Güç malzemeleri Nükleer Güç Santrallerinin Güvenliğine ve Yeniden Güvenilirliğine Nasıl Katkı Sağladı

Nükleer enerji santralleri, nükleer santrallerin en karmaşık ve güvenlik-kahkamet tesisleri arasında duruyor. Güvenli operasyon sayısız birbirine bağlı sistemlere bağlı, ancak birkaç saniye boyunca, enerji tedarik altyapısının serbest bırakılmasını önlemeye yönelik engeller.Bu nedenle, nükleer santrallerdeki güç tedarik sistemleri, soğuk pompalar, acil durum çekirdek soğutma sistemleri, çok sayıda güvenlikle ilgili ekipmana sahip, bu makaleyi ve tüm güvenlikle ilgili ekipmanlara katkıda bulunulmaktadır.

Güç Malzemelerinin Güvenliği Sınıflandırılması

Nükleer enerji santrallerinde, elektrik güç sistemleri güvenlik önemine göre kategorize edilir. Amerika Birleşik Devletleri ve diğer birçok ülke, IEEE 308 ve NRC düzenlemelerine dayanmaktadır. Güç malzemeleri ve ilişkili bileşenleri, güvenli kapanma, acil soğutma veya radyoaktif materyal için gerekliyse sınıf 1E olarak belirlenir. Bu sistemler kaliteli, kırmızılık, bağımsızlık, ve analitik olaylar da dahil olmak üzere, periyodik kazalara karşı yeterlilikler ile karşı karşıya olmalıdır.

Sınıf 1E Systems

Sınıf 1E güç sistemleri, acil dizel jeneratörleri, istasyon bataryaları, sınırsız güç malzemeleri (UPS) ve her biri güvenlikle ilgili yükleri besleyen dağıtım panelleri. Bu, tek bir olayla -bir yangın, türdeki hataları önlemek için fiziksel ve elektriksel ayrımı ile tasarlanmalıdır. Örneğin, iki red dışı sınıf 1E trenleri genellikle ayrı binalarda veya yangın bölgelerinde bulunur, her biri kendi dizel jeneratörü, batarya banka ve UPS ile.

Güvenli olmayan ve Dengesiz Sistemler

Güvenli olmayan güç sistemleri, aydınlatma, havalandırma (güvenli hava pompası hariç), soğutma kuleleri ve su pompasına bağlı su pompasına sahip olmak için gerekli değildir.1. Sınıf için sıkı yeterlilik sağlamak için gerekli olmasa da, tek bir başarısızlık propagates için güvenilir olmalıdır.

Temel Güç: Tesis Dışı ve Tesis Kaynakları

Nükleer bir bitki işletme için birincil güç kaynağı, ortak hava durumu veya şebeke rahatsızlıklarından eşzamanlı kaybı azaltmak için yollanır. NRC, bitkinin tüm güvenlik işlevleri için yersiz güce bağlıdır ve bu bir kayıp-of-of-yolları, şebeke başarısız olursa yedek güçle azaltılabilir.

Bu önlemlere rağmen, yersiz güç, hat hataları, fırtınalar, ızgara istikrarsızlık veya kasıtlı yükler odding gibi kaybedilebilir. 2011 Fukushima Daiichi kazası gibi, şiddetli bir deprem ve tsunami aynı anda birden çok yerinde yok oldu.Bu yüzden yerdeki yedekleme gücü mutlak bir zorunluluktur.

Acil Durum Backup Power Systems

Nükleer bitkiler acil güce bir tabakalı bir yaklaşım kullanıyor, yüksek hızlı dizel jeneratörlerle başlayın ve geçişle ilgili bataryalar ve UPS aracılığıyla uzatıyor. Tasarım felsefesi tek bir başarısızlık değildir -konuşaksız güç kaybı - bitkiyi güvenli kapatmayı ve sürdürmeyi engelleyebilir.

Acil dizel Jeneratörler

Her nükleer birim genellikle iki ve dört acil dizel jeneratörü (EDG) arasında sahiptir, her boyutta tüm güvenlikle ilgili yükler tedarik etmek için (örneğin, acil durum çekirdeği soğutma pompaları, sprey, temel su ve kontrol odası havalandırma içerir. Ortak konfigürasyonlar iki% kapasite EDG veya dört% 50 kapasiteye sahiptir, N + veya N+2 kırmızıdansiyonlar da genellikle yedi gün boyunca test edilen hız veya piller tarafından başlatılır ve tüm hız test edilebilir.

Bazı gelişmiş bitkiler ayrıca gaz türbinleri jeneratörleri veya çift yakıt (dizel / doğal gaz) birimlerini çeşitli alternatifler olarak içerir. Çeşitlilik, ortak mod hataları riskini azaltır - örneğin, eğer yakıt kalitesi sorunu dizel etkilerse, türbin hala çalıştırılabilir.

İstasyon

Tesis dışı güç kaybından hemen sonra ve zaman boyunca dizel jeneratörler başlamak ve senkronize etmek için alır (tipik olarak 10-30 saniye), elektrik yükleri istasyon bataryaları tarafından yapılır.Bu bataryalar ayrıca DC enerjisi gerektiren kritik yükler tedarik eder, örneğin koruyucu rödüller, devre kesiciler ve güvenlik sistemi kontrolörleri gibi. Çoğu nükleer santraller, daha uzun bir süre boyunca daha hızlı bir şekilde takip edilen veya kapaklı bir şekilde alınan bir güçle kabul edilir.

Uninterruptible Power Materials (UPS)

Yükler, gerilim geçicilerine, frekans sapmalarına veya hatta anlık güç kesintilerine karşı hassas yükler için - dijital kontrol sistemleri, reaktör koruma sistemleri ve güvenlik ekran cihazı gibi - bu istasyon UPS sistemleri, batarya gücü ve jeneratör gücü arasındaki boşlukları bağlar. Tipik nükleer UPS birimleri çift yönlü bir online topoloji kullanır: AC girişi DC'ye yeniden yapılandırılır ve her bir güvenlik birimine sürekli olarak geri dönerler.Bu istasyonlar sürekli olarak yeniden üretim tesislerini temizleyebilir.

Unmatched Reliability için Tasarım Prensleri

Donanım seçiminin ötesinde, nükleer santrallerdeki güç malzemeleri için tasarım felsefesi birkaç temel prensip tarafından yönetilir:

Düzenleme ve Endüstri Standartları

Nükleer güç tedarik güvenilirliği, yalnızca tasarımcıların terk edilmez; bu, zorunlu standartlar ve ulusal düzenleyiciler tarafından uygulanır. ABD'de NRC, bitkilerin Genel Tasarım Criterion (GDC) 17'ye uygun olarak, IAEA'nın güvenlik standartlarına uygun bir şekilde yetkilendirmesi gerektirir.(SS34) ve IEC 61226'de yapılan denetimler, tüm güç sistemlerindeki artışları sağlar.

Daha da derinlikte bulunan dış kaynaklar şunlardır: [Dönem:0] NRC 10 CFR 50.63: İstasyon Blackout gereksinimlerini
) [[Dönetici: Elektrik Güç Sistemleri Tasarımı Nükleer Enerji için Tasarım
))[FLT: Sınıf 1E Güç Sistemleri için Standart [FLT: 3)[FLT: 3|D|D|Dönetici|Dönetici|D|D|Dönetici|D|Dönetici|D|Dönetici|D|Döneticileri için tasarım

Test, Bakım ve Sürekli İyileştirme

Bir güç tedarik sistemi sadece son test kadar güvenilirdir. Nükleer bitkiler, her yedek bileşeninin çağrılacağı konusunda geniş bir gözetim programı yürütür. Acil dizel jeneratörler için, bu şunları içerir:

  • Aylık otomatik yük kabulü ile başlangıç testleri (tipik olarak 30 dakikalık çalışır).
  • Yıllık tam yük, 24 saat dayanıklılık çalışır.
  • Periyodik olarak yapılan karaout koşulları ( hem de EDG'nin kaybı, bataryalara güvenmek).
  • Yakıt yağı kalitesi testleri ve tank seviyesi doğrulama.

İstasyon pilleri çeyrek olarak belirli bir ağırlık ölçümlerini, yıllık deşarj testlerini belirli bir gerilime geçirir ( hala hayati yükler tedarik ederken), ve periyodik kapasite kontrolleri vardır. UPS sistemleri banka testleri ve otomatik transfer testleri yüklemiştir. Herhangi bir başarısızlık araştırılır, düzeltilebilir ve tasarım değişiklikleri veya procedural değişiklikler yapabilir. Tüm testler NRC ve bağımsız gözetim organları tarafından belgelenir.

Dahası, dünya çapındaki bitkilerden işletim deneyimi, INPO ve WANO gibi endüstri grupları aracılığıyla paylaşılır - daha yüksek zeminde hasarlı kablo tepsileri veya Fukushima istasyonu karaout gibi - şiddetli dış olaylara karşı koruma, ve portatif acil ekipman (örneğin, portatif dizel-aktif pompalar ve jeneratörler) ek olarak.

İşletim Deneyiminden Öğrenilen Dersler

2011 yılında Fukushima Daiichi kazası, nükleer enerji tedarik güvenilirliği için bir su kaybıydı. Deprem nedeniyle yersiz güç kaybı, EG'lerde ve bataryalar üzerinde kalıcı olarak kurulmuş olan tsunami tarafından takip edilen ve devre dışı bırakılmış, tüm sabit sistemlere yol açılabilir ve ek bataryalar da, dünya çapındaki ek çeşitlilik ve esnek stratejiler (örneğin ABD'de FLEX, ABD'de yedek ekipman ve yedekler için de yedeklenmiş ve dağıtılabilir.)

Diğer olaylar da gelişmeye yol açtı. 1975 yılında, bir gerilim düzenleyicisi nedeniyle Browns Ferry'de bir yangın, birçok sistem için güvenlikle ilgili güç kablolarını ortaya çıkardı, paylaşılan kablo tepsilerinin kırılganlığını protesto etti. Bu, 1986 yılında, bir dizel jeneratörün başarısızlığına yol açtı.

Gelişen Teknolojiler ve Gelecek Trendleri

Nükleer endüstri, Gelişmiş Işık Su Reaktörleri ve Küçük Modüler Reaktörler (SMRs), güç tedarik tasarımı da ilerliyor. SMRs genellikle aktif güç sistemlerine bağımlılığı azaltan pasif güvenlik özelliklerini içerir - örneğin, doğal dolaşım soğutması büyük acil pompalar için ihtiyaç gerektirir. ancak, hala bataryalara, UPS'ye ve kontrole güvenir ve çoğu zaman dizel jeneratörlere güvenir.

Ayrıca, enerji için uzun vadeli yedekleme sağlayan hidrojen yakıt hücreleri gibi alternatif enerji kaynaklarına ilgi duyuyor, ancak mevcut bileşenler olarak aynı güvenilirlik standartlarını karşılamak için herhangi bir yeni teknoloji. Bazı siteler hibrit batarya sistemleri araştırıyor (enerji için öncü-ya dacid) bisiklet ve yaşam boyu geliştirmek için.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Güç malzemeleri, her nükleer enerji santralinin geri dönmemesi ve gerekli olan en büyük acil dizel jeneratörlerinden, dijital koruma sistemlerini temiz bir şekilde kullanan hassas bir şekilde, her elementin nükleer enerji üretimine olumlu katkıda bulunmasına olanak sağlar ve en temel ilke olarak nükleer enerji tasarrufu gerektirir: güvenli nükleer enerji tasarrufu, güvenlik, çeşitlilik ve sürekli öğrenme, enerji tedarik sistemlerinin genel güvenlik ve güvenilirliği.

Daha fazla okuma için aşağıdaki yazar kaynaklarına danışın:[Dönem:0) [Döneticileri: 2)[Döneticileri için Yönetmelikler[Dönem:2]
).