Elektrische Durchführungen für Kernkraftwerke

Produktbeschreibung

Ungefähr 17% der weltweiten Stromerzeugung erfolgt in Atomkraftwerken. In diesen Anlagen wird die kontrollierte Kernspaltung zur Wärmeerzeugung eingesetzt, um Wasser in Dampf umzuwandeln, der die Turbinen für die Stromerzeugung antreibt.

Zur Steuerung der kontrollierten Kernspaltung wird im Sicherheitsbehälter Strom benötigt, um tausende von Instrumenten, Anzeigen und Elektromotoren und viele weitere elektrische und elektronische Geräte zu versorgen. Glas-Metall-Durchführungen ermöglichen eine sichere Leitung des Stroms durch die feuer- und druckfesten sowie hermetisch dichten Wände der Nuklearanlagen. Bei einem Unfall verhindern diese Glas-Metall-Durchführungen das Entweichen von Dampf und Radioaktivität.

Unsere Durchführungen sind mit alterungsbeständigem Glas eingeschmolzen. Dieses bleibt über Jahrzehnte gegen Druck beständig und vakuumdicht. In der ganzen Welt haben unsere Glas-Metall-Durchführungen seit den frühen sechziger Jahren ihre Langlebigkeit und Zuverlässigkeit in Kraftwerken unter Beweis gestellt.

Eine Kabeldurchführung für Kraftwerke besteht hauptsächlich aus:
  • einem äußeren Metallgehäuse mit eingeschmolzenen Leitern
  • der Glas-Metall-Verschmelzung in Druckglastechnik
  • Vorverkabelung der Durchführung bei Anschluss in Kabelkästen (Länge und Art nach Kundenspezifikation)
  • Metallgehäuse zum Schutz und zur Zugentlastung der Vorverkabelung an der Durchführung
Bei unserer neuesten Generation von Kabeldurchführungen erfolgt die Kontaktierung mittels Steckverbindern, die im Vergleich zu konventionellen Kabelkästen kleinere Abmaße und eine leichtere Montage vor Ort ermöglichen.

Produktvorteile

Unsere hermetisch abgedichteten Kabeldurchführungen besitzen:
  • Hohe Packungsdichte mit bis zu 118 Polen bei Steckerlösungen und mehr als 500 Anschlüsse bei Flanschtypen
  • Praktisch keine Alterung der eingesetzten Leitungs-und Einschmelzmaterialien – was dazu führte, dass andere Durchführungsarten (z.B. Epoxy-Kapselungen), die stark thermischen und radiologischen Alterung unterliegen, durch Glas-Metall-Durchführungen ersetzt worden sind
  • Durchführungen für den Einsatz in Kernkraftwerken, bei denen die elektrischen Eigenschaften der Anschlüsse zwischen den Leitern der hermetischen Durchführungen und den angeschlossenen Kabeln selbst bei Erdbebenbelastung erhalten bleiben. Diese Steckverbinder sind leicht anzuschließen, ermöglichen einen einfachen Austausch von Modulen im Falle einer Systemänderung und bieten eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen spezifische Belastungen.

Anwendungen

Unsere Druckglas-Kabeldurchführungen werden in Druckwasserreaktoren (DWR), Hochtemperaturreaktoren (HTR) – auch als Kugelhaufenreaktor (PBR) bekannt, Siedewasserreaktoren (SWR) und Schnell-Brüter-Reaktoren (FBR) eingesetzt.

Technische Details

Technologie

Das Sinterglasteil, das Metallgehäuse und die Leiter aus Nickeleisen (Steuerung und Instrumentierung) oder sauerstofffreiem Kupfer (Leistungsdurchführungen) werden auf einer Graphitform assembliert und auf eine Temperatur gebracht, bei der das Glas flüssig wird und den Raum zwischen dem Gehäuse und den Leitern ausfüllt.

Beim Kühlvorgang wird das Glas bei Erreichen der Transformationstemperatur fest. Bei weiterer Kühlung schrumpft das Gehäuse aufgrund des höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten mehr als das Einschmelzglas und die Leiter, so dass eine radiale Druckspannung auf den Glasisolator entsteht. Dies führt zu einer sehr hohen Dichtig- und Festigkeit, sowohl bei hohen Temperaturen und Gasdrücken als auch Temperaturschwankungen.

Schließlich wird das Metallgehäuse galvanisch mit einer Nickelbeschichtung gegen Korrosion versehen; die Nickel-Eisen-Leiter werden zur Minimierung des Übergangswiderstandes und zum Korrosionsschutz vergoldet.

Die Kabelenden werden mit Rundsteckverbindern angeschlossen bzw. gecrimpt oder gelötet. Dann werden sie durch Schrumpfmanschetten und Kapselung mit Elastomeren isoliert. Dadurch wird die elektrische Funktion sogar unter extremen Umweltbedingungen sichergestellt (dies ist bei einem Kühlmittelverlustunfall sehr wichtig).

Gehäuse aus rostfreiem Stahl werden an den Enden montiert. Dadurch werden die Kabelenden mechanisch geschützt und zugentlastet. Anschlusskästen an der Innen- und Aussenwand des Reaktorssicherheitsbehälters bieten einen zusätzlichen Schutz für die Anschlüsse der Systemkabel an den Kabeldurchführung. Im Fall von Steckverbinderanschlüssen kann die Verkabelung den Anforderungen des Kunden entsprechend ab Werk erfolgen oder vor Ort vorgenommen werden.

Außer Leistungs- und Steuerungs-Instrumentierungskabeldurchführungen stellen wir auch koaxiale und triaxiale Kabeldurchführungen mit einfacher oder doppelter Druckbarriere her.


Merkmale / Spezifikationen
  • Schutzstufe des Kabelkastens IP 54
  • Temperaturbeständigkeit: bis zu 230°C
  • Druck. bis 20 bar
  • Strahlungsdosis: 2.5 x 106 Grey Gamma (bis 5 x 106 Grey ist möglich)
  • Leckrate (nur Durchführung): < 1 x 10-6 cm3 / sec. He (bei ΔP=1 bar)
  • Leckrate (montierte Durchführung): < 1 x 10-3 cm3 / sec. He (bei ΔP=1 bar)
  • Erdbebentest: bis zu 5g / 5 - 100 Hz

Lieferung und Produktverpackung

Wir liefern Produkte entsprechend den Kundenanforderungen. Im Lieferumfang sind auch Anschlusskästen enthalten.

Unsere Produkte werden in staub-, feuchtigkeits- und stoßsicheren Transportkisten geliefert.

Qualität

Unsere Kabeldurchführungen werden nach KTA 3403 oder IEEE317 konstruiert und nach KTA 1401 oder NQA-1 gefertigt.

Weitere Informationen zu unserer Qualitätssicherung finden Sie auf dieser Seite.
Fallstudie

Diese Fallstudie von Visola Electric Insulation Technology Ltd veranschaulicht den Gebrauch von SCHOTTs Kabeldurchführungen im Atomkraftwerk PAKS (Ungarn) seit 1995, die bisher keine Mängel gezeigt haben.

"Electrical Penetration Assemblies for VVER type Nuclear Power Plants, Role and Behaviour of Electrical Penetration Assemblies in a Nuclear Power Plant"
Messen & Events
26.
Juni
Messe World Nuclear Exhibition, Paris, Frankreich, 26.06 - 28.06.2018
05.
September
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17.
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Messe Gastech, Barcelona, Spanien, 17.09 - 20.09.2018
25.
September
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Kontakt
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Christoph-Dorner-Strasse 29
84028 Landshut
Deutschland
E-Mail an SCHOTT+49 (0)871/826-0
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