核电厂电气贯穿件培训教材

中国核动力研究设计院
Nuclear Power Institute of China
设备 类别 电气 贯穿件
核安全 级别 1E级
设计能力 特征参数 1kV<额定电压≤15kV
额定电压≤1kV 额定电压≤7kV
典型设备名称
中压动力 贯穿件 低压动力 贯穿件 控制贯穿件 仪表贯穿件 同轴贯穿件
设计活动范围 及完成形式
压水堆核岛电气设备设计和建造规则 压水堆核岛机械设备设计和建造规则 核电厂质量保证安全规定 核电厂安全壳构筑物上ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电气贯穿件 核电厂1E级设备鉴定 核电厂安全系统电气设备质量鉴定
电气贯穿件的特定的鉴定试验规格书（法国EDF规范） 福清核电工程电气贯穿件技术规格书 福清核电工程人员闸门电气贯穿件技术规格书 方家山核电工程电气贯穿件技术规格书 方家山核电工程人员闸门电气贯穿件技术规格书
核电厂电气贯穿件
培训教材
中国核动力研究设计院
Nuclear Power Institute of China
培训主要内容
电气贯穿件产品概述 整机安装 整机检修 现场性能检测
中国核动力研究设计院
Nuclear Power Institute of China
培训辅助教材
中国核动力研究设计院
低压导体组件构成
不锈钢保护套管 密封模块
低压导体组件典型截面
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Nuclear Power Institute of China
低压动力导体组件（单芯） 低压动力导体组件（6芯） 低压控制导体组件（9芯） 低压仪表导体组件（37芯）
低压同轴导体组件
产品设计（续9）
导体组件规格及其电气参数
AWG8 3.32×106A2s
MCM1250短路电流峰值：112kA
MCM1250短路电流峰值：152kA
6
LOCA试验
单峰值，最高156℃，试验15天
双峰值，最高156℃，试验20天
产品许可证
设计许可证
持证单位：中国核动力研究设计院 设备类别：电气贯穿件 核安全级别：1E级 有效期：2009年07月10日～2014年07月09日 许可范围（见下表）
核级连接器
压力监测组件
核级压接套件
核级接线端子
产品鉴定
试验周期
2007年11月～2008 年7月，完成4个阶段共 19项试验，并顺利通过 了中核集团组织的专家 鉴定。
试验结果
各项试验结果表明， 其综合性能指标已经达 到并部分超过了同类产 品的国际先进水平，可 广泛应用于我国自主设 计建造的二代改进型压 水堆核电站和各类工程 实验堆。
产品设计(续1)
关键技术特性
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¾保持压力边界的完整性； ¾密封的可靠性； ¾优良的电性能。
产品设计（续2）
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执行标准及规范
RCC-E RCC-M HAF003 IEEE317 IEEE323 GB12727 HM/ 62-3910/2 FQX40000003B30344DS FQX55010003B30444DS QFX40000003B30344DS QFX55010003B30444DS
工程样机密封性能和电气性能检测
产品鉴定（续2）
设备性能随时间变化的试验
加速热老化试验 运输及储存模拟试验 湿热循环试验 耐辐照试验
辐照试验装置
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耐辐照试验试样装载情况
温度及湿热老化试验箱
系列温湿度老化试验试样装载情况
60
γ射线 干燥氦气，新状态 干燥氦气，新状态
产品设计（续5）
总体结构
结构设计
¾模块化设计、组件式结构； ¾卧式圆筒形，可拆卸式连接； ¾通用模块：筒体组件、压力监测组件、
密封卡套、接线箱等； ¾功能模块：外形尺寸一致的各种类型
导体组件。
结构优点
¾导体组件通用性强，便于互换； ¾易于拆装，便于现场检修及更换； ¾缩短制造周期，提高生产效率。
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Nuclear Power Institute of China
¾NOTE1：当所有线路均在运行，可容纳10根导 体组件的电气贯穿件热耗散为82瓦/米时的持 续允许载流量。每根导线管的热耗散为8.2瓦/ 米。热耗散受到安全壳可允许温度不得超过 65℃的限度。
¾NOTE2：在每根导线管内只有三条线通电情况 下的允许载流量。
耐火能力试验
试验单位 中国核动力院核级设
备鉴定中心
国网武汉高压研究院 中国核动力院核级设
备鉴定中心 成都市产品质量监督
检验院
产品鉴定（续1）
基准试验
气压强度试验 气体泄漏率试验 介电强度试验 绝缘电阻试验 电气连续性试验
中国核动力研究设计院
Nuclear Power Institute of China
根据采购方给 出的技术规格 书，完成该设 备的全部施工 图纸、技术条 件和其他设计 文件，并完成 设计验证。
活动场所 成都市二 环路南三 段25号， 反应堆工 程研究所
备注 主要分包项
目： 热寿命试验； 极限条件下的 电性能试验； 耐火试验
产品许可证（续）
制造许可证
持证单位：中国核动力研究设计院 设备类别：电气贯穿件 核安全级别：1E级 有效期：2009年07月10日～2014年07月09日 许可范围（见下表）
¾NOTE3：当环境温度为50 ℃ ，其他导线的载 流量为 NOTE1所示的情况下，将一条导线温度 升至90℃ 所需要的载流量。
产品设计（续10）
关键附件（中压产品）
关键附件均选用国内外 专业公司生产的核级产 品，并随整机通过了一系 列核级鉴定试验，保证了 产品性能的长期可靠。
中国核动力研究设计院
产品鉴定（续4）
机械振动试验
中国核动力研究设计院
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中压样机机械振动试验
低压样机机械振动试验
人员闸门样机机械振动试验
产品鉴定（续5）
抗震试验
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中压、低压样机抗震试验 人员闸门样机抗震试验
中国核动力研究设计院
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中压电气贯穿件三维结构模型
低压电气贯穿件三维结构模型
人员闸门电气贯穿件三维结构模型
产品设计（续6）
低压产品总体结构示例
导体组件与 端板的密封
贯穿套筒
贯穿导体组件
中国核动力研究设计院
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与国外同类产品的性能比较
序号
项目
国外某公司产品
我院电气贯穿件产品
1 加速热老化试验
温度150.6℃，老化时间104h
温度145℃±2℃，老化时间475h
2
温度循环试验
温度范围：-1.11℃~65.5℃
温度范围：-28℃~65.5℃
产品鉴定（续6）
LOCA试验
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中压、低压样机LOCA试验
产品鉴定（续7）
耐火试验
中国核动力研究设计院
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低压样机耐火试验
中压样机耐火试验
产品鉴定（续8）
3
耐辐照试验
60MRad
100MRad
4
雷电冲击试验 脉冲峰值电压61kV，正负各3次冲击 脉冲峰值电压75kV，正负各10次冲击
5
短路能力试验
短路热容量值分别为： MCM1250 1.5×109A2s MCM500 8.9×107A2s
AWG8 2.69×106A2s
短路热容量值分别为： MCM1250 1.84×109A2s MCM500 6.54×108A2s
产品鉴定（续3）
极限条件下的电性能试验
雷电冲击试验 局部放电试验 额定连续电流试验 额定短时过负荷试验 额定短路电流试验 额定短路热容量试验
雷电冲击试验
中国核动力研究设计院
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局部放电试验
额定连续电流试验
额定短时过负荷电流试验
短路电流/短路热容量试验
安全壳墙体
压力表及阀门
预埋管道 现场焊接
低压电气贯穿件剖面结构示意图
产品设计（续7）
中压导体组件
中压导体组件构成
中压绝缘导体 不锈钢保护套管 导体绝缘支撑块
中国核动力研究设计院
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中压导体组件
产品设计（续8）
低压导体组件
低压绝缘包覆导体
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压力监测组件
“O”型密封环
中压陶瓷绝缘套管
产品设计（续11）
关键附件（低压产品）
关键附件均选用国内外 专业公司生产的核级产 品，并随整机通过了一系 列核级鉴定试验，保证了 产品性能的长期可靠。
中国核动力研究设计院
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电气贯穿件产品概述
主要内容 产品设计 产品鉴定 交流及讨论 现场参观
辅助教材:PPT
产品设计
功能
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¾安装在核电厂安全 壳上，用于电缆穿 越安全壳的专用电 气设备； ¾作为安全壳的一部 分，构成反应堆第 三道安全屏障； ¾在反应堆正常运行 和事故条件下（包 括地震和失水事 故），维持安全壳 压力边界的完整性 和用电设备的电气 连续性，防止放射 性物质外泄。
7
耐辐照能力
8
整机泄漏率
9
导体组件
10
设计寿命
单位 ℃ MPa ℃ MPa ℃
MPa
Mrad atm cm3/s atm cm3/s
年
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参数值 65 0.25 250 0.4
156
备注
0.55
100 不大于1×10-6 不大于1×10-7
Nuclear Power Institute of China
《电气贯穿件总装及部件图》 《电气贯穿件设备运行维修手册EOMM 》 《人员气闸门电气贯穿件设备运行维修手册EOMM 》 《电气贯穿件安装程序》 《人员气闸门电气贯穿件安装程序》 《电气贯穿件土建接口信息》 《核电厂电气贯穿件设备现场试验程序》
产品设计（续3）
产品类型及分级
额定电压：600V/50Hz 额定电流：2.5~300A（对应不同线规）
中国核动力研究设计院
Nuclear Power Institute of China
额定电压：10kV/50Hz 额定电流：1000A
低压电气贯穿件（动力、控制、仪表等） 人员闸门电气贯穿件（低压动力、控制）
中国核动力研究设计院
Nuclear Power Institute of China
设备 核安全 类别 级 别 电气 贯穿 1E级
件
设计能力 特征参数 1kV<额定电压≤15kV 额定电压≤1kV
额定电压≤7kV
典型设备 名称
中压动力 贯穿件 低压动力 贯穿件 控制贯穿件 仪表贯穿件
同轴贯穿件
主要 关键工艺 1.密封 2.绝缘 3.装配、 测试
中压电气贯穿件（动力）
设备分级
¾安全分级：电气1E级、机械安全2级； ¾质保等级：QA1级； ¾抗震要求：抗震1类； ¾鉴定等级：K1类； ¾防护等级：IP547。
产品设计（续4）
设计参数
序号
参数名称
1
正常工作温度
2
正常工作压力
3
设计温度
4
设计压力
5
基准事故设计温度 （LOCA）
6
基准事故设计压力 （LOCA）
设计活动范围 及完成形式
中国核动力研究设计院
Nuclear Power Institute of China
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
19
试验阶段 基准试验
设备性能随时间变 化的试验
极限运行条件下的 性能试验
模拟事故工况下产 生的应力试验
试验项目 强度试验 密封性能试验 介电强度试验 绝缘电阻试验 导体电气连续性试验 加速热老化试验 运输和储存模拟试验 湿热循环试验 耐辐照试验 雷电冲击试验 局部放电（电晕）试验 额定连续电流试验 额定短时过负荷电流试验 额定短路电流试验 额定短路热容量（I2t）试验 抗机械振动试验 抗震试验 LOCA试验