Введение к работе
Актуальность работы
Безопасность атомной станции есть результат безопасной работы отдельных ее объектов и их составных частей. Являясь элементом Системы локализации аварий ((VIA) герметичные своды кабелей играют огромную роль в обеспечении безопасности станции не только в нормальных условиях эксплуатации, но и в аварийных и гослеаваришш режимах.
К герметичным вводам кабелей предъявляются особо жесткие требования в части обеспечения герметичности и прочности Ш, надежности передачи электрического сигнала и его формы, радиационной и пожарной устойчивости всех элементов ввода, сохранение работоспособности в течение заданного срока эксплуатации.
Существующие электрические вводы контрольних кабелей, отечественные и зарубежные, не отвечают всем этим требованиям. Кабельные вводы на основе полимерных материалов, например, отечественные ПГКК всилу свойств, входящих в их конструкцию полимеров: низкая термо- ч радиационная стойкость, горючесть при низких температурах со значительным выделением ядовитых продуктов горения и др., и, как результат этого - выход вводов из эксплуатации в перг вые же годы работы с нарушением герметичности (VIA; вводы на основе стекла из-за его низкой механической и термостойкости .
Конструкция гермоввода ВГКК, предлагаемая в данной работе, лишена всех этих недостатков. В основу конструкции эатолены кабели с минеральной (магнезиальной) изоляцией в металлической оболочке, концу которых изолированы металлокерамическими элементами,
- 4 - " а все соединения ввода сварные или паяние.
Таким образом,. гермоввод типа ВГКК состоит только из металлов'и керамики, которые обладают высокой стойкостью к радиации, термо- и теплостойкостью, не горят, не меняют своих свойств и размеров в течение 30-40 лет эксплуатации.
Цель работы;
Целью данной работы является создание конструкции гермоввода контрольных кабелей, отвечающей всем современным требоваиниям по безопаности в атомной энергетике, и исследование электрофизических свойств магнезиальной изоляции в коаксиальном кабеле.
Для достижения поставленной цели потребовалось решение следующих конкретных задач:
1. Выбор материалов и комплектующих для создания кабельных модулей для всех типов гермовводов ВГКК. Материал диэлектрика в модуле должен обладать следующими свойствами:
- удельным электрическим сопротивлением, обеспечивающим сопротивление изоляции для каждого типа (схемы) гермоввода на уровне требований технических условий на изделие;
электрической прочностью, достаточной для постоянной (долговременной) работы под переменным напряжением 380 В (или постоянным-- 220 В), и способного выдерживать испытательное напряжение 2 кВ в течение 5 минут при частоте электрического тока 50-60 Гц;
радиационной стойкостью к у-излучению при интегральной дозе радиации с учетом всех аварки 5 "108 рад;
температурной стойкостью, способной обеспечить бесперебойную работу в режиме нормальной эксплуатации при температурах до
- b -60i: и в аварийных режимах - до 1Ь0С стечение йО суток.
-
Выбор материалов для мемептси (деталей, у:<лоц) гермонво-да м их соединителей, обеспечивающих нормальную работу цепей после максимального стандартного пожара с одной стороны оболочки'в течение 90 минут при возрастании температури до .. ЮШ0.
-
Выбор компановки гермоввода и способа соединения элементов (дотачей, узлов) с целью обеспечения необходимого уровня герметичности, влагоращщеніюсти, биознцщты, механической прочности, эксплуатационной Функциональности, технологичности в процессе производства, максимальной (стопроцентной) готовности изделия к монтажу на AW.
-
Исследование материала диэлектрика на соответствие всем требованиям технических условий по электроизоляционным и электропрочностным характеристикам.
-
Оценка влияния повышенных температур на диэлектрические свойства магнезиальной изоляции в модуле гермоввода..
-
Исследование влиянии гермоввода на полнен..w сопротивление и затухание в основной кабельной цепи.
Объекты исследований.
Свойства диэлектриков и конструкционных материалов гермовво-дов с целью создания конструкции и технологии изделий с максимальной надежностью и долговечностью в нормальних эксплуатационных условиях и в аварийных режимах.
Научная новизна.
1. В результате исследований создана серия герметичних вводов для контрольных кабелей типа Bl'KK, состоящих только из метан-
лов и керамики, обладающих исключительной стойкостью и работоспособностью.« услори.чх . А'гЮ: герметичностью, радиационной стойкостью, термостойкостью, пожароустойчигюстыо, огнестойкостью, и обеспечивающих.необходимый уровень биологической защиты.
?,. (<к~ол!іен расчет электрофизических характеристик гермовво-дов для условий помда.ешшх температур (до 4000).
3. Выполнен расчет влияния, окаврвэсмого гермовводом на параметры основной кабельной линии по волновому сопротивлению и затуханию при иовьшіешшх температурах (до 400CJ.
Практическая значимость,
Комплектация гермовводами BFKK строящихся АЭС и замена контрольных вводов тига ЛГКК на гершвводн серии ВІ'КК на действующих атомных станциях с реакторам ВБЭР позволит значительно поднять уровень безопасности атомной энергетики.
Возможна разработка герметичных вводов на базе предложенных материалов и принципов для других отраслей промышленности и энергетики, например, в химических установках с легковоспламеняющийся материалами (веществами), на взрывоопасных объектах и т.п., где требуется герметичный ввод кабелей с обеспечением их радиационной стойкости, огнестойкости, пожароустойчивости, химической стойкости.
Защищаемые положения.
1. Разработана принципиальная модульная схема компановки конструкции герметичного ввода контрольных кабелей в зону локачи-заши аварий АЭС, удовлетворяющая всем современным требованиям по нормам аварийной и экологической безопасности.
Создана серия из кести типовых конструкций герморводов ВГКК для всех схем контроля на о.поке, ооеонечивакчцих двойной барьер ГерМОТНЧНОО'ГИ, е^тоящих ТОЛЬКО ИЗ метаЛД'Ч! и керамики, модульная конструкция которых гарантирует сохранение герметичности изделия вцелом при выходе и? строя хотя оы одного но соединении модуля, минеральная (магнезиальная) изоляция при этом адсорбирует пылевидные частиц!-! и аерозоли, не пропуская их в "чистые" зоны.
Разработаны два типа защитных устройств для узлов герметизации модулей и систем стыковки гермоввода с кабельной линией, теплозащита которых обеспечивается минерз.льн!к г-р'деством - порошкообразным каолином, нагрел которого в интернате температур от МО до 600г: сопровождается эндотермической реакцией, создавая внутри защитного устройства температуру не выше mfv. при наружной температуре пожара до 100Ои.
]'ер:,'овг-од ВГКК состоит только но негорячих материалов, поэтому является препятствием на пути распространения пожара в другие помещения станции по кабельным коридорам.
г. Диэлектрические потери в магнезиальной изоляции при температурах "малой" (900) и "большой"- иЬО0!1) аварий незначительно. изменяют выходные электрические параметры гермоввода. , . .
'3. Затухание в магнезиальной изоляции составляет,менее !% от общего затухания в модуле, что в 2-4.раза ниже/ чем в. кабелях связи с полимерной изоляцией и увеличивается лишь до 2,5% при повышении температуры до 400С и частоты тока-до 60 МГц.::."
Апробация работы. - ':'
1. Вводы герметичные для АЭС нового поколения. Четвертая
-8--Международная щола-сшюаиум "Физика и химия твердого тела". 1-5 шля 1994г. г.Благовещенск.
. 2. Международная' научно-техническая конференция "Роль атомной энергетики в -решении региональных экономических и экологично-' ких проблем". 1Р-20 октября 1994г. г.Владивосток.
-
Герметичные вводы кабелей в зону локализации .аварий для АЗС. Республиканская научная конференция "Проблемы энергоснабжения Дальнего Востока" 25-27 апреля 199fnv г. Благовещенск.
-
Герметичный ввод цепей контроля и управления в зону локализации аварий АЗС. Всероссийская научно-практическая конференция "Новые высокие технологии и проблемы реструктурований и приватизації предприятий. Екатеринбург - 9Ь". Секция 07. Технологии машиностроения и приборостроения. 20-22 июня 1995г. г.Екатеринбург.
Ь. Кабельные вводы d герметичную зону АЗС. Журнал "Экология и промьшшелюстъ России". Мюль 1996г.
б. Герметичный вг-од. Патент СССР «18350«9.
?. Способ сборки герметичного ввода и герметичный ввод. А.С. СССР N1832336.
8. Герметичный ввод. Патент РФ »2022383. .
9.-Вводы герметичные контрольных кабелей типа ВГКК-для АЗС. Технические условия ТУ 7434-4740909-001-92 Э.
Объем и структура диссертационной работы.
