A VILLAMOS BERENDEZÉSEK KIÉPÍTÉSÉEK SPECIÁLIS SZEMPONTJAI (Tűz, sugár- és földrengés-védelem) Ferenczi Zoltán Laboratóriumvezető VEIKI-VNL Kft. ATOMERŐMŰVEK (BME-NTI BSc képzés) 2008. ápr. 10.
AZ ELŐADÁS TÉMAKÖREI: I. TŰZVÉDELMI SZEMPONTOK Jogszabályi környezet V&I kábelek, hermetikus kábelátvezetők II. SUGÁRVÉDELMI KÖVETELMÉNYEK Jogszabályi környezet V&I kábelek V&I berendezések tömítő, szigetelő anyagai III. FÖLDRENGÉS- VÉDELEM Jogszabályi környezet V&I berendezések installációja
SZEMPONTJAI I. A VILLAMOS RENDSZEREK TŰZVÉDELMI SZEMPONTJAI 1. Jogszabályi környezet: 1.1 Atomerőművek Tűzvédelmi Követelményei 19/2007 (VIII. 29.) ÖTM rendelet: Tűz esetén is biztosítani kell: az erőmű állapot monitorozását a biztonságos leállítást a remanens hő elvonását radioaktív anyag kikerülésének megakadályozását Eszközök: Redundancia, fizikai elválasztás hibatűrő rendszerek kialakítása a tűz keletkezési lehetőségeinek minimalizálása
SZEMPONTJAI Tűzmegelőzés: a biztonság szempontjából fontos elemeket, amelyeknek meghibásodása nem elfogadható következményekkel, vagy radioaktív anyag kikerülésével járhat, tűz elleni védelemmel kell ellátni kábelterek esetében 1,5 órás tűzállósági határérték biztosítása szükséges.
SZEMPONTJAI Villamos berendezések: a kábelek tartószerkezetei nem éghető anyagúak halogénmentes szigetelésű kábel kábelfektetés: a túlmelegedés megakadályozása megfelelő védelem a zárlati túlmelegedés ellen a biztonsági kábelek nyomvonala nem haladhat át raktáron, vagy nagy tűzkockázatú helyen
SZEMPONTJAI 1.2 Atomerőművi villamos és irányítástechnikai rendszereinek és rendszerelemeinek tervezési követelményei (OAH-NBI 3.5v2 útmutató): Technológiai terekben csak az ott elhelyezett technológiai rendszerelemekhez tartozó biztonsági kábeleket szabad vezetni. Ezeket olyan elválasztással kell ellátni, hogy a rendszerelem meghibásodásából eredő veszélyekkel szemben védve legyenek. Redundáns rendszerekhez tartozó kábelek elválasztását úgy kell megvalósítani, hogy az egyik rendszer, rendszerelem meghibásodásából eredő veszélyek a másik rendszer, rendszerelem kábeleire ne hassanak ki (NBSZ 3. kötet 5.077 pont).
SZEMPONTJAI Amennyiben a technológiai helyiségekben elkerülhetetlen a kábelek keresztülvezetése, a biztonsági kábeleket olyan elválasztással és védelemmel kell ellátni, hogy azok működőképessége a tervezési alapba tartozó bármely üzemállapotban a feladatok ellátásához szükséges mértékben biztosítva legyen. (NBSZ 3. kötet 5.078 pont).
SZEMPONTJAI (KÁBELEK) 1.3 V&I kábelek, tűzgátak, hermetikus kábelátvezetők 1.3.1 V&I kábelek Követelmények: - a kábel ne terjessze tovább a keletkezett tüzet - meghatározott ideig tartsa meg a szigetelőképességét - az égés során keletkező füst minimális legyen - ne keletkezzen toxikus gáz - az kábel installációs rendszer (kábel+tartórendszer meghatározott ideig maradjon működőképes).
SZEMPONTJAI (KÁBELEK) Megvalósítás: - limitált tűzterjedés: IEC 60332-3 szabvány -szigetelőképesség megtartás: IEC 60331 - minimális füstképződés az égés során: IEC 61034 - alacsony toxicitás: IEC 60754 - meghatározott ideig működőképes kábelinstalláció: VDE 4102-12.
SZEMPONTJAI (IEC 60332-3)
SZEMPONTJAI (60332-3)
SZEMPONTJAI (60331)
SZEMPONTJAI (60331)
SZEMPONTJAI (60331)
SZEMPONTJAI (VDE 4102-12)
SZEMPONTJAI (VDE 4102-12)
SZEMPONTJAI (VDE 4102-12)
SZEMPONTJAI (VDE 4102-12)
SZEMPONTJAI (VDE 4102-12)
SZEMPONTJAI (VDE 4102-12)
SZEMPONTJAI (VDE 4102-12)
SZEMPONTJAI (Tűzgátak, bevonatok) 1.3.2 Tűzgátak, tűzvédelmi bevonatok Tűzgátak: alkalmazása: a kábelezés épületszerkezeteken történő átvezetésekor (fal, födémáttörések) követelmény: a lezárás tűzállósági határértéke azonos legyen az adott épületszerkezetével tűzgát anyagok a Paksi Atomerőmű-ben: - korábban Polyplast/Polystop anyagkombináció (azbeszt tartalmú) jelenleg azbesztmentes kivitel - napjainkban Polylack F, K hőre habosodó kábel átvezetés lezárás, PS tűzvédő zsákok - Polyplast C tűzszakasz, légcsatorna lezáró
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) Vizsgálatra előkészített PS-K, PP-K falmodell
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) Vizsgálatra előkészített PS-K, PP-K födémmodell
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) Vizsgálatra előkészített PS-K, PP-K ISOLYT légcsatorna
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) PS-K, PP-K modellek gyorsított termikus öregítése
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) Tűzgátak ISO 834-1 szerinti vizsgálata
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) Tűzgátak ISO 834-1 szerinti vizsgálata
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) Tűzgátak ISO 834-1 szerinti vizsgálata
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) Légcsatorna és födém modell ISO 834-1 szerinti vizsgálata
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) 1200 [K] Tűztér Hőmérsékletemelkedése 1000 800 600 Tűréshatár Vizs gálati + [K] Tűréshatár Vizs gálati - [K] Szabv. [K] Átlag [K] 400 200 0 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 Vizsgá la ti Idő [pe rc]
SZEMPONTJAI (Tűzgátak) [K] BP IV./ 1, BP IV./ 2, BP IV./ 3 Hő mérsékletemelkedése 400 350 300 250 200 150 100 50 0-50 Vizsgá la ti Idő [pe rc] 0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72 78 84 90 96 102 108 114 120 MÉRŐPONT 1. [K] MÉRŐPONT 2. [K] MÉRŐPONT 3. [K] MÉRŐPONT 4. [K] MÉRŐPONT 5. [K] MÉRŐPONT 6. [K] BP IV. / 1 BP IV. / 2 BP IV. / 3
SZEMPONTJAI (Tűzgátak, bevonatok) Tűzvédelmi bevonatok: alkalmazása: a kábelek utólagos tűzvédelmére követelmény: a bevonat akadályozza meg a tűz terjedését, a kábelszigetelés szigetelőképessége megtartását adott ideig tűzvédelmi bevonatok a Paksi Atomerőmű-ben: - korábban: Polyplast/Polystop kábelbevonatok - napjainkban: vízbázisú hőre habosodó tűzvédő bevonatok POLYLACK F (festék), POLYLACK K kitt (T90 tűzállóság)
SZEMPONTJAI (Tűzvédelmi bevonatok)
SZEMPONTJAI (Tűzvédelmi bevonatok)
SZEMPONTJAI (Tűzvédelmi bevonatok)
SZEMPONTJAI (Tűzvédelmi bevonatok) POLYLACK DC 110 anyaggal bevont kábelek IEC 332-3/A vizsgálata
SZEMPONTJAI (Tűzvédelmi bevonatok) POLYLACK DC 110 anyaggal bevont kábelek az IEC 332-3/A vizsgálat végén
SZEMPONTJAI (Hermetikus kábelátvezetők) 1.3.3 Hermetikus kábelátvezetők Követelmények: - a mentett oldal tűzállósági határértéke megegyezzen az épület tűzállósági határértékével (1,5 óra) - az átvezető a szabványos vizsgálat (ISO 834-1/MSZ 14800-1) során ne kerüljön tűzállósági határállapotba (a mentett oldali hőmérséklet emelkedés maximuma nem lehet nagyobb, mint 190 K, a hőmérséklet emelkedés átlagértéke pedig 160 K) - az átvezető mentett oldali gáztömörségét meg kell őriznie, a tűz nem terjedhet át a mentett oldalra. - a vizsgálat végén az átvezetőnek meg kell tartania egy oldali hermetikusságát.
SZEMPONTJAI (Hermetikus kábelátvezetők)
SZEMPONTJAI (Hermetikus kábelátvezetők)
SZEMPONTJAI (Hermetikus kábelátvezetők)
SZEMPONTJAI (Hermetikus kábelátvezetők)
SZEMPONTJAI (Hermetikus kábelátvezetők)
VILLAMOS RENDSZEREK KIÉPÍTÉSÉNEK SUGÁRVÉDELMI SZEMPONTJAI II. VILLAMOS RENDSZEREK SUGÁRVÉDELMI SZEMPONTJAI 1. Jogszabályi környezet: NBSZ 3. Kötet: Atomerőművek tervezésének követelményei A szerkezeti anyagok kiválasztási szempontjai: - figyelembe kell venni a sugárzás anyagjellemzőkre gyakorolt hatását - az üzemi és üzemzavari környezeti sugárzás adatait - az anyag sugárzás hatására történő felaktiválódását
VILLAMOS RENDSZEREK KIÉPÍTÉSÉNEK SUGÁRVÉDELMI SZEMPONTJAI 2. Jellemző szerves szerkezeti anyagok: kábelszigetelések (PVC, PE, CSPE, XLPE, EPDM, EPR, szilikongumi, teflon) tömítések (NBR, poliuretán, szilikon gumi, neoprén, Viton, epoxi gyanták) csatlakozók (akril gyanták, poliészterek, poliamidok, poliimidek)
VILLAMOS RENDSZEREK KIÉPÍTÉSÉNEK SUGÁRVÉDELMI SZEMPONTJAI /anyagok tulajdonság változása a sugárzás hatására/ (alacsony: 0-25 %, közepes: 25-50 %, magas: 50-100 %)
VILLAMOS RENDSZEREK KIÉPÍTÉSÉNEK FÖLDRENGÉS- VÉDELEMI SZEMPONTJAI III. FÖLDRENGÉS- VÉDELEM SZEMPONTJAI 1. Jogszabályi környezet: -NBSZ előírások: - NBSZ 1. kötet ( szeizmikus osztályba sorolás) - NBSZ 3. kötet (tervezés, minősítés követelményei) - NBI 3.2 útmutató: - Atomerőművek földrengés elleni tervezésének elvei 2. Érintett V&I berendezési kör: - azon rendszerelemeknek, amelyek működésére a nukleáris biztonság szempontjából szükség van meg kell őrizniük szerkezeti épségüket és működőképességüket földrengés alatt, illetve utána is.
VILLAMOS RENDSZEREK KIÉPÍTÉSÉNEK FÖLDRENGÉS- VÉDELEM SZEMPONTJAI 3. Jellemző installációs módok: - távadó állványokon (elektronikus távadók, blokkszelepek, kontaktmanométerek) - V&I szekrényekben (relék, kapcsoló berendezések) -csővezetékeken (hőmérők, nyomáskapcsolók, gyorszárók) - falon (csatlakozó dobozok) - kontainment határoló falban (hermetikus kábelátvezetők) - villamos gépeken (tolózár motorok, végálláskapcsolók) - tartó állványokon (akkumulátorok) - tartó szerkezeteken, tálcákon (kábelinstallációs rendszer)
VILLAMOS RENDSZEREK KIÉPÍTÉSÉNEK FÖLDRENGÉS- VÉDELEM SZEMPONTJAI 4. A földrengés- tűrésre vonatkozó előírások: - biztonsági funkció esetén az igazolás vizsgálattal - a 3.15 útmutató szerinti vizsgálati sorrend: üzemi környezet szimulációja (T, γ) rezgésöregítés /5-100 Hz. söprő szinuszos gerjesztés/ (az élettartam alatt fellépő normál üzemi rezgéseket összesítve reprezentálja) szeizmikus minősítő tesztek (a mechanikai ellenállóképesség meghatározására): - OBE (Opetaring-Basis Earthquake) szintű teszt - SSE (Safe-Shutdown Earthquake) A tesztek során működőképesség megtartás vizsgálat.
VILLAMOS RENDSZEREK KIÉPÍTÉSÉNEK FÖLDRENGÉS- VÉDELEM SZEMPONTJAI 1.-4. blokki fővízköri hurokhőmérők kívánt válaszspektruma SL-2 szint 70 60 gyorsulás [m/s2 50 40 30 20 D=5% 10 0 0,4 0,59 0,86 1,26 1,84 2,69 3,94 5,77 8,45 12,37 18,1 26,51 38,81 frekvencia [Hz]
VÉGE KÖSZÖNET A TÜRELMÜKÉRT