Codeofchina.com is in charge of this English translation. In case of any doubt about the English translation, the Chinese original shall be considered authoritative.
This standard is drafted in accordance with the rules given in GB/T 1.1-2009.
This standard replaces GB/T 13538-1992 Electrical penetration assemblies in containment structures for nuclear power plants. In addition to a number of editorial changes, the following technical changes have been made with respect to GB/T 13538-1992:
——The normative references are modified (see Clause 2 hereof; Clause 2 of Edition 1992);
——Some terms and definitions are modified (see Clause 3 hereof; Clause 3 of Edition 1992);
——The contents related to “optical fiber” are added (see Clause 4 to Clause 10);
——The rated voltage of power and control conductors are added and revised for adaptation according to relevant national standards (see 4.2.1);
——The power frequency withstand voltage and impulse voltage withstand test values of dielectric strength test are adaptively revised for adaptation according to the revised rated voltage of the equipment, (see 6.2.4);
——The contents related to “electromagnetic compatibility” are added (see 6.2.11);
——the contents related to “severe accident” are added (see 6.4);
——The requirement of "partial discharge (corona) test" are added (see 7.6);
——Clause 10 is added and includes the contents of the original Annex A;
——The original Annex B is modified into Annex A, and the contents are revised;
——Annexes B, C and D are added.
This standard was proposed by China National Nuclear Corporation.
This standard is under the jurisdiction of the National Technical Committee on Nuclear Instruments of Standardization Administration of China (SAC/TC 30).
The previous edition of the standard replaced by this standard is as follows:
——GB/T 13538-1992.
Electrical penetration assemblies in containment structures for nuclear power plants
1 Scope
This standard specifies the requirements for the design, manufacturing, qualification, test, installation and in-service monitoring of electrical penetration assemblies in containment structures for nuclear power plants.
This standard is applicable to the design, manufacturing, qualification, test, installation and in-service monitoring of electrical penetration assemblies in containment structures for nuclear power plants.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
GB/T 156-2007 Standard voltage
GB/T 311.1-2012 Insulation co-ordination—Part 1: Definitions, principles and rules
GB/T 12727-2017 Qualification of safety class electrical equipment for nuclear power plants
GB/T 13625 Seismic qualification of safety class electrical equipment for nuclear power plants
GB/T 15972.40-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 40: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Attenuation
GB/T 15972.41-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 41: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Bandwidth
GB/T 15972.42-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 42: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Chromatic dispersion
GB/T 15972.43-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 43: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Numerrical aperture
GB/T 15972.44-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 44: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Cut-off wavelength
GB/T 15972.45-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 45: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Mode field diameter
GB/T 15972.46-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 46: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Monitoring of changes in optical transmittance
GB/T 15972.47-2008 Specifications for optical fibre test method—Part 47: Measurement methods and test procedures for transmission characteristics—Macrobending loss
GB/T 15972.48-2016 Specifications for optical fibre test method—Part 48: Measurement methods and test procedures for transmission characteristics—Mpolarization mode dispersion
GB/T 15972.49-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 49: Measurement methods and test procedures for transmission and optical characteristics—Differential mode delay
GB/T 15972.50-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 50: Measurement methods and test procedures for environmental characteristics—Damp heat(steady state)
GB/T 15972.51-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 51: Measurement methods and test procedures for environmental characteristics—Dry heat
GB/T 15972.52-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 52: Measurement methods and test procedures for environmental characteristics—Change of temperature
GB/T 15972.53-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 53: Measurement methods and test procedures for environmental characteristics—Water immersion
GB/T 15972.54-2008 Specifications for optical fibre test methods—Part 54: Measurement methods and test procedures for environmental characteristics—Gamma irradiation
GB/T 17626 (all parts) Electromagnetic compatibility—Testing and measurement techniques
GB 17799.4-2012 Electromagnetic compatibility (EMC)—Generic standards—Emission standard for industrial environments
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
analysis
process of mathematical or other logical inference to derive the qualified conclusion of electrical penetration assembly or its components from specified preconditions
3.2
design basis events (DBE)
postulated events used in the design to establish the acceptable performance requirements of the structures, systems and equipment
[NB/T 20063-2012, Definition 2.6]
3.3
service conditions
Environmental parameters, power, signal, limit working conditions under normal operation requirements of electrical penetration assembly and assumed working conditions under design basis events
3.4
design service conditions
service conditions as the basis for rated value and qualification of electrical penetration assembly
3.5
design tests
tests to verify that electrical penetration assembly meets design requirements
3.6
single aperture seal
single seal between containment aperture and electrical penetration assembly
3.7
single optical fiber seal
single pressure barrier seal along the optical fiber axis between the inner and outer sides of the containment structure
3.8
single electric conductor seal
single pressure barrier seal along the electric conductor axis between the inner and outer sides of the containment structure
3.9
double aperture seal
two single aperture seal connected in series
3.10
double electric conductor seal
two single electric conductor seal connected in series
3.11
double optical fiber seal
two single optical fiber seal connected in series
3.12
containment
structures that contain reactors and associated systems and prevents unacceptable amounts of radioactive material from being released into the environment under reactor accident. It is the last barrier to contain radioactive materials, and it can also prevent the impact of external projectiles and explosions on the reactor
3.13
electrical penetration assembly
a set of equipment consisting of insulated electrical conductors (or optical fibers), conductor seals, and assembly seals (if any) that provides a pressure barrier between the inner side and the outer side of the containment (or the outer side of the concrete wall), and provides access to the electrical conductors (or optical fibers) through a single aperture (or double aperture)
Note: The electrical penetration assembly also include junction boxes and internal wiring components.
3.14
environmental conditions
external environmental operating conditions of electrical penetration assembly include the external conditions under normal operating conditions, design basis events and assumed working conditions caused by severe accident conditions, such as ambient temperature, pressure, radiation, humidity, ground motion, chemical or desalted water spraying (or splashing) and immersion, etc.
3.15
generic design
equipment series with similar materials, manufacturing process, ultimate stress, design scheme and working principle, which can be uniformly qualified by a simplified typical equipment
3.16
installed life
time interval from the completion of installation to permanent decommissioning of electrical penetration assembly
Note: During this period, electrical penetration assembly performs its functions. Some parts of electrical penetration assemblies may be replaced regularly; therefore, the installed life of the replaced part is lower than that of the electrical penetration assembly.
?
3.17
margin
difference between the most severe design operating conditions and the conditions adopted in the qualification test
3.18
qualified life
time where a structure, system or component has been tested, analyzed and/or operated to demonstrate that it can operate within the acceptance criteria under specific operating conditions, while implementing the safety function under design basis events or earthquake conditions
[NB/T 20063-2012, Definition 6.1.8]
3.19
severe accident conditions
assumed working conditions under which the environmental conditions are more severe than the design basis events. The electrical penetration assembly shall meet the performance requirements under such conditions. The containment pressure boundary integrity function of electrical penetration assembly may be degraded
3.20
qualified life test
test carried out on samples that have been pre-operated to verify that the electrical penetration assembly meets the design requirements at the end of the qualified life
4 Classification and rated value
4.1 Classification
4.1.1 Medium-voltage power
Power conductors in electrical penetration assembly with rated voltages greater than 1,000V are defined as "medium-voltage power conductors" and have the following rated values (see 4.2 and 4.3):
a) Rated voltage;
b) Rated continuous current;
c) Rated short-time overload current and duration;
d) Rated short-circuit current;
e) Rated short-circuit heat capacity;
f) Rated capacity under the most severe DBE environment conditions.
4.1.2 Low-voltage power
Power conductors in electrical penetration assembly with rated voltages less than or equal to 1,000V are defined as "low-voltage power conductors" and have the following rated values (see 4.2 and 4.3):
a) Rated voltage;
b) Rated continuous current;
c) Rated short-time overload current and duration;
d) Rated short-circuit current;
e) Rated short-circuit heat capacity;
f) Rated capacity under the most severe DBE environment conditions.
4.1.3 Low-voltage control
Control conductors in electrical penetration assembly with rated voltages less than or equal to 1,000V are defined as "low-voltage control conductors" and have the following rated values (see 4.2 and 4.3):
a) Rated voltage;
b) Rated continuous current;
c) Rated short-time overload current and duration;
d) Rated short-circuit current;
e) Rated short-circuit heat capacity;
f) Rated capacity under the most severe DBE environment conditions.
4.1.4 Instruments
Coaxial, triaxial, biaxial and thermocouple conductors of instrument circuits are defined as "instrument conductors". The rated voltage of instrument conductor shall be specified according to the design service conditions.
4.1.5 Optical fiber
Optical fiber has no definition of rated voltage or rated current. Optical fiber can be installed in the above four kinds of electrical penetration assemblies, among which instrument electrical penetration assemblies are preferred. Optical fiber shall have the following requirements:
Foreword i
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
4 Classification and rated value
4.1 Classification
4.2 Rated value
4.3 Rated capacity under the most severe DBE environmental conditions
5 Design requirements
5.1 Mechanical design requirements
5.2 Requirements of electrical design
5.3 Requirements of flame retardant
5.4 Qualified life
6 Qualification
6.1 General
6.2 Design test
6.3 Qualified life test
6.4 Severe accident conditions
7 Product test
7.1 Gas leakage rate test
7.2 Pneumatic test
7.3 Dielectric strength test
7.4 Insulation resistance test
7.5 Conductor continuity and identification test
7.6 Partial discharge (corona) test
7.7 Optical fiber
8 Installation and field test
8.1 Installation and test standards
8.2 Installation procedure
8.3 Leakage rate test
8.4 Electrical test
8.5 Optical fiber test
9 Requirements for quality control and quality assurance
9.1 Materials, processes and personnel
9.2 Records
9.3 Nameplate
9.4 Design qualification document
9.5 Data and rated value
10 Requirements of purchaser's specification
10.1 General
10.2 Summary of recommendations for purchaser's specification
10.3 Data requirements and content guides of design specifications
Annex A (Informative) Recommended value of parameters
Annex B (Informative) Interface of electrical penetration assembly
Annex C (Informative) Installation diagram of typical electrical penetration assembly
Annex D (Informative) Thermal life test procedure
Bibliography
核電廠安全殼電氣貫穿件
1 范圍
本標準規定了核電廠安全殼電氣貫穿件的設計、制造、鑒定、試驗、安裝以及在役監測等方面的要求。
本標準適用于核電廠安全殼電氣貫穿件的設計、制造、鑒定、試驗、安裝以及在役監測。
2 規范性引用文件
下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 156—2007 標準電壓
GB/T 311.1—2012 絕緣配合 第1部分:定義、原則和規則
GB/T 12727—2017 核電廠安全級電氣設備鑒定
GB/T 13625 核電廠安全系統電氣設備抗震鑒定
GB/T 15972.40—2008 光纖試驗方法規范 第40部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——衰減
GB/T 15972.41—2008 光纖試驗方法規范 第41部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——帶寬
GB/T 15972.42—2008 光纖試驗方法規范 第42部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——波長色散
GB/T 15972.43—2008 光纖試驗方法規范 第43部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——數值孔徑
GB/T 15972.44—2008 光纖試驗方法規范 第44部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——截止波長
GB/T 15972.45—2008 光纖試驗方法規范 第45部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——模場直徑
GB/T 15972.46—2008 光纖試驗方法規范 第46部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——透光率變化
GB/T 15972.47—2008 光纖試驗方法規范 第47部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——宏彎損耗
GB/T 15972.48—2016 光纖試驗方法規范 第48部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序 偏振模色散
GB/T 15972.49—2008 光纖試驗方法規范 第49部分:傳輸特性和光學特性的測量方法和試驗程序——微分模時延
GB/T 15972.50—2008 光纖試驗方法規范 第50部分:環境性能的測量方法和試驗程序——恒定濕熱
GB/T 15972.51—2008 光纖試驗方法規范 第51部分:環境性能的測量方法和試驗程序——干熱
GB/T 15972.52—2008 光纖試驗方法規范 第52部分:環境性能的測量方法和試驗程序——溫度循環
GB/T 15972.53—2008 光纖試驗方法規范 第53部分:環境性能的測量方法和試驗程序——浸水
GB/T 15972.54—2008 光纖試驗方法規范 第54部分:環境性能的測量方法和試驗程序——伽瑪輻照
GB/T 17626(所有部分) 電磁兼容 試驗和測量技術
GB 17799.4—2012 電磁兼容 通用標準 工業環境中的發射
3 術語和定義
下列術語和定義適用于本文件。
3.1
分析 analysis
由規定的前提條件推出電氣貫穿件或其組件的鑒定結論的數學或其他邏輯推理的過程。3.2
設計基準事件 design basis events (DBE)
在設計中應用的假想事件,以便確定構筑物、系統和設備的可接受的性能要求。
[NB/T 20063-2012,定義2.6]
3.3
工作條件 service conditions
電氣貫穿件正常運行要求下的環境參數、功率、信號,極限工況條件以及設計基準事件下的假設工況條件。
3.4
設計工作條件 design service conditions
作為電氣貫穿件額定值和鑒定依據的工作條件。
3.5
設計試驗 design tests
驗證電氣貫穿件滿足設計要求的試驗。
3.6
單道開孔密封 single aperture seal
安全殼開孔和電氣貫穿件之間的單道密封。
3.7
單道光纖密封 single optical fiber seal
在安全殼構筑物內外兩側間、沿光纖軸線的單道壓力屏障密封。
3.8
單道電氣導體密封 single electric conductor seal
在安全殼構筑物內外兩側間、沿電氣導體軸線的單道壓力屏障密封。
3.9
雙道開孔密封 double aperture seal
兩個串連的單道開孔密封。
3.10
雙道電氣導體密封 double electric conductor seal
兩個串連的單道電氣導體密封。
3.11
雙道光纖密封 double optical fiber seal
兩個串聯的單道光纖密封。
3.12
安全殼 containment
包容反應堆及有關系統并在反應堆事故狀態下,防止不可接受量的放射性物質向環境釋放的構筑物。安全殼是包容放射性物質的最后一道屏障,它還可以防止外部飛射物、爆炸等對反應堆的影響。
3.13
電氣貫穿件 electrical penetration assembly
由絕緣電氣導體(或光纖)、導體密封、組件密封(如果有)所組成的一套設備,在安全殼內側與安全殼外側(或混凝土墻體外側)之間提供壓力屏障,并在其間通過單道開孔(或雙道開孔)為電氣導體(或光纖)提供通路。
注:電氣貫穿件還包括接線箱以及內部接線部件。
3.14
環境條件 environmental conditions
電氣貫穿件所處的外部環境運行工況條件,包含正常運行工況下的外部條件、設計基準事件和嚴重事故導致的假定工況條件,如環境溫度、壓力、輻射、濕度、地震動、化學或除鹽水噴淋(或飛濺)和浸沒等。
3.15
通用設計 generic design
具有相似的材料、制造工藝、極限應力、設計方案和工作原理的設備系列,可統一由一個簡化的典型設備進行鑒定。
3.16
安裝壽命 installed life
從電氣貫穿件完成安裝到其永久退役的時間間隔。
注:在此期間電氣貫穿作物履行其功能。電氣貫穿件的某些部件可能會定期更換;因此,該更換部件的安裝壽命低于電氣貫穿件的安裝壽命。
3.17
裕度 margin
在最嚴酷的設計運行工況條件和鑒定試驗所采用的條件之間的差值。
3.18
鑒定壽命 qualified life
一個構筑物、系統或部件通過試驗、分析和(或)運行經驗已證明其能夠在特定運行工況下在驗收標準范圍內運行,同時保持在設計基準事故或地震條件下能夠實施其安全功能的時間。
[NB/T 20063—2012,定義6.1.8]
3.19
嚴重事故條件 severe accident conditions
環境條件比設計基準事件更為嚴酷的假設工況條件,電氣貫穿件應能滿足該條件下的性能要求。電氣貫穿件的安全殼壓力邊界完整性功能可能會下降。
3.20
鑒定壽命試驗 qualified life test
在已進行預運行試驗的樣件上進行的試驗,以驗證電氣貫穿件在鑒定壽命末期能滿足設計要求
4 分類和額定值
4.1 分類
4.1.1 中壓動力
電氣貫穿件中額定電壓大于1 000 V的動力導體定義為“中壓動力導體”,并具有以下額定值(見4.2和4.3):
a) 額定電壓;
b) 額定連續電流;
c) 額定短時過負荷電流和持續時間;
d) 額定短路電流;
c) 額定短路熱容量;
f) 最嚴酷DBE環境條件下的額定容量。
4.1.2 低壓動力
電氣貫穿件中額定電壓小于或等于1000 V的動力導體定義為“低壓動力導體”,并應有以下額定值(見4.2和4.3):
a) 額定電壓;
b) 額定連續電流;
c) 額定短時過負荷電流和持續時間;
d) 額定短路電流;
e) 額定短路熱容量;
f)最嚴酷DBE環境條件下的額定容量。
4.1.3 低壓控制
電氣貫穿件中的額定電壓小于或等于1 000 V的控制導體定義為“低壓控制導體”,并具有以下額定值(見4.2和4.3):
a) 額定電壓;
b) 額定連續電流;
c) 額定短時過負荷電流和持續時間;
d) 額定短路電流;
e) 額定短路熱容量;
f) 最嚴酷DBE環境條件下的額定容量。
4.1.4 儀表
儀表電路的同軸、三同軸、雙同軸、熱電偶導體定義為“儀表導體”。儀表導體的額定電壓應根據設計工作條件加以規定。
4.1.5 光纖
光纖沒有額定電壓或額定電流的定義。光纖可安裝于以上4種類別的電氣貫穿件中,其中儀表類電氣貫穿件優先考慮。光纖應有以下要求:
a) 模式:單模或多模;
b) 類型:階躍型或漸變型;
c) 數值孔徑(如果系統需要);
d) 纖芯尺寸;
e) 衰減損耗,包括安裝在光纖上的連接器。
4.2 額定值
4.2.1 額定電壓
按照GB/T 156—2007,動力及控制導體的額定電壓應按表1選取。
表1 動力及控制導體的額定電壓
導體類別 額定電壓
V
低壓 220/380
380/660
1000
中壓 3000(3300)
6000
10000
4.2.2 額定連續電流
電氣貫穿件單根導體的額定連續電流是在最高正常環境溫度下及電氣貫穿件中其他所有導體承載其額定連續電流的情況下,該導體能夠連續承載而不使其本身以及電氣貫穿件預埋管與混凝土界面的穩定溫度超過設計限值的電流。
4.2.3 額定短時過負荷電流和持續時間
電氣貫穿件單根導體的額定短時過負荷電流是在最高正常環境溫度下及電氣貫穿件中其他所有導體承載其額定連續電流的情況下,該導體在額定連續電流連續運行后能在規定時間內承載而不使導體溫度超過其短時過負荷設計溫度限值的過負荷電流。
額定短時過負荷電流不得小于導體額定連續電流的7倍,持續時間不得小于10 s。
4.2.4 額定短路電流
電氣貫穿件單根導體的額定短路電流是在最高正常環境溫度下及電氣貫穿件中其他所有導體承載其額定連續電流的情況下,該導體能夠承載而仍能保持其電氣完整性(見5.2.2)和機械完整性(見5.1.6)的短路電流。
交流電路中的額定短路電流應為對稱有效值,并依據6.2.9中的試驗程序加以確定。附錄A中的表A.5為額定短路電流參考值。除非有其他特別規定,直流電路中的額定短路電流的確定應基于其本身的恒定值。
4.2.5 額定短路熱容量(I2t)
電氣貫穿件中單根導體的額定短路熱容量是在最高正常環境溫度及電氣貫穿件中其他所有導體承載其額定連續電流的情況下,該導體在額定連續電流下連續運行后仍能保持電氣完整性(見5.2.2)和機械完整性(見5.1.6)的情況下,能夠承受的短路熱容量。
額定短路熱容量(I2t)應表示為二次方安培秒,并有如下要求:
a) 短路電流不應超過額定短路電流;對交流回路應表示為交流分量的對稱有效值,對直流回路應表示為直流電流值;
b) 持續時間不應超過2 s。
附錄A中的表A.7為額定短路熱容量的參考值。
4.3 最嚴酷DBE環境條件下的額定容量
4.3.1 最嚴酷DBE環境條件下的額定連續電流
電氣貫穿件的導體在最嚴酷的DBE環境條件下仍能承載不小于4.2.2中所述的額定連續電流而保持導體的電氣完整性(見5.2.2)和安全殼完整性(見5.1.7)。
4.3.2 最嚴酷DBE環境條件下的額定短時過負荷電流和持續時間
電氣貫穿件的導體在最嚴酷的DBE環境條件下,在其他導體都承載額定連續電流時,仍能承受不小于4.2.3中所述的額定短時過負荷電流和持續時間而保持導體的電氣完整性(見5.2.2)和安全殼完整性(見5.1.7)。導體應能在最嚴酷DBE環境條件下在達到最高導體溫度時滿足上述要求。
4.3.3 最嚴酷DBE環境條件下的額定短路電流
電氣貫穿件的導體應在最嚴酷的DBE環境條件下,在其他導體都承載額定連續電流時,仍能承載不小于4.2.4中所述的額定短路電流而保持安全殼完整性(見5.1.7),并且不影響其余導體的電氣完整性(見5.2.2)和結構完整性(見5.1.6)。
附錄A中的表A.5為最嚴酷DBE環境條件下的額定短路電流參考值。
4.3.4 最嚴酷DBE環境條件期間的額定短路熱容量(I2t)
電氣貫穿件的導體應在最嚴酷的DBE環境條件下,在額定連續電流連續運行后,有不小于4.2.5中所述的額定短路熱容量且仍能保持安全殼完整性(見5.1.7),并且不影響未承載短路電流的導體的電氣完整性和機械完整性。導體應能在最嚴酷DBE環境條件下在達到最高導體溫度時滿足上述要求。
短路熱容量(I2t)應表示為二次方安培秒,有如下限制:
a) 短路電流不應超過其額定值;
b) 持續時間不應超過2s。
附錄A中的表A.7為最嚴酷DBE環境條件下的額定短路熱容量(I2t)參考值。
5 設計要求
5.1 機械設計要求
5.1.1 壓力邊界
電氣貫穿件的機械設計、材料、制造、檢查和壓力邊界試驗宜按照相關標準要求進行。電氣貫穿件與安全殼開孔建議的接口形式參見附錄B。典型的電氣貫穿件壓力邊界參見附錄C。
應力計算應包括由額定短路電流產生的電動應力在內的所有載荷。
5.1.2 設計壓力和溫度
設計壓力和溫度宜按照相關標準要求進行確定。
5.1.3 最低設計溫度
電氣貫穿件的最低設計溫度應為—28℃。
5.1.4 設計氣體泄漏率
設計氣體泄漏率應滿足下列要求:
a) 電氣貫穿件除開孔密封外,總的氣體泄漏率在設計壓力和20℃±15℃溫度下的干燥氮氣的條件下,不大于1×10—4 Pa·m3/s;
b) 電氣貫穿件的開孔密封的氣體泄漏率在設計壓力和20℃±15℃溫度下的干燥氮氣的條件下,不大于1×10—4 Pa·m3/s;
c) 電氣貫穿件包括開孔密封,總的氣體泄漏率在設計壓力和設計溫度下的干燥氮氣的條件下,不大于1×10—3 Pa·m3/s。
5.1.5 氣體泄漏率試驗和監測設備
具有雙道電氣導體密封(或雙道光纖密封),或雙道開孔密封,或二者兼有的電氣貫穿件,應提供設備安裝后用于雙道密封氣體泄漏率試驗和監測的設備。
用于雙道密封氣體泄漏率試驗和監測的閥門、配件、壓力管道和表計,其設計壓力應不小于電氣貫穿件設計壓力的110%。
具有雙道電氣導體密封或雙道光纖密封的電氣貫穿件,應提供在其儲存期間進行氣體泄漏率監測的手段。
5.1.6 機械完整性
在以下設計運行條件下,支撐部件、導體、光纖、端子與導體支撐部件、壓力邊界及開孔密封的設計,應確保在發生事故時,其功能不受其影響:
a) 額定連續電流;
b) 正常運行條件下的熱循環;
c) 額定短時過負荷電流和持續時間;
d) 額定短路電流;
e) 額定短路熱容量(I2t);
f) LOCA、高能管道破裂(直接蒸汽噴射沖擊除外)、地震和其他設計基準事件。
5.1.7 安全殼完整性
包含安全殼開孔密封的電氣貫穿件的設計,在任何設計基準事件后(直接蒸汽噴射沖擊除外)在設計壓力和安裝后的環境溫度下干燥氮氣的泄漏率不大于1×10—3 Pa·m3/s。
5.1.8 包裝、運輸、接收、存儲和搬運
電氣貫穿件的設計應滿足如下要求:
a) 應按設備規范書中的要求進行存儲和包裝;
b) 運輸期間,能承受最低設計溫度(—28℃)至65.5℃的溫度而不發生損壞;
c) 具有雙道電氣導體密封(或雙道光纖密封)、或雙道開孔密封,或二者兼有的電氣貫穿件,在大氣中存儲時需具有防護措施,其密封腔內應維持正壓,并應包含5.1.5中的監測設備。
5.1.9 焊接裝配
電氣貫穿件與安全殼焊接連接的部位,應根據該類連接型式和適用程序進行設計,以確保焊接時不會損壞電氣貫穿件。
5.2 電氣設計要求
5.2.1 通則
電氣貫穿件的設計應滿足如下要求:
a) 當施加額定電壓時,中壓動力導體不應產生局部放電(電暈);
b) 儀表電路的設計應滿足設計運行條件所規定的要求;
c) 導體絕緣應能夠經受住6.2.4規定的介電強度試驗;
d) 熱電偶導體及其連接件的設計宜滿足相關標準中所要求的誤差限值;
e) 中壓動力導體、低壓動力導體及控制導體的連接件在承載額定短路電流前后,應承載額定連續電流,且其溫度不超過導體溫度,不致連接失效;
f) 電氣貫穿件中有兩種以上電壓等級的導體存在時,應設計接地屏障,以便對不同電壓等級的導體進行隔離;
g) 動力和控制導體的設計要求中,應考慮磁滯和渦流損耗所產生熱量的影響;
h) 電磁兼容性關于發射及抗干擾的要求。
5.2.2 電氣完整性
導體、連接件和電氣絕緣的設計,應在以下設計運行條件下不影響其功能:
a) 額定連續電流和額定電壓;
b) 正常工作熱循環;
c) 額定短時過負荷電流和持續時間;
d) 額定短路電流;
e) 額定短路熱容量;
f) LOCA、高能管道破裂(除直接蒸汽噴射沖擊外)、地震和其他的設計基準事件。
5.3 阻燃要求
電氣貫穿件應滿足如下阻燃要求:
a) 絕緣電纜和連接件應進行鑒定,宜按照相關標準的要求執行。
b) 除了物理特性不會助燃的材料外,所有其他有機材料和非金屬材料應至少滿足以下要求之一:
1) 根據相關標準屬于不燃或自熄滅等級;
2) 根據相關標準氧指數不小于26。
c) 如有其他更適合的要求,也可采用。
5.4 鑒定壽命
電氣貫穿件的設計鑒定壽命應不小于其安裝壽命。如果某部件的鑒定壽命小于其安裝壽命,根據第6章中鑒定要求的規定,在其鑒定壽命結束之前更換該部件,或者延長其鑒定壽命。
6 鑒定
6.1 通則
6.1.1 試驗
鑒定的目的在于,驗證電氣貫穿件在模擬設計運行條件下、安裝壽命內的環境條件下,能執行其預期功能。
設備鑒定需包括設計試驗,以驗證設備與老化無關的性能;以及鑒定壽命試驗,以驗證與老化相關的性能。
設計試驗可在不同的試驗樣機上以任何試驗順序來完成。鑒定壽命試驗應在經預處理試驗樣機上按6.3中的試驗程序進行,也可在未經設計試驗驗證的樣機上進行。
當實際運行條件與樣機鑒定時所采用的運行條件有所差別時,可使用包含合理的方法、公式、假設的分析報告以及樣機和(或)部件的補充試驗,加之現有的鑒定試驗報告,對實際運行工況下的電氣貫穿件性能進行分析證明。
不需要對每一種電氣導體或光纖的規格、額定值和結構進行鑒定試驗。然而,滿足6.1.3中要求的有代表性的試驗樣件可用于鑒定試驗。
6.1.2 裕度
以下所列的最小裕度,僅限于以下所列的運行條件參數,并只用于第6章中用于鑒定的特定性能要求:
a) 電流:+5%;
b) 電壓:+10%;
c) 溫度:+8℃(當鑒定試驗在飽和蒸汽條件下進行時,溫度的裕度應滿足:試驗壓力不大于運行溫度峰值下飽和蒸汽壓力的7×104 Pa);
d) 壓力:表壓+10%,但不大于7×104 Pa;
e) 振動:輸入地震響應譜加速度的+10%;
f) 輻照:+10%(事故劑量)。
6.1.3 試驗樣機的要求
試驗樣機應滿足下列要求:
a) 與產品單元為同類設計;
b) 采用具有代表性的生產設備和生產工藝制造出的產品;
c) 具有如下配置:可產生待鑒定設備中具有代表性的熱應力、電動應力和機械應力。
當其應力和功能要求等同于完全裝配狀態下的應力和功能要求時,對電氣貫穿件的某些部件或不完全裝配的電氣貫穿件進行試驗是可接受的。
當對導體或光纖進行測試時,作為電氣貫穿件的組成部分,連接件應與電氣導體或光纖一起進行試驗。
6.2 設計試驗
6.2.1 要求
對各類電氣貫穿件進行如下設計試驗。試驗可在不同的試驗樣機上以任何試驗順序完成。
6.2.2 氣體泄漏率試驗
電氣貫穿件氣體泄漏率需滿足以下要求:
a) 不包括開孔密封的樣機,在壓力不低于設計壓力值和20℃±15℃的溫度條件下,對干燥氮氣的最大氣體泄漏率不應超過1×10—4 Pa·m3/s;
b) 包括非焊接開孔密封的樣機,在壓力不低于設計壓力值和設計溫度條件下,對干燥氮氣的最大氣體泄漏率不應超過1×10—3 Pa·m3/s。
注:進行該試驗時允許使用下列方法:調整電氣貫穿件筒體內的充氣壓力,應用理想氣體方程以補償試驗場所環境溫度與純氣體的設計溫度對壓力產生的偏差影響。
6.2.3 氣壓試驗
當電氣貫穿件作為壓力容器進行設計時,應進行氣壓試驗,試驗宜按照相關標準的要求執行。
6.2.4 介電強度試驗
在試驗場所的環境條件下(溫度、壓力和相對濕度)進行如下的介電強度試驗:
a) 工頻耐壓試驗:中壓動力導體、低壓動力導體和控制導體,在每一個導體和地之間及每一個導體與無接地屏障隔離的臨近導體之間施加50 Hz的正弦電壓持續l min。不同電壓等級的導體所施加的試驗電壓見表2。