Kontrolowanie degradacji kabli i przewodów elektrycznych w elektrowniach jądrowych

• Autorzy: Przybytniak Grażyna , Sadło Jarosław , Walo Marta

Warianty tytułu

EN

Controlling the degradation of electric wires and cables in nuclear power plants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przewody i kable elektryczne są istotnymi elementami systemów zapewniających stabilną i bezpieczną pracę reaktorów jądrowych. Każda jednostka elektrowni jądrowej wymaga ok. 1500 km różnego typu kabli, które nie są przeznaczone do wymiany w czasie eksploatacji reaktora przewidywanej na 40-60 lat, pomimo degradujących warunków panujących w obudowie bezpieczeństwa, na które składają się: podwyższona wilgotność i temperatura, promieniowanie gamma, występowanie ozonu czy naprężenia mechaniczne. Ponieważ w takim otoczeniu izolacje i osłony wykonane z kompozycji polimerowych ulegają szybkiemu starzeniu, potrzebne są niezawodne metody umożliwiające zarówno monitorowanie postępu procesu degradacji, jak i oszacowania okresu bezpiecznego użytkowania kabli w przyszłości. Dotychczas ich kwalifikacja opiera się na testach mechanicznych, jednak obecnie rozważane są i stopniowo wdrażane nowe, dogodniejsze oraz dostatecznie czułe metody diagnostyczne.

Electric cables and wires are one of the critical elements of the systems ensuring stable and safe operation of nuclear reactors. Each unit of nuclear power plant requires about 1500 km of different types of cables, which during operational lifetime of reactors estimated at 40-60 years, are not intended to be replaced, despite degrading conditions in the containment building consisting of elevated temperature and humidity, gamma radiation, ozone, mechanical stress, etc. Because in such an atmosphere insulations and sheath made of polymer composites age relatively quickly, the reliable methods are required to monitor the progress of the destructive process and to determine the period of safe use of cables in the future. So far, their qualification has been based on mechanical tests, however nowadays new, convenient and sufficiently sensitive methods are considered and implemented.

Słowa kluczowe

PL

kable i przewody; degradacja; kwalifikacja; elektrownia jądrowa

EN

cables and wires; degradation; qualification; nuclear power plant

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Nukleoniczne
• Czasopismo: Postępy Techniki Jądrowej
• Rocznik: 2019
• Tom: z. 2
• Strony: 18--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Przybytniak Grażyna

• Centrum Badań i Technologii Radiacyjnych, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Warszawa

autor

Sadło Jarosław

• Centrum Badań i Technologii Radiacyjnych, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Warszawa

autor

Walo Marta

• Centrum Badań i Technologii Radiacyjnych, Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Warszawa

Bibliografia

• [1] IAEA Safety Standard Series, Safety of Nuclear Power Plants: Design, Requirements No. NS-R-1, IAEA, Vienna 2000.
• [2] IAEA Safety Standard Series, Safety Assessment and Verification for Nuclear Power Plants, Safety Guide No. NS-G-1.2, IAEA, Vienna 2001
• [3] IAEA Safety Standard Series, Maintenace, Surveillance and In-service Inspection in Nuclear Power Plants, Safety Guide No. NS-G-2.6, IAEA, Vienna 2002
• [4] V. Placek, T. Kohout “Comparison of cable ageing” Radiat. Phys. Chem. 79 (2010) 371–374
• [5] M. Celina, K.T. Gillen, R.A. Assink, Accelerated aging and lifetime prediction: Review of non-Arrhenius behaviour due to two competing processes. Polym. Deg. Stab. 90 (2005) 395-404
• [6] V. Placek, B. Bartonicek, The dose rate effect and the homogeneity of radio-oxidation of plastics. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B 185 (2001) 355-359
• [7] M. Rodrıguez-Vazquez, Ch. M. Liauw, N. S. Allen,M. Edge, E. Fontan, Degradation and stabilisation of poly(ethylene-stat-vinyl acetate): Spectroscopic and rheological examination of thermal and thermo-oxidative degradation mechanisms. Polym. Degrad. Stability 91 (2006) 154-164
• [8] J. Boguski, G. Przybytniak, K. Mirkowski: Model studies on phenolic antioxidant role in radiation- and thermally-induced accelerated degradation of electrical cable insulation. Nukl., 57 (2012) 485-489
• [9] T. Seguchi, K. Tamura, T. Ohshima, A. Shimada, H. Kudoh, Degradation mechanisms of cable insulation materials during radiation-thermal ageing in radiation environment. Radiat. Phys. Chem. 80 (2011) 268–273
• [10] S. Ilie, R. Setnescu, E.M. Lungulescu, V. Marinescu, D. Ilie, T. Setnescu, G. Mares¸ Investigations of a mechanically failed cable insulation used in indoor conditions. Polym. Testing 30 (2011) 173–182
• [11] T. Kenneth, G. R. Assink, R. Bernstein, M. Celina, Condition monitoring methods applied to degradation of chlorosulfonated polyethylene cable jacketing materials Polym. Deg. Stab. 91 (2006) 1273-1288
• [12] „Część Elektryczna Elektrowni Jądrowej” J. Nowicki, Stowarzyszenie Elektryków Polskich, Warszawa, 2017.
• [13] IEEE 60780-323-2016 - IEC/IEEE International Standard - Nuclear facilities - Electrical equipment important to safety - Qualification
• [14] Benchmark analysis for condition monitoring test techniques of aged low voltage cables in nuclear power plants IAEA-TECDOC-1825, Vienna, 2017
• [15] J.-F. Chailan, G. Boiteux, J. Chauchard, B. Pinel, G. Seytre, Effects of thermal degradation on the viscoelastic and dielectric properties of chlorosulfonated polyethylene (CSPE) compounds. Polym. Deg. Stab. 48 (1995) 61-65
• [16] M. Ito T. Oka, Y. Hama, Evaluation of time accelerated irradiation method of elastomer by modulus–ultimate elongation profile. Radiat. Phys. Chem. 78 (2009) 1081–1084
• [17] IAEA Nuclear Energy Series Assessing and Managing Cable Ageing in Nuclear Power Plants, No. NP-T-3.6, Vienna 2012
• [18] Dobór kryteriów oceny degradacji radiacyjnej i termicznej kabli. Rozprawa doktorska J. Boguski, Warszawa, 2015.
• [19] J. Boguski, G. Przybytniak, K. Łyczko, New monitoring by thermogravimetry for radiation degradation of EVA. Radiat Phys. Chem. 100 (2014) 49–53
• [20] G. Przybytniak, J. Boguski, V. Placek, L. Verardi, D. Fabiani, E. Linde, U. W. Gedde Inverse effect in simultaneous thermal and radiation aging of EVA insulation EXPRESS Polym. Let. 9 (2015) 384–393

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).