POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA

Transcription

1 Univerza v Mariboru Fakulteta za elektrotehniko računalništvo in informatiko Smetanova ulica Maribor VISOKOŠOLSKI ŠTUDIJSKI PROGRAM Elektrotehnika smer močnostna elektrotehnika POROČILO PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA v Nuklearni elektrarni Krško d.o.o. Čas opravljanja od do Mentor v GD Boris Pisanski, uni.dipl.ing. Študent Andrej Koren Vpisna številka E E pošta koren.andrej@gmail.com Telefon

2 Kazalo UVOD OPIS GOSPODARSKE DRUŽBE IN PRODUKTOV O Nuklearni elektrarni Krško Predstavitev službe projektnih sprememb OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V NEK STANDARDIZACIJA V ELEKTRIČNIH NAČRTIH IN SHEMAH Uvod Elementarni diagrami električne sheme Diagrami ožičenja Proces osnovnega projektiranja SEZNANITEV Z MODIFIKACIJAMI Dodelitev modifikacije Osnutek modifikacije Pogoji za pripravo modifikacije Povzetek opisa modifikacije SKLEP VIRI PRILOGE PRILOGA: Seznanitev s elementarnimi električni diagrami PRILOGA: Uporabljeni simboli v elektrarni PRILOGA: Funkcijske številke naprav po ameriških standardih PRILOGA: Lokacijski simboli v načrtih elektrarne PRILOGA: Opis in označevanje sistemov v elektrarni PRILOGA: Vrsta generirane dokumentacije v elektrarni PRILOGA: Označevanje serij načrtov v elektrarni Poročilo praktičnega izobraževanja stran 2

3 UVOD Dvomesečno strokovno praktično izobraževanje sem opravljal v podjetju»nuklearna elektrarna Krško d.o.o.«in sicer v oddelku»projektne spremembe«oddelka»inženiring«. Posebno se v tem imenu zahvaljujem mentorju praktičnega izvajanja v podjetju Borisu Pisanskemu, za ves njegov trud in čas. Zahvaljujem pa se tudi vodji projektnih sprememb Janku Cerjaku, za omogočeno šolanju primerno praktično izobraževanje, ter pa celotnemu timu projektnih sprememb za velikodušno pomoč, tehnično podporo in veliko novih uporabnih informacij. Glavni cilj podjetja je varna, zanesljiva in visoko razpoložljiva proizvodnja električne energije ob spoštovanju operativnih omejitev in zahtev, naloga Projektnih sprememb pa je pogled v prihodnost, kajti skrbi da bi sedaj in v prihodnosti objekt deloval po najboljših zmožnostih. Ukvarja se predvsem z posodobitvami, prenovami ter novimi projekti, izdeluje projektno dokumentacijo in skrbi ter koordinira vsak posamezen projekt. V okviru praktičnega izobraževanja mi je bilo zaupano sodelovanje pri projektu prenove oziroma modifikacije stikališča lastne rabe, modifikacija je povsem samostojen projekt. Pridobil sem znanja o delovanju elektrarne, vodenju, rokovanju z električnimi načrti nuklearne elektrarne Krško, načinu projektnega dela v podjetju, pa tudi specifična strokovna znanja s področja energetskega inženiringa in sicer iz jedrske tehnologije. Praktično izobraževanje je potekalo v več korakih. Najprej sem se seznanil z varnostjo pred ionizirajočim sevanjem, spoznal osnoven princip delovanja jedrske tehnologije, ter spoznal zgradbo ter proizvodnjo celotne tovarne. Nato sem v službi projektnih sprememb spoznal osnove projektiranja, se seznanil z osnovno standardizacijo projektiranja v nuklearni elektrarni Krško, se ukvarjal z dokumenti elektro opreme in sodeloval pri številčenju načrtov. V naslednjem koraku, pa sem izdelal lastno dokumentacijo za branje načrtov tehnoloških risb. V zadnjem koraku pa sem se podrobno seznanil z eno od modifikacij, ter spoznal nove komponente visokonapetostne tehnologije GIS. Nazadnje pa sem pripravil dokumentacijo, ter opis opravljenega dela. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 3

4 1. OPIS GOSPODARSKE DRUŽBE IN PRODUKTOV 1.1. O Nuklearni elektrarni Krško Gospodarska družba Nuklearna elektrarna Krško d.o.o. (NEK) je podjetje, katerega namen je varna, zanesljiva in visoko razpoložljiva proizvodnja električne energije ob upoštevanju operativnih omejitev in zahtev. Nuklearna elektrarna Krško je v skladu s Pogodbo med Vlado Republike Slovenije in Vlado Republike Hrvaške o ureditvi statusnih in drugih pravnih razmerij, povezanih z vlaganjem v Nuklearno elektrarno Krško, njenim izkoriščanjem in razgradnjo ter družbeno pogodbo, ki sta bili uveljavljeni 11. marca 2003, organizirana kot družba z omejeno odgovornostjo. Osnovni kapital NEK d.o.o. je razdeljen na dva enaka poslovna deleža v lasti družbenikov GEN energija d.o.o. Ljubljana in Hrvatske elektroprivrede d.d. Zagreb. NEK proizvaja in dobavlja električno energijo izključno v korist družbenikoma, ki imata pravico in obveznost prevzema 50 % skupne razpoložljive moči in električne energije na pragu NEK. Meddržavna komisija 4 (SLO) + 4 (HRV) HEP 50% GEN ENERGIJA 50% Nadzorni svet Skupščina NEK, d.o.o Uprava Slika 1: lastniška razdelitev in sestava uprave Uprava vodi poslovanje družbe in določa poslovno politiko za zagotavljanje varnega in zanesljivega obratovanja, konkurenčnosti proizvodnje ter družbene sprejemljivosti. Sestava uprave je zasnovana na paritetni osnovi glede na enaka lastniška deleža obeh družbenikov. Odločitve uprave se načeloma sprejemajo s soglasjem. Uprava je dvočlanska - predsednika predlaga slovenski družbenik, člana pa hrvaški družbenik. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 4

5 Organizacijska struktura NEK sledi sodobnim standardom organiziranosti podjetij, ki upravljajo z jedrskimi objekti. Posebej so izpostavljene funkcije, ki so pomembne za jedrsko varnost, ter sistem neodvisnega vrednotenja vidikov, ki so ključni za varnost obratovanja. Uprava EN.UPRAVE Varovanje VAR Informatika INF Strok. usposabl. SU Nabava NAB Lokalna NAB.LN Uvozna NAB.UV Finance FIN Administracija ADM Finančno poslovanje FIN.FIN Računovodstvo FIN.RAČ Kadrovske zadeve ADM.K Pravne zadeve ADM.P Pripr. in ek. posl. FIN.EK Splošne zadeve ADM.SPL Tehnična operativa TO Inženiring ING Sistem kvalitete SKV Proizvodnja TO.PR Vzdrževanje TO.VZ Proj. spremembe ING.MOD Inženirska podpora ING.POD Zagotov. kvalitete SKV.QA Kontrola kvalitete SKV.QC Obratovanje TO.PROB Nadzorna testiranja TO.PRNT Elektro TO.VZEL Strojno TO.VZST Analize, dovoljenja ING.DOV Nuklearno gorivo ING.GOR Neod. ocena varn. SKV.NOV Požarna zaščita TO.PRPZ Sistemski inženiring TO.PRSI I&C TO.VZIC Gradbeno TO.VZGR Procesna inform. ING.PI Planiranje TO.PRPL Teden.koord.akt. TO.PRPL Skladišče TO.VZSKL Prediktivno TO.VZPR Varstvo pri delu TO.VPD Kemija TO.KM Radiološ. zaščita RZ Slika 2: Organizacijska struktura NEK Podjetje ima približno 600 zaposlenih, od katerih je približno 40 odstotkov s sedmo stopnjo izobrazbe. Največja in najpomembnejša enota je tehnična operativa, ki med drugim vključuje tudi proizvodnjo in vzdrževanje, skupaj pa predstavlja več kot polovico vseh zaposlenih v elektrarni. Jaz sem praktično izobraževanje opravljal v enoti inženiringa, ki ima približno 80 zaposlenih. NEK se danes po standardnih merilih jedrske varnosti in stabilnosti obratovanja uvršča v zgornjo četrtino obratujočih jedrskih elektrarn v svetu. Na podlagi vizije in poslanstva si v NEK zastavljajo in uresničujejo naslednje strateške cilje: doseganje varnega in stabilnega obratovanja na ravni zgornje četrtine jedrskih elektrarn, ki obratujejo po svetu, in v skladu s kazalci obratovalne učinkovitosti WANO (World Association of Nuclear Operators), doseganje konkurenčnosti proizvedene električne energije na odprtem trgu, s povprečno letno proizvodnjo 5100 GWh, 18-mesečnim gorivnim ciklusom, remonti, krajšimi od 28 dni, ter stroškovno učinkovitostjo, doseganje družbene sprejemljivosti jedrske tehnologije, ki temelji na varnem, okoljsko čistem in odgovornem obratovanju ter na visoki motiviranosti in pripadnosti vseh zaposlenih. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 5

6 Proizvodnja NEK je opremljena z Westinghousovim lahkovodnim tlačnim reaktorjem toplotne moči 2000 MW. Njena moč na pragu je 696 MW. Elektrarna je priključena na 400 kv omrežje za napajanje potrošnih središč v Sloveniji in Hrvaški. Letno proizvede nad pet milijard kwh električne energije, kar predstavlja približno 40 % skupne proizvedene električne energije v Sloveniji. Poleg tega je kot zanesljiv vir delovne in jalove moči pomembna podporna točka elektroenergetskega sistema v okviru evropske povezave UCTE - Unija za koordinacijo prenosa električne energije. Je bistven dejavnik pri stabilizaciji kritičnih obratovalnih stanj in napetostnih razmer, še posebej ob velikih prehodnih pojavih znotraj UCTE. Osnovni tehnični podatki nuklearne elektrarne Krško so: Tip reaktorja: Lahkovodni tlačni reaktor Toplotna moč reaktorja: 1994 MW Električna moč na sponkah generatorja: 727 MW Moč na pragu elektrarne: 696 MW Toplotni izkoristek: 35 % Število gorivnih elementov: 121 Število gorivnih palic v gorivnem elementu: 235 Skupna količina urana: 48,7 t Nazivna moč generatorja: 813 MVA Nazivna napetost generatorja: 21 kv Nazivna moč blokovnih transformatorjev: 1 x 500 MVA, 1 x 400 MVA Prestavno razmerje blokovnega transformatorja: 21/400 kv Obratovanje elektrarne med dvema remontoma imenujemo gorivni ciklus. Med remontom se del izrabljenega goriva nadomesti s svežim, opravijo se preventivni pregledi opreme in zamenjava delov, preverjanje integritete materialov, nadzorna testiranja ter korektivni ukrepi glede na najdeno stanje. 24. gorivni ciklus, ki se je začel s priključitvijo elektrarne na omrežje 3. maja 2009, je 18-mesečni, kar je obratovalna usmeritev elektrarne za prihodnost. Mesečna proizvodnja NEK v letu 2009 Letna proizvodnja NEK (skupno 125,17 TWh) GWh 300 TWh jan feb mar apr maj jun jul MESEC avg sep okt nov dec LETO Slika 3: mesečna in letna proizvodnja električne energije NEK Poročilo praktičnega izobraževanja stran 6

7 Jedrska in sevalna varnost Nuklearna ali jedrska elektrarna Krško je objekt nacionalnega varnostnega pomena. V jedrskih elektrarnah se poleg klasičnih nevarnosti, s katerimi se srečujemo v ostalih industrijskih panogah, pojavlja še ionizirajoče sevanje, ki na poseben način deluje na žive organizme. Vemo da se vsem nevarnostim ne moremo izognit, lahko pa jih z pravilnimi postopki varstva omilimo. Da pa bomo dosegli ta cilj, moramo poznati značilnosti ionizirajočega sevanja, vedeti moramo, od kod prihaja in kakšne so njegove biološke posledice. S stališča radiološke zaščite delimo elektrarno na območje, ki je radiološko stalno nadzorovano in območje, v katerem se radiološki nadzor vrši občasno oziroma po potrebi. V radiološko nadzorovano območje spada radiološka zgradba (1), zgradba za gorivo (3), pomožna zgradba (2), del vmesne zgradbe, primarni laboratorij, vroče delavnice, objekt za dekontaminacijo (12) in prostori za ravnanje in skladiščenje radiaktivnih odpadkov (14). V vseh teh prostorih se lahko srečamo z radiaktivnimi snovmi v zraku, na delovnih orodjih in delovnih površinah. Nahajajo se lahko v različnih oblikah in agregatnih stanjih. Za lažjo predstavo si na spodnji sliki poglejmo tlorisno zgradbo elektrarne, kjer je z rumeno črto prikazan tehnološki del Reaktorska zgradba 13 Jez na Savi 2 Pomožna zgradba 14 Začasno skladišče radiaktivnih odpadkov 3 Zgradba za gorivo 15 Zgradba radiološke zaščite 4 Zgradba za hlajenje komponent 16 Vhod v NEK in recepcija 5 Turbinska zgradba 17 Zgradba strokovnega usposabljanja 6 Vhod v prostore tehnološkega procesa 18 Center za usposabljanje vzdrževanja 7 Črpališče bistvene vode 19 Tehnična operativa (proiz.,vzd.,ra.zašč.,kem.) 8 Hladilni stolpi 20 Ambulanta 9 Črpališče hladilne vode 21 Splošna administracija, kontr. kvalitete, gasilci 10 Črpalki hladilnih stolpov 22 Zgradba za inženiring in podporne funkcije 11 Stikališče 23 Skladišče 12 Zgradba za dekontaminacijo 24 Tehnična restavracija Slika 4: tloris nuklearne elektrarne Krško Poročilo praktičnega izobraževanja stran 7

8 Delovanje NEK NEK deluje podobno kot klasična termoelektrarna na fosilna goriva, vendar izvor toplote ni gorenje premoga ali plina, temveč se toplota sprošča ob cepitvi uranovih jeder v reaktorju. Reaktor sestavlja reaktorska posoda z gorivnimi elementi, ki tvorijo sredico. Skozi reaktor kroži prečiščena navadna voda pod tlakom, ki odvaja sproščeno toploto v uparjalnika. V uparjalnikih nastaja para, ki poganja turbino, ta pa električni generator. Vsa oprema reaktorja in pripadajočega primarnega hladilnega kroga se nahaja v reaktorski zgradbi, ki ji zaradi njene funkcije pravimo tudi zadrževalni hram. Reaktorska posoda, v kateri so gorivni elementi, je med obratovanjem zaprta. Za načrtovano menjavo goriva je potrebno elektrarno zaustaviti. Po zaključku vsakega gorivnega ciklusa se v času remonta izrabljeni gorivni elementi nadomestijo s svežimi. B A C 1 Reaktor 7 Generator el. toka 13 Napajalne črpalke 2 Reaktorski črpalki 8 Ločevalnik pare 14 Visokotlačni predgrelnik 3 Uparjalnika 9 Predgrelnik pare 15 Črpalka hladilne vode 4 Tlačnik 10 Kondenzatorji 16 Hladilne celice 5 Visokotlačni del turbine 11 Črpalka kondenzata 17 Črpalke hladilnih celic 6 Nizkotlačni del turbine 12 Nizkotlačni predgrelnik 18 Transformator 19 Sistem za prhanje zadrževalnega hrama Slika 5: poenostavljena shema delovanja NEK, prikazuje samo glavne komponente Tehnološki del jedrske elektrarne je razdeljen v tri osnovne termodinamične sklope sistemov: primarni sistemi (A), sekundarni sistemi (B), terciarni sistemi (C). Ker v vseh treh sklopih sistemov, ki so med seboj ločeni, kroži voda, jih lahko zaradi lažjega razumevanja poimenujemo tudi krogi. Prva dva kroga sta sklenjena, tretji pa je, ker za ohlajanje pare uporabljamo savsko vodo, povezan z okoljem. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 8

9 Usposabljanje NEK skrbi tudi za usposabljanje osebja. Letno se delavci NEK udeležijo več kot 300 različnih tečajev, v povprečju pa se vsak delavec udeleži okvirno 150 ur usposabljanja. NEK namenja v povprečju 9 % delovnega časa vseh zaposlenih za strokovno usposabljanje. Začetno usposabljanje zajema programe, ki jih morajo zaposleni obvladati, da lahko pričnejo samostojno opravljati dela in naloge na svojem področju. Stalno strokovno usposabljanje zajema programe, ki predstavljajo kontinuiteto usposabljanja za obnavljanje obratovalnih dovoljenj in za nadgradnjo že obstoječih znanj. Tovrstno usposabljanje dviguje kakovost dela oziroma omogoča vzdrževanje potrebnega nivoja znanja in veščin za opravljanje specifičnih del in nalog. V procesih usposabljanja za izvajanje tako kompleksnih opravil, kot je upravljanje sistemov jedrske elektrarne, je uporaba simulatorja bistvenega pomena, saj je nadgradnja pridobljenim teoretičnim znanjem. Omogoča urjenje praktičnih veščin ter timsko delo. Simulator v NEK podrobno ponazarja delovanje elektrarne in omogoča izvajanje vseh obratovalnih postopkov, ki jih operaterji izvajajo v glavni kontrolni sobi. Usposabljanje na simulatorju je zelo pomemben del tako začetnega kot tudi stalnega usposabljanja operaterjev elektrarne. Poleg usposabljanja za osebje proizvodnje je na simulatorju možno izvajati tudi usposabljanje za ostale službe elektrarne, kot so na primer vzdrževanje in inženiring. Slika 6: simulator komande sobe v NEK, ki ga je zgradilo podjetje CAE Electronics Poročilo praktičnega izobraževanja stran 9

10 1.2. Predstavitev službe projektnih sprememb Praktično izobraževanje sem opravljal v enoti»projektnih sprememb«. Naloga službe projektnih sprememb je, da se ukvarja z vsemi posodobitvami, prenovami ter novimi projekti, ki se izvajajo na območju nuklearne elektrarne Krško. Posodobitve oziroma modifikacije se izvajajo glede na predlagane boljše tehnične rešitve, prenove zastaranih delov, ob primerih nezgod ali kakršnih koli drugih vzrokov ki so pogoj da neko stvar spremenimo. Modifikacije zajemajo vse panoge inženirstva od strojništva, gradbeništva in elektrotehnike. Sam sem se posvetil elektro modifikacijam, kajti te zajemajo mojo smer izobrazbe. Služba projektnih sprememb se ukvarja predvsem z ustvarjanjem projektne dokumentacije in z vsemi koordinacijami samega projekta. Odgovorni inženir skrbi za realizacijo celotnega projekta modifikacije. Osnovni material same modifikacije so načrti (Drawings), s pomočjo katerih se orientiramo pri dejanskem vzpostavljenem z mestom spremembe. Po izvedeni modifikaciji pa nove vrednosti zopet zabeležimo v vseh potrebnih načrtih. Zato se je dobro predhodno seznanit z ameriško standardizacijo in z procesom osnovnega projektiranja. Z nadzorom in vzdrževanjem opreme je zagotovljena in povečana jedrska varnost, stabilnost obratovanja elektrarne in njena visoka razpoložljivost. Slika 7: transport velike modifikacije, zamenjava uparjalnikov leta 1999 Slika 8: prikaz velike modifikacije zamenjave turbinskih lopatic leta 2006 Slika 9: izredni prevoz ohišja statorja generatorja, ki bo izveden v letošnjem remontu Poročilo praktičnega izobraževanja stran 10

11 2. OPIS PRAKTIČNEGA IZOBRAŽEVANJA V NEK V času obvezne prakse sem opravljal dela v podjetju nuklearna elektrarna Krško, na lokaciji Vrbina 12 v Krškem. Z obvezno prakso sem začel 15. marca 2010 in sem jo opravljal vse delovne dni do 11. maja 2010 od sedme ure zjutraj pa vse do petnajste ure popoldan. V naslednjih vrsticah je opisan globalni opis dela na praktičnem izobraževanju. 15. marec 2010 (ponedeljek) Delovni čas 8 ur Seznanitev s postopkom delovanja nuklearne elektrarne Krško Vstop v elektrarno (izdelava vstopne kartice, fotografiranje, biometrija) Seznanitev s vstopom, izstopom, tehničnim sistemom varovanja, in komunikacijskim sistemom v elektrarni Mentor: Boris Pisanski (boris.pisanski@nek.si), služba: ING.MOD. Seznanitev s delovnim mestom inženiringa Služba inženiringa projektnih sprememb (ing.mod.), Predstavitev področja in objektov nuklearne elektrarne Krško, vloga službe ing. modifikacij v samem podjetju in predstavitev nalog, ki jih opravlja 16. marec 2010 (torek) Delovni čas 8 ur Strokovno usposabljanje iz varstva pred sevanjem, ki jo izvaja posebna služba radiološke zaščite v objektu za strokovno usposabljanje. Vsebina: Cilj: pridobiti osnovno znanje s področja varstva pred ionizirajočimi sevanji. Vrste in viri sevanja, ionizirajoče sevanje, princip delovanja jedrske elektrarne, način obsevanja in zaščita pred sevanjem, vpliv sevanja na človeški organizem, zakonska določba in operativne meje v NEK, nadzor doz in osebni dozimetri, kontaminacija, dekontaminacija in radiaktivni odpad, označevanje v radiološko nadzorovanem območju, navodila za delo, vstopanje in iztopanje iz radiološko nadzorovanega območja - RNO, varstvo pred sevanji, praktični prikaz oz. preizkušanje simulacijskega prostora SKT 17. marec 2010 (sreda) Delovni čas 8 ur Izpit iz varstvo pred sevanji, v zgradbi za strokovno usposabljanje Strokovno usposabljanje iz varstva pri delu in požarno varnostjo, v prostorih za usposabljanje vzdrževanja (Center za usposabljanje vzdrževanja). Poročilo praktičnega izobraževanja stran 11

12 18. marec 2010 (četrtek) Delovni čas 8 ur Urejanje splošnih administrativnih zadev, v prostorih za splošno administracijo (Zgradba za splošno administracijo). Seznanitev z internim portalom v NEK-u IntraNEK in posameznimi portali MIS sistema Izpit iz varstvo pri delu in požarna varnost (Center za usposabljanje vzdrževanja). 19. marec 2010 (petek) Delovni čas 8 ur Osnovne informacije o elektrarni (Zgradba za strokovno usposabljanje) Namen tega tečaja je podati udeležencem osnovne informacije o tehnološki zasnovi ter pravilih za varno gibanje in delo v elektrarni. Uspešno zaključeno preverjanje znanja omogoča dodelitev ustreznih nivojev dostopa v tehnološke prostore NEK. Vsebina: Splošne informacije, opis tehnologije, organizacijska shema NEK, usmeritve, cilji, varnostna kultura, varovanje, dostopanje, pravilna gibanja, izvajanje del, varnost in zdravje pri delu, požarna varnost, radiološko nadzorovano območje, ukrepanje v primeru izrednih dogodkov, remont Izpit iz splošnega usposabljanja Dodelitev nivojskih dostopov za posamezna področja gibanja po objektih elektrarne od 22. marec 2010 (ponedeljek) do 6. april 2010 (torek) Delovni čas 8 ur Dodelitev delovnih nalog Dodelitev nivojskih dostopov za posamezna področja gibanja po objektih elektrarne Pomoč v arhivu, skladišča za kontrolo kvalitete (QC). Urejanje dokumentov elektro opreme, številčenje načrtov, dobavnic in naročilnic. Seznanitev s potrebnimi nalogami, ki jih izvaja služba kvalitete in njen pomen pri zagotavljanju varnosti, kajti skrbi za istovetnost pri nabavljeni opremi, ki jo inženiring potrebuje za potrebe svojih projektnih nalog. Kontrola oz. pregled istovetnosti dokumentov v 12. arhivskih zabojih. Pregled ostale opreme, ter struktuirana hiearhična obdelava dokumentacije. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 12

13 7. april 2010 (sreda) Delovni čas 8 ur Seznanitev s projektno dokumentacijo v Nuklearni elektrarni Krško Razlaga načrtov oz. tehnoloških risb. Vsebina: Zakonske osnove za projektiranje, seznanitev s procesom osnovnega projektiranja. 8. april 2010 (četrtek) Delovni čas 8 ur Seznanitev s projektno dokumentacijo v Nuklearni elektrarni Krško Razlaga načrtov oz. tehnoloških risb. Vsebina: Vrsta generirane dokumentacije, primeri serij načrtov in ostale dokumentacije. 9. april 2010 (petek) Delovni čas 8 ur Seznanitev s projektno dokumentacijo v Nuklearni elektrarni Krško Razlaga načrtov oz. tehnoloških risb. Vsebina: Standardizacija v električnih načrtih in shemah - EIMV. 12. april 2010 (ponedeljek) Delovni čas 8 ur Seznanitev s projektno dokumentacijo v Nuklearni elektrarni Krško Razlaga načrtov oz. tehnoloških risb. Vsebina: Standardizacija v električnih načrtih in shemah - EIMV. Izdelava lastne dokumentacije za branje načrtov tehnoloških risb, na osnovi projektne dokumentacije osnovnega projektiranja. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 13

14 13. april 2010 (torek) Delovni čas 8 ur Seznanitev s projektno dokumentacijo v Nuklearni elektrarni Krško Razlaga načrtov oz. tehnoloških risb. Vsebina: Izdelava lastne dokumentacije za branje načrtov tehnoloških risb, na osnovi projektne dokumentacije osnovnega projektiranja. Delo v tehnološkem objektu Popis elementov krmilne omare "chiller D" hladilnih sistemov komandne sobe za potrebe sistema klimatizacije glavne kontrolne sobe. Vhod v komandno sobo, pridobitev dovoljenja izmenovodje za izvajanje del, ogled same komandne sobe. Ogled tehnološkega dela elektrarne Ogled generatorja, nizkotlačne ter visokotlačne turbine, pregrevalnika pare, cevovodov celotnih postrojev, zunanjih objektov 14. april 2010 (sreda) Delovni čas 8 ur Seznanitev z modifikacijami Vsebina: Označevanje modifikacij (označevanje z zaporedno številko, oznako področja, ter velikostjo modifikacije) Kratek opis modifikacije (doseženi projektni kriteriji, preostala odprta tehnična vprašanja, akcijski plan za reševanje odprtih vprašanj) Kratka analiza poteka modifikacije Kratka ocena: kvalitete uslug, materiala in opreme Ocena potrebnega časa in resursov za pripravo "TURN-OVER" paketa Glavna priporočila in predlogi za izboljšave Pregled nekaterih modifikacij v preteklih dveh remontih (predvsem elektro modifikacij). 15. april 2010 (četrtek) Delovni čas 8 ur Dodelitev izbrane modifikacije Vsebina: Na podlagi zadnjih izvedenih modifikacij, mi je mentor predlagal izbiro modifikacije z projektno številko 614-SY-L, to je projekt z naslovom prestavitev polja lastne rabe 110 kv Mentor mi je zagotovil vso potrebno literaturo, ter me seznanil z vsemi prisotnimi osebami v projektu modifikacije Dodelitev nivojskih dostopov za posamezna področja po stikališču elektrarne Poročilo praktičnega izobraževanja stran 14

15 16. april 2010 (petek) Delovni čas 8 ur Ogled simulatorja Ogled popolnega simulatorja komandne sobe. Predstavitev dela v komandni sobi. Hiearhija vodenja, ter oseb ki so v komandni sobi vodja izmene, inženirja za pomoč v izrednih dogodkov, do glavnega operaterja, ter do obeh operaterjev turbinskega ter jedrskega. Izven komande sobe pa so na posameznih mestih še ostali strojni operaterji. Simbolična, zvočna, ter zračna simulacija delovanja elektrarne na polni moči, simulacija izpada posameznega sklopa in pripadajoči alarmi, simulacija popolnega izpada, ter zagon diesel agregatov, ter simulacija ponovnega vklopa Predstavitev delovanja posameznega sklopa komandnih stikal, od turbinskih, jedrskih, stikališčnih, do varnostnih stikal. 19. april 2010 (ponedeljek) Delovni čas 8 ur Delo z modifikacijo 614-SY-L Delo z glavnim projektantom izvedene modifikacije g. D. Skrivalnikom Pogoji za pripravo modifikacije Vsebina modifikacije 20. april 2010 (torek) Delovni čas 8 ur Delo z glavnim projektantom izvedene modifikacije g. D. Skrivalnikom Ogled novega stikališča lastne rabe 110 kv. Predstavitev sekundarnega dela omara z sekundarno opremo vodenja in zaščite. Predstavitev prostora z GIS stikalno napravo. Zgradba stikalne naprave: Dovod 110 kv iz RTP Krško, odklopnik, napetostni transformator, prenapetostni odvodnik, hitra ozemljitev, odvod v transformator T3. Popis elementov celotnega stikališča lastne rabe. Predstavitev prostora z pomožno napravo, za ročno upravljanje z stikalno napravo. 21. april 2010 (sreda) Delovni čas 8 ur Delo z glavnim projektantom izvedene modifikacije g. D. Skrivalnikom Preverjanje realnega prostora z posameznimi načrti, ustvarjanje in posodobitve načrtov, popravljanje napačnih oznak 22. april 2010 (četrtek) Delovni čas 8 ur Usklajevanje dokumentov posameznih elementov stikalne naprave z enopolno shemo stikališča lastne rabe Podrobna seznanitev z preizkušanjem odklopnika, simulacija vklopa, ter izklopa ter prikaz obloka Poročilo praktičnega izobraževanja stran 15

16 23. april 2010 (petek) Delovni čas 8 ur Delo z glavnim projektantom izvedene modifikacije g. D. Skrivalnikom Označevanje zbiralk, osnovnega dela z odklopnikom, tokovnega transformatorja, napetostnega transformatorja, ločilke z ozemljitvenim nožem, hitrega ozemljitvenega stikala in kabelskega priklopa. 26. april 2010 (ponedeljek) Delovni čas 8 ur Delo z dokumentacijo, primerjava načrtov z uporabljeno opremo, usklajevanje vseh potrebnih komponent Izdelava poročila o ugotovljenih ugotovitvah stikalne opreme 28. april 2010 (sreda) Delovni čas 8 ur Seznanitev s nastajanjem 3D modeliranja pretočnih diagramov Delo z dokumentacijo, primerjava načrtov z uporabljeno opremo, usklajevanje vseh potrebnih komponent Izdelava poročila o ugotovljenih ugotovitvah 29. april 2010 (četrtek) Delovni čas 8 ur Seznanitev z električnimi načrti signalizacije, krmiljenja, Shemami priključitve števcev na PIS, kabelski priključki Razporeditev sekundarne opreme 30. april 2010 (petek) Delovni čas 8 ur Izbira in seznanitev s sekundarno opremo v hišici RH3, Izbira računalniškega polja in releja za diferenčno zaščito, (zaradi kompatibilnosti z RTP Krško, od proizvajalca ABB) Izbira števca električne energije ter ostale pomožne opreme v omari Seznanitev z delovanjem posameznih naprav, ter načinom parametrizacije distančnih relejev od 3. maj 2010 (ponedeljek) do 11. maja 2010 (torek) Delovni čas 8 ur Seznanitev s osnovami tehnologije NE in sistemi ter obratovanjem Povzetek izvedenih del Posvetovanje in delo z mentorjem, Pisanje poročila o praktičnem izobraževanju Poročilo praktičnega izobraževanja stran 16

17 3. STANDARDIZACIJA V ELEKTRIČNIH NAČRTIH IN SHEMAH 3.1. Uvod V času opravljanja prakse v oddelku projektnih sprememb je bila moja naloga tudi izdelava lastne dokumentacije za branje načrtov tehnoloških risb. Problem tehnoloških risb je da so zasnovane na podlagi angloameriške standardizacije, kajti opisane standarde v električnih načrtih uporablja ameriška industrija električne opreme in so prisotni skoraj v vseh shemah nuklearne elektrarne Krško in za lažjo izmenjavo mnenj med zunanjimi sodelavci je vsa osnovna dokumentacija tudi v angleškem jeziku. Električni načrti oz. diagrami so načrti, kjer z linijami, številkami, simboli in črkami predstavljamo električne tokokroge in jih uporabljamo pri načrtovanju novih instalacij, pri spreminjanju obstoječih naprav in pri lociranju dejanske izvedbe. V glavnem poznamo štiri vrste električnih načrtov: Enopolni diagrami (single line diagrams) Blok diagrami (block diagrams) Elementarni diagrami električne sheme (schematic diagrams) Diagrami ožičenja (wiring diagrams) Sam načrt je ponavadi sestavljen iz nekaterih standardnih oblik. Tako v načrtu najdemo v spodnjem desnem kotu nazivni blok (title block), ki vsebuje podatek o obravnavani napravi, o revizijah in izvršenih spremembah električnega diagrama z datumi sprememb, o eventualno naknadno dodanih tokokrogih in podobno. Včasih ima načrt tudi opazke (notes), ki dajejo podrobnejše informacije o določenih delih načrta. Pogosto je načrtu dodana tudi legenda (legend), ki pojasnjuje razne kratice in označbe v načrtu Elementarni diagrami električne sheme Večino časa sem se ukvarjal z elementarni diagrami, kajti so tudi najpomembnejši električni načrti. To so tropolne električne sheme, ki povezujejo vse povezave med električnimi napravami, vključno z krmiljenjem posameznih komponent. Ponavadi je tudi močnostni del naprave prikazan ločeno od krmilnega dela zaradi boljše preglednosti. Posamezne podrobnosti, ki sem jih opisoval pod to temo, sem zajel v naslednjih prilogah: 1. PRILOGA: Seznanitev s elementarnimi električni diagrami 2. PRILOGA: Uporabljeni simboli v elektrarni 3. PRILOGA: Funkcijske številke naprav po ameriških standardih 4. PRILOGA: Lokacijski simboli v načrtih elektrarne 3.3. Diagrami ožičenja Diagrame ožičenja sem potreboval, ob obhodnem popisovanju opreme, kjer nas zanima dejanska postavitev opreme. Shematični diagrami sicer prikazujejo vse komponente nekega sistema ali enote v pravilnih električnih pozicijah. Diagrami ožičenja pa prikazujejo komponente v pravilni fizični lokaciji in njihovem medsebojnem odnosu. Pri uporabi diagrama ožičenja si izberemo eno glavno komponento kot referenčno točko in identificiramo vse ostale komponente z ozirom na izbrano glavno komponento. Ostale komponente so levo, desno, nad, pod, pred in zadaj za glavno komponento. Diagrami ožičenja niso običajno risani v pravem merilu, pač pa prikažejo pravo pozicijo komponent. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 17

18 3.4. Proces osnovnega projektiranja Za poznavanje delovanja in projektiranja sem se seznanil z osnovnim projektiranjem, ki je nastalo glede na osnovno zasnovo Westinghouse-ovih (W) pretočnih diagramov. Za poznavanje celotnega sistema elektrarne, sem se poleg elektrotehničnega znanja tu na praktičnem izobraževanju seznanil tudi z ostalimi tehničnimi znanji iz drugih tehničnih panog, ki ji v šolskem izobraževanju nismo zajeli. Tako sem se najprej seznanil z Westinghouse-ovimi pretočnimi diagrami, ki spadajo pod strojno projektiranje, nato je sledilo projektiranje cevovodov, šele nato je sledilo projektiranje vse potrebne instrumentacije, ter osnovne električne povezave na njej. Poleg pa sem se seznanil tudi z nekaterimi gradbenimi načrti. Podroben opis nastajanja serij načrtov in celoten sistem serij načrtov, ki se v digitalni obliki s pomočjo informacijske mreže IntraNEK uporabljajo v NEK-u sem opisal v prilogi (7.PRILOGA: Označevanje serij načrtov v elektrarni) Seznanitev s strojnim projektiranjem Kot na mnogih področjih se tudi v službi inženiringa izmenjujejo znanja iz večih smeri. Seznanil z nekaterimi osnovami, ki so potrebna za poznavanje delovanja celotne elektrarne, ter z osnovnimi pretočnimi diagrami, izometrijami in tudi z prikazom novonastalega 3D modeliranja sklopov. Namen 3D modeliranja je da bi se veliko lažje in hitreje prišlo do iskanega cilja, za kar so uporabljene tudi hiperpovezave do nekaterih podrobnejših načrtov (3D ventili, spojke, ). Slika 10: prikaz 3D modeliranja posameznih sklopov Osnovni proces električnega projektiranja Največ časa in pozornosti pa sem seveda posvetil električnim načrtom. Ta tehnološka panoga je glede na ostale tudi veliko bolj kompleksna, kar kaže že število načrtov v primerjavi z drugimi, saj je električnih načrtov izjemno veliko (par deset tisoč). To pa izhaja iz dejstva, kajti vemo da mora biti vsak posamezen element, fizično povezan, ter, da morajo biti za delovanje pravilno nastavljeni vsi električni parametri tega elementa. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 18

19 4. SEZNANITEV Z MODIFIKACIJAMI 4.1. Dodelitev modifikacije V okviru praktičnega izobraževanja mi je bilo tudi zaupano sodelovanje pri projektu prenove oziroma modifikacije stikališča lastne rabe. Moja dodeljena modifikacija je modifikacija z naslovom Prestavitev polja lastne rabe 110 kv, pri kateri je bil glavni in odgovorni inženir Dejan Skrivalnik, univ.dipl.ing.el., služba ing.mod. V nuklearni elektrarni Krško je ta modifikacija pod oznako 614-SY-L, kar pomeni da je to prenova oz. posodobitev z zaporedno številka 614 na opremi stikalnih naprav (SY - Switchyard Equipment), podrobnosti o označevanju sistemov sem opisal v prilogi (5. PRILOGA: Opis in označevanje sistemov v elektrarni). Zadnja črka pa predstavlja da gre za veliko posodobitev, podrobnosti o označevanju modifikacije so opisane v naslednji prilogi (6. PRILOGA: Vrsta generirane dokumentacije v elektrarni). Slika 11: prikaz preizkušanja stikalne naprave v tovarni ABB Predmet modifikacije je zamenjava in hkrati lokacijska prestavitev primarne in sekundarne opreme 110 kv polja ter obnova načina upravljanja iz kontrolne sobe Osnutek modifikacije Sam osnutek modifikacije vsebuje kratke opise, ocene, razne terminske plane ter priloge: Kratek opis modifikacije (doseženi projektni kriteriji, preostala odprta tehnična vprašanja, akcijski plan za reševanje odprtih vprašanj) Kratka analiza poteka modifikacije Kratka ocena: kvalitete uslug, materiala in opreme Ocena potrebnega časa in resursov za pripravo zaustavitvenega paketa Glavna priporočila in predloge za izboljšave 4.3. Pogoji za pripravo modifikacije Moja naloga pri izbiri projekta je bila, da se predhodno dobro seznanim z celotno okolico problema, vsemi potrebnimi načrti, s samim osnovnim principom problema, z celotno možno tehnično rešitvijo, ki zajema seznanitev z čim več in različnimi ponudniki izvedbe in dobavo potrebne opreme. Inženirji morajo pripraviti več možnih rešitev oz. variant rešitve problema. Ob skupni izbiri optimalne rešitve, nato sledijo izračuni, analize, ter priprava potrebne dokumentacije. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 19

20 4.4. Povzetek opisa modifikacije Osnova in cilji investicije Obstoječe 110 kv polje lastne rabe se lokacijsko nahaja na skrajnem severo-zahodu stikališča NEK. Na tej lokaciji se je sprva nahajalo stikališče za napajanje gradbišča v času izgradnje elektrarne, ki se je kasneje predelalo v obstoječe 110 kv stikališče. Lokacija ni primerna, ker se 110 kv polje nahaja v prostoru, ki je rezervirano za 400 kv polja. Problem je postal večji zaradi izgradnje RTP Krško in še večji zaradi podpisa»sporazuma o prenosu lastništva delov prenosnega omrežja električne energije in ureditvi medsebojnih razmerij«in»sporazuma o tehničnih vidikih vlaganj v posodobitev 400 kv stikališča NEK in RTP 400/110 kv Krško«. V slednjem je kot prva faza vlaganj navedena prestavitev in posodobitev 110 kv polja lastne rabe NEK. Slika 12: obstoječe 110 kv polje lastne rabe NEK (levo) in priklop 110 kv kabla (desno) Druga zelo pomembna točka modifikacije je menjava zelo starega 110 kv nizkotlačnega oljnega kabla, ki povezuje 110 kv polje lastne rabe NEK in transformator T3. Ta kabel je največja šibka točka v verigi zagotavljanja pomožnega napajanja NEK in bi ga bilo potrebno v vsakem primeru kmalu zamenjati. Slika 13: priklop 110 kv kabla na VN navitje transformatorja T3 Poročilo praktičnega izobraževanja stran 20

21 Poleg tega pa je potrebno menjati tudi sekundarno opremo od polja lastne rabe, ker bo novo polje (stikalni blok) nekoliko drugačno od predhodnega, stara lokacija sekundarne opreme (hišica RH3) pa po sporazumu prehaja v last ELES-a. Slika 14: notranjost relejne hišice RH3 (sekundarna oprema starega 110 kv polja lastne rabe NEK se nahaja v prvi omari levo) in nova omara vodenja in zaščite (desno) Posledično pa se posodobi tudi upravljanje s 110 kv stikališčem iz kontrolne sobe. Namen je, da se obstoječa stikala za upravljanje zamenjajo s klasičnimi W2 stikali, ki so standardna v kontrolni sobi. Podobno velja za obstoječa majhna alarmna polja, ki se prav tako zamenjajo z novim prav tako standardnim»beta alarm boardom«. Slika 15: obstoječ panel z lepo vidno mimiko polja in načrt novega panela (v oblačku) K tej modifikaciji je priključena še ena manjša korekcija in sicer gre za zamenjavo in lokacijsko prestavitev podnapetostnih relejev. Podnapetostna releja namreč ne delujeta zadovoljivo pa še njihovi lokaciji nista primerni. S prestavitvijo teh relejev se bo vzdrževalcem omogočil lažji dostop in delo na opremi bo varnejše. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 21

22 Kratek tehnični opis Novo 110 kv stikališče se zgradi v fizično majhni (GIS Gas Isolated Switchgear) izvedbi v novi hišici vzhodno od pomožne zgradbe stikališča - SAH. Slika 16: nov stikalni blok v SF6 izvedbi v novi zgradbi v stikališču in dovod novih kablov Obstoječe prostozračno 110 kv stikališče se po izvedbi novega odstrani iz 400 kv dela. Stari nizkotlačni oljni kabel se prav tako odstrani in nadomesti s kablom z XLPE izolacijo. Slika 17: polaganje novega 110 kv kabla in montaža nove omare vodenja Iz relejne hišice RH3 se odstrani sekundarna oprema 110 kv polja. Kompletna nova omara z novo sekundarno opremo (računalnik polja, zaščita, števec) se postavi v novo hišico v prostor zraven GIS-a. Iz nove omare vodenja, ki se montirana v novi zgradbi, se izvedejo kabelske povezave na: komandni panel v NEK MCR (komande in signalizacija VN naprav), nov alarmni panel v NEK MCR (alarmi za novo polje in zaradi predelave čelne plošče tudi za T1, T2, T3, ter merilno polje), PIS kabinet in omaro v prostoru DEH (položaji VN naprav, anal. in števčne meritve), lokalno krmilno omaro, ki je sestavni del GIS-a. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 22

23 Slika 18: lokalna krmilna omarica na GIS stikalni napravi za lokalno upravljanje Analiza lokacije Investicija se izvajala na območju stikališča, v turbinski zgradbi, DEH prostoru in v glavni kontrolni sobi. Transport nove opreme (predvsem gre tu za prevoz novega 110 kv stikalnega bloka in njegovih komponent) poteka od glavnega vhoda v elektrarno skozi vrata poleg rezervnega 400 kv transformatorja do nove zgradbe v stikališču. Podobno velja za nov 110 kv kabel, katerega kolut se postavi blizu te nove zgradbe v stikališču, nato pa se ga s pomočjo vitla povleče po novi trasi do skrajnega severozahodnega dela stikališča. Slika 19: tloris stikališča z označeno novo traso 110 kv kabla (rdeča črtkana črta) in novo zgradbo, z novim 110 kv stikalnim blokom v SF6 izvedbi (sivo obarvan objekt) Poročilo praktičnega izobraževanja stran 23

24 Primarna 110 kv oprema od proizvajalca ABB Po le kratkem pregledu ABB-jevih katalogov se izkaže, da je najprimernejši model, ki ga ponujajo, model EXK-0. EXK-0 se lahko vgradi v notranje ali zunanje prostore. To stikališče je široko vsega 1 m v dolžino pa v nobeni konfiguraciji ne presega 5 m. Na sliki je prikazan presek tipične izvedbe EXK zbiralka 2. osnovni del z odklopnikom 3. tokovni transformator 4. napetostni transformator 5. ločilka z ozemljitvenim nožem 6. hitro ozemljitveno stikalo 7. kabelski priklop (plug-in sklop) 8. kontrolna omarica Slika 20: presek tipičnega stikališča EXK-0 Komponente, ki jih bo moral imeti EXK-0 v našem primeru so narisane na zgornji sliki, navedene so pa tudi v enopolni shemi na spodnji levi sliki. GIS stikališče EXK-0 je na trgu že zelo uveljavljeno in velja za enega najkvalitetnejših. Glede na to, da bo sekundarna oprema (računalnik polja, zaščita) tudi od proizvajalca ABB (zaradi združljivosti z RTP Krško ni druge možnosti), kar zagotavlja kompatibilnost med napravami, predstavlja to stikališče nekako najoptimalnejšo rešitev PRENAPETOSTNI ODVODNIK PRENAP. ODVODNIK Slika 21: enopolna shema 110kV stikališča z označenimi področji zaprtimi z SF6 plinom in dejansko postavitvijo objekta v prostoru Poročilo praktičnega izobraževanja stran 24

25 Zamenjava sekundarne opreme Pri izbiri nove sekundarne opreme manevrskega prostora ni, saj je zaradi zagotavljanja kompatibilnosti z opremo v RTP Krško edino možno izbrati računalnik polja in (diferenčno) zaščito od proizvajalca ABB. Predhodno so v obstoječi omari s sekundarno opremo v hišici RH3, ti dve napravi serije 500, ker je pa na voljo že modernejša izvedba računalnika polja z novimi komunikacijskimi zmožnostmi, se izbere za računalnik polja naprava REC670, za diferenčno zaščito pa smo zaradi združitve z opremo v RTP Krško primorani uporabiti stari tip REL551 (čeprav je na voljo nov diferenčni rele RED670). Če bi izbrali nov diferenčni zaščitni rele RED670, bi le tega morali vgraditi tudi v RTP Krško, kar investicijo poveča (razen če ELES financira investicijo v RTP Krško) pridobimo pa praktično nič. Izbira novejšega računalnika polja pa je smiselna še toliko bolj, saj v ceni med novim in starim modelom praktično ni razlike, ima pa novi model več komunikacijskih zmogljivosti. Računalnik polja REC670 je prikazan na spodnji levi sliki. Slika 22: računalnik polja REC670 in števec energije ZMQ202 Nujna komponenta sekundarnega dela je tudi števec energije. Tudi tu ni dileme - izbere se preizkušena formula, ki se uporablja že sedaj, le da se uporabi novejši model, ki ima več komunikacijskih zmožnosti kot obstoječi ZMU202 in zagotavlja združljivost z ELES-ovimi (ELES je že v remontu 2007 zamenjal števce ZMU202 z ZMQ202 zaenkrat samo na poljih ZG1 in ZG2). Gre za digitalni števec energije ZMQ202 od proizvajalca Landis & Gyr, ki je prikazan na zgornji desni sliki. Poleg treh glavnih komponent, je v omari še nekaj malega pomožnih (releji, optični delilnik,...). Te naprave so dodane po potrebi v času projektiranja. Pri izgradnji omare (oz. celega sistema) je zelo pomembna tudi zagotovitev povezave z zaščitnim relejem od transformatorja T3. Če bo delovala zaščita od T3, bo moral odklopnik od novega 110 kv polja seveda to zaznati. Napetostni nivo, ki ga za delovanje potrebujejo naprave, ki bodo v tej omari, je po predhodno določenih podatkih eden in sicer DC 220V. To napetost lahko zagotovimo iz DC 220V baterije v stikališču ali pa iz DC 220V baterije v NEK. Končna izbira je spet vezana na lokacijo primarnega dela stikališča. V primeru lokacije primarnega dela pred transformatorjem T3 in sekundarnega dela v DEH prostoru je smiselno izbrati DC 220V baterijo v NEK. V primeru gradnje nove hišice in postavitve primarne in posledično sekundarne opreme vanjo, pa se DC 220V zagotovi iz DC 220V baterije, ki se nahaja v pomožnem objektu v stikališču in to na enak način kot je napajana oprema v obstoječih relejnih hišicah (zanka). Poročilo praktičnega izobraževanja stran 25

26 Posodobitev načina upravljanja 110 kv polja iz kontrolne sobe Možne so tri rešitve kar zadeva načina upravljanja s stikališčem lastne rabe. Lahko se odločimo za ohranitev obstoječega načina upravljanja preko stikal in mimike na panelu, druga rešitev je upravljanje izključno preko SCADA vmesnika in tretja možnost je upravljanje preko panela in/ali preko SCADA vmesnika. Poleg možnih sprememb HMI-ja pa se malo modificira tudi PIS, četudi se zasnova sicer ne spremeni. Če ohranimo klasičen način upravljanja, v kontrolno sobo s to modifikacijo drastično ne posegamo, saj filozofija ostaja enaka. Zamenjati pa bi bilo potrebno obstoječa stikala za manipuliranje z odklopnikom/ločilkami s standardnimi stikali W2, prestaviti in zamenjati bi bilo potrebno»alarm board«s standardnim (Beta) in prestaviti/zamenjati bi bilo potrebno indikatorje. Na tak način bi se kasneje uredilo tudi upravljanje z novima 400 kv transformatorskima poljema. Na spodnji sliki je prikazano predvideno končno stanje panela. Stikališče T3 ALARMI T3 trafo in stikališče Stikališče TR1 ALARMI trafo polje 1 Stikališče TR2 ALARMI trafo polje 2 INDIKACIJE INDKACIJE INDKACIJE STIKALA ZA UPRAVLJANJE STIKALA ZA UPRAV- LJANJE STIKALA ZA UPRAV- LJANJE 1. FAZA Stikala, indikatorji in alarmi od polj ZG1, ZG2 in MB se lahko odstranijo takoj, saj z njimi NEK ne upravlja! 2. FAZA Slika 23: končno stanje panela Blok shema celotne filozofije upravljanja s 110 kv stikališčem pa je prikazana na spodnji sliki. Enaka blok shema bi bila potem tudi za novi transformatorski polji. Primarna oprema 110kV STIKALIŠČA BAKRENA POVEZAVA RAČUNALNIK POLJA BAKRENA POVEZAVA MCR Panel Slika 24: blok shema upravljanja 110 kv polja V prid ohranitvi obstoječega stanja govori dejstvo, da po jedrskih elektrarnah v ZDA tudi ne uvajajo novih načinov upravljanja (SCADA), čeprav počasi menjujejo primarno opremo, kar se bo storilo tudi v NEK-u. Poleg tega je klasičen način upravljanja še vedno zelo zanesljiv, s SCADA-o pa tudi ne pridobimo nobenih dodatnih funkcionalnih zmogljivosti, poleg je pa tudi cenovno gledano ohranitev obstoječega načina upravljanja tudi najcenejša. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 26

27 Predvidena organizacija za izvedbo investicije Modifikacija 614-SY-L je izvedena na podlagi več delnih pogodb z različnimi tujimi in domačimi izvajalci. Tako je za izvedbo dokumentacije zadolžen IBE d.d., za dobavo in montažo 110 kv stikalnega bloka je zadolžen ABB d.o.o., za dobavo in polaganje 110 kv kabla je zadolžena Dalekovod Zagreb, za izgradnjo zgradbe in izkop trase 110 kv kabla je zadolžen Gradis in za kompletno izvedbo sekundarnega dela je zadolžen Elmont Krško. Zaradi specifike del strojne opreme nabavlja NEK neposredno od proizvajalcev (nizkonapetostni kabli, oprema v omari vodenja, alarmni panel v kontrolni sobi, upravljalska stikala, signalizacijske svetilke). V NEK projektnem timu je predvideno 8 inženirjev in nabavna referentka, ki pokrivajo koordinacijo specifičnih faz v projektu. Za pregled projektnih vhodnih podatkov, analiz in kalkulacij, vrednotenje rezultatov testiranj in prevzemanje opreme mora NEK po potrebi najeti zunanje strokovne sodelavce zaradi poznavanja specifične tehnologije. 5. SKLEP Ob zaključku praktičnega dela v nuklearni elektrarni Krško, v službi inženiringa projektnih sprememb, sem prišel do zaključka da je nuklearni objekt povsem nekaj drugega, kot vsi ostali industrijski objekti. Kajti princip ostalih industrijskih objektov, je da se enkrat v celoti zgradijo, ter nato odslužijo svojo življenjsko dobo. Princip objektov nuklearne elektrarne pa je da se vedno znova posamezni sklopi posodabljajo, pri čemer je osnovno načelo jedrska varnost, poleg pa se teži k temu da bi bila nuklearna elektrarne čim kvalitetnejša, kajti s tem se lahko poveča tudi njena življenjska doba (kar preverjajo neodvisne svetovne institucije). V nuklearni elektrarni je zato sprejeto vrsto varnostnih ukrepov. Za večino postopkov so spisani posebni algoritmi, ki nas vodijo k pravilnemu izvajanju posameznih del. V nuklearni elektrarni Krško, pa se srečujemo še z eno posebnostjo, ki je ravno nasprotujoča, glede na ostale industrijske objekte v Sloveniji. Zaradi povsem drugačnih načel, ki se jih držimo v objektih z radioaktivnem gorivom, se večino zadev želi poenotiti z ostalimi objekti z radioaktivnim gorivom po svetu. Na podlagi tega se veliko elektrarn gradi na podoben preizkušen princip, kot zanimivost imamo v Braziliji skoraj identično kopijo nuklearne elektrarne Krško imenovano Angra 1. To pa se z pridom uporablja pri izmenjavi mnenj, za kar skrbijo razne svetovne organizacije, ki povezujejo elektrarne med sabo. Vse skupaj pa nas privede do tega, da je primarni jezik tu angleščina, ter da se za večino standardov uporablja angloameriški princip standardizacije. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 27

28 6. VIRI [1] NEK, J.Cerjak, Projektna dokumentacija NEK, leto 2001 [2] EIMV, J.Sterniša, Standardizacija v električnih načrtih, leto 1992 [3] NEK, Inženiring, oddelek projektnih sprememb, interna dokumentacija Modifikacija 614-SY-L, D. Skrivalnik, Prestavitev polja lastne rabe 110kV Tehnološki načrti (Drawings) [4] Izobraževalni center za jedrsko tehnologijo Milana Čopiča, Ljubljana, Osnove tehnologije jedrskih elektrarn, Sistemi in obratovanje, leto 2001 [5] Internet Lokalna mreža nuklearne elektrarne Krško IntraNEK Javna spletna stran nuklearne elektrarne Krško Javna spletna stran podjetja ABB Poročilo praktičnega izobraževanja stran 28

29 7. PRILOGE Pod priloge sem strnil dokumentacijo, ki sem jo ustvaril za branje, ter lažje razumevanje tehnoloških risb v nuklearni elektrarni Krško. Z naslovom: Seznanitev s procesom osnovnega projektiranja. Slika 25: naslovna stran lastne dokumentacije 7.1. PRILOGA: Seznanitev s elementarnimi električni diagrami Uvod v grafične simbole V večini tehničnih smereh se najlažje sporazumevamo in razumevamo simbolično. Zato se tudi v elektrotehniki sporazumevamo najlažje z grafičnimi simboli. Grafični simboli komponent omogočajo projektantu s preprostimi znaki narisati pregledne in jasne sheme postrojenj in naprav. Tako obstajajo simboli za električne naprave, toplotna energetska postrojenja, instrumentacijske povezave in tokokroge, kemijska postrojenja in drugo. Simboli v nuklearni elektrarni Krško, so razdeljeni v dve skupini: Strojniški simboli za posamezne komponente in oznake vodov Elektro-instrumentacijski simboli za posamezne komponente, merilna mesta, prenos signalov in logična obdelava le-teh. Grafične simbole lahko narišemo v shemo v katerikoli legi, kakor pač najbolje ustreza poteku tehnoloških tokov sheme. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 29

30 Elektro-instrumentacijski simboli Ta skupina simbolov označuje elemente, ki merijo temperaturo, tlak, pretok tekočin, nivoje tekočin v rezervoarjih in fizikalno kemične parametre, kot so prevodnost, ph, ter radioaktivnost. Med njimi so tudi simboli električnega napajanja, detektorji meritve, prenosniki signalov indikatorji, zapisovalniki, opozorilni elementi, alarmi in podobno. V varovanem sistemu reaktorja se uporabljajo logična vezja. V te vodimo signale iz prenosnikov, kot so prenosnik signala tlaka, temperature, nivoja in podobno, v digitalni ali analogni obliki. Tako poznamo simbole krmilnih elementov v diagramih: Tipkala (pushbuttons), tipkala morajo imeti trenutne (momentary) ali trajne (maintain) kontakte, kadar tipkalo aktiviramo. Ročno preklopno ali izbirno stikalo(selector switch), (funkc. št. 43) preklopi krmilni tokokrog in spreminja način obratovanja določene naprave, s tem da vključi ali izključi kontakte pri rotaciji v novi položaj. Solenoidi (s kratico S) so elektromehanske naprave, ki proivedejo mehansko gibanje, kadar je tuljava vzbujena (energized) ali nevzbujena (de-energized). Proizvedeno mehansko gibanje lahko aktivira ventil, kontaktor ali rele. Kontakti relejev ali kontaktorjev so lahko normalno odprti ali normalno zaprti. Kontakt je v normalni poziciji (zaprt ali odprt), kadar tokogrog ni vzbujen ozirmoma kadr ni toka (circuiz de-energized) v ustrezni napravi. Razni primeri delovnih tuljav in komponent (operating coils). Kontaktorjeva tuljava je v shemi označena s simbolom in kratico CC (contactor coil) Krmilni ali pomožni rele (auxiliary or control relay) je majhen kontaktor v krmilnem tokokrogu, ki podpira delovanje drugega releja ali druge naprave. Uporablja se tudi za multiplikacijo kontaktorjev. Rele/stikalo kontrolnega zapaha (latch check switch, LCS) zapne z zaskočko napeto vzmet odklopnika. Ko zapremo komandno stikalo CS/c (control switch to close) steče v krmlnem tokokrogu tok skozi tuljavo za proženje vzmeti (spring release coil, SR), napeta vzemt se sprsti in odklopnik se vključi v glavni tokokrog. Stikalo kontrolnega zapaha drži napravo v izključenem stanju (out of service). Pri odklopnikih so tuljave za sprostitev vzmeti označene kot vkop. oz. izklopne tuljave in so označene v shemi kot sledi: vkl. tulj. (closing coil, CC), izkl. tulj.(trip coil, TC) Krmilna nadzorna stikala (control monitoring switches) imajo kontakte, ki so odvisni od procesne instrumentacije in nadzirajo razne veličine, kot na primer tlak, temperaturo, pretok, itd. Simboli takih stikal so kontakti s kratico poleg simbola. Položaji komandnih stikal (control switches, CS) so v elementarnem diagramu prikazani v obliki tabele. Navedene so številke kotaktov in položajna stikala, pri katerih so kontakti sklenjeni. Tip stikala je prav tako označen, na primer»stop- AVTO-START«, ali»trip-close«in podobno. Vsak kontakt stikala je prav tako označen kot»uporabljen (used)«ali»rezervni (spare)«pri odklopnikih ločimo med notranjo (internal) in zunanjo (external) shemo. Notranja shema prikazuje električne povezave vklopnega in izklopnega mehanizma (close and trip mechanism, običajno vzmet), tokokrog za preprečitev črpalnega delovanja (antipump circuit), tokokrog za napenjanje vzmeti (spring-charging circuit) pri odklopniku z motornim napenjanjem vzmeti. Zunanja shema vkločuje daljinski vklop, izklop (trip) in zunanjo indikacijo odklopnika. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 30

31 Prikazani so tudi logični elementi, kot so funkcije»in«,»ali«,»ne«,»2/3 IN«,»2/4 IN«, nastavljivi časovni rele in spominska enota.»in«(and) funkcija je logični element, ki generira logični izstopni signal samo takrat, ko so prisotni vsi vstopni logični signali.»ali«(or) funkcija je logični element, ki generira logični izstopni signal kadarkoli je prisoten vsaj eden in katerikoli logični vstopni signal.»ne«(not) funkcija je logični element, ki generira izstopni logični signal samo takrat, ko ni vstopnega signala oz. obratno.»2/4 IN«(2/4 AND) funkcija je logični element, ki generira izstopni logični signal takrat, kadar sta prisotna katerakoli dva vstopna logična signala od možnih štirih. Nastavljivi časovni rele je element pri katerem lahko nastavljamo čas zakasnitve generiranega izhodnega logičnega signala glede na vstopni signal. Spominska enota je logični element, ki zadrži v spominu vrednost izstopnega signala glede na vstopni signal in neodvisno od izgub napajanja elementa Označevanje naprav in kontaktov v elementarnih diagramih V elementarnem diagramu so električne naprave vključno s primarnimi in pomožnimi kontakti identificirane ter dana je njihova lokacija. Identifikacija je prikazana desno ali nad napravo oz. kontaktom. Lokacija je podana pod horizontalno črto. Če se naprava ali kontakt nahaja v drugem diagramu, je to označeno v oklepaju pod črto lokacije. V krmilnih tokokrogih so nameščena razna stikala z različnimi funkcijami: Pozicijsko stikalo s funkcijsko številko 33 sklene ali odpira svoj kontakt, ko glavna naprava doseže dano pozicijo. Končno stikalo (limit switch) ima črkovno oznako LS je pozicijsko stikalo, čigar kontakti so odvisni od položaja gibalnega mehanizma (vzmet) ali stebla ventila. Zapahnilno ali blokirno stikalo ima oznako LC ali LCS (latched-in check switch) sklene kontakt, ko je vzemt napeta in odklopnik odprt. Zapiralni rele (checking or interlocking relay) s funkcijsko številko 3 deluje v odvisnosti od položaja drugih delov opreme ali v odvisnostti od vnaprej določenih pogojev in dopušča zaporedje operacij ali povzroči zaustavitev. Z oznako SR je v krmilnem tokokrogu označena vklopna tuljava za proženje vzmeti (spring release coil). R rdeča lučka (red light) opozori na vključeno stanje naprave G zelena lučka (green light) opozarja na izključeno stanje naprave V električnih shemah se po ameriškem standardu označujejo naprave s funkcijskimi številkami (device function number). Kompletna lista funkcijskih številk je podana v dodatnih prilogah (Funkcijske številke naprav po ameriških standardih). Za boljšo identifikacijo naprave so funkcijskim številkam dodane še 1 ali 2 veliki črki, ki so podane v spodnji preglednici. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 31

32 Na pomožnih napravah C Zapiralni rele ali kontaktor (closing relay or contactor) CS Komandno stikalo (control switch) PB Tipkalo (pushbutton) Na električne ali fizikalne parametre, ki aktivirajo funkcijo naprave, ista črka more imeti več pomenov A Zrak, amperji, izmenični (air amperes, alternating) C Tok (current) D Enosmerni ali izstopni (direct or discharge) F Frekvenca, pretok, okvara (frequency, flow, fault) P Moč, tlak (power, pressure) T Temperatura V Napetost ali vakuum (voltage, vacuum) Dodatne črke se lahko nanašajo na glavno napravo A Alarm ali pomožna energija B Baterija, ventilator, zbiralnica (battery, blower, bus) C Kondenzator ali kompresor (capacitor or compressor) DC Enosmerni tok (direct current) BL Blokirni ventil (block valve) CH Protipovratni ventil (check valve) T Transformator TH VN stran transformatorja TL NN stran transformatorja (transformer low voltage side) Dodatne črke se nanašajo na del glavne naprave razen pomožnih kontaktov, pozicijskih, končnih in momentnih stikal C Tuljava ali kondenzator CC Vklopna tuljava (closing coil) S Solenoid SI Paralelna veja (seal-in) V Ventil (valve) TC Izklopna tulava Črki X ib Y sta označbi pomožnih relejev za krmiljenje odklopnikov (s funkcijsko številko 52) X Rele zapira kontakt v krmilnem tokokrogu in vzbudi tuljavo (closing coil) ali sprosti napeto vzmet Y Rele preprečuje»črpalno«delovanje odklopnika (anti-pumping device). Preglednica 1: dodatne pomožne črke funkcijskim številkam Poročilo praktičnega izobraževanja stran 32

33 Končna stikala ventilov Pri pomožnih, pozicijskih, mejnih stikalih in ventilih imamo poleg označb s črkama»a«in»b«še dodatno črko, ki pove, v kateri točki gibanja ventila kontakt spremeni položaj. Operacija končnega stikala ventila je definirana z dvema črkama. Prva črka pove, če je kontakt pri referentni poziciji odprt (a) ali zaprt (b). Druga črka pove, kdaj kontakt spremeni pozicijo pri ali blizu Zaprtega položaja ventila (c) (cosed valve position) Odprtega položaja ventila (o) (open valve position) Pri določenem procentu polno odprtega ventila (% of full open) Pri odklopnikih zapahnilno stikalo LC (latch check switch) blokira vzvodje pogonskega mehanizma po odpiralni operaciji odklopnika kontakt LC je zaprt. Splošno velja: a - kontakt je za pomožna, pozicijska in končna stikala vedno odprt, oziroma je tokovno izključena (non operated or energized position) b kontakt je zaprt, kadar je glavna naprava v odprti poziciji ali brez toka S črko»ls«označujemo končno stikalo (limit switch). To je pozicijsko stikalo, ki ga aktivira glavna naprava, na primer reostat ali ventil, ko ta doseže, ali je blizu svojega ekstremnega položaja pomika. Končno stikalo ima funkcijo, da odpre tokokrog pogonskega motorja, ko je glavna naprava (main device) na kraju svojega gibanja, ali pa daje indikacijo, da je glavna naprava dosegla ekstremno pozicijo. Ventili s pnevmatičnem pogonom imajo navadno končno stikalo montirano na ventilu tako podaljšek ventilskega stebra aktivira vzvod na stikalu. Pri ventilih z motornim pogonom je mejno stikalo v notranjost ohišja z zobniškim predležajem. Na el. diagramu je napisana oznaka (Valve shown closed) ali (Valve shown open). Ventili z motornim obratovanjem imajo dodatno še momentna stikala (torque limit switches), ki izključijo motor tik pred ekstremnim položajem giba ventila in s tem preprečijo preobremen. ventilskega sedeža in vretena (valve seating and valve stem) V elementarnem diagramu so običajne naslednje oznake: tgc momentno stikalo odpira, da zaustavi zapiranje (closing) ventila tgo momentno stikalo odpira, da zaustavi odpiranje (opening)ventila Solenoidi so elektromagnetni pilotni ventili s funkcijsko oznako 20 in črkovno oznako S, ki dovajajo krmilni zrak k membranskim ventilom (diaphgram valves). Z ozirom na število vratic so dvokrake ali trokrake izvedbe (two or tree - way). Končna stikala solenoidnih ventilov so v diagramu prikazana v poziciji, ko elektromagnet ni vzbujen in ni dovoda zraka (ventil v zaprtem položaju). Pomožni releji (auxiliary relays) se uporabljajo za pomnožitev (multiplikacijo) kontaktov, kadar gre za kontakte s časovno zakasnitvijo, ali kadar je treba več kontaktov z ozirom na tokovno obremenitev. V elementarnem diagramu so prikazani vsi uporabljeni kontakti, rezervni pa imajo oznako»spare«. Proizvajalec in tip releja je naveden na levi strani relejne tuljave, desno so navedeni tipi kontaktov in časovna zakasnitev, kadar gre za rele s časovno zakasnitvijo, ki ima funkcijsko številko 2 (time delay starting or closing relay). Pomen posameznih oznak: INST trenutni kontakt (brez časovne zakasntve) TDC zakasnitev pri vhodu (time delay to close) TDO zakasnitev pri izklopu (time delay to open) Poročilo praktičnega izobraževanja stran 33

34 Releji v elementarnih diagramih Ameriški standard ASA C37.1 definira releje v energetskih postrojih kot naprave, v katerih se pojavijo nagle spremembe v krmilnih tokokrogih, kadar se merjenje veličine spreminjajo na predpisan način. Standard deli releje na naslednji način: Pomožni rele Odpira in zapira tokokrog in s tem podpira izvršilne funkcije drugega releja ali kakšne druge funkcije. Zaščitni rele Deluje tako, da odkriva vodnike ali naprave v okvari, ali nezaželene ali nevarne okoliščine ter sproži stikalo operacijo ali opozorilo. Regulacijski rele Deluje pri odstopanju neke veličine od vnaprej določenih meja ter z dodatnimi napravami to veličino pripelje v predpisane meje. Verifikacijski rele Verificira pogoje sistema z ozirom na predpisane meje in ne sproži stikalne operacije. Slika 26: primer regulacijskega releja v povezavi s temperaturo Z ozirom na posamezne dele električnega sistema poznamo naslednje zaščite: Zaščita generatorja ali bloka genarator-transformatorji Zaščita transformatorjev Zaščita zbiralnic (bus protection) Zaščita daljnovodov (transmission lines protection) Zaščita motorjev Ker relejna zaščita lahko odpove in ne izvrši izklopa, obstaja še rezervna ali podporna zaščita (back-up protection), ki zagotavlja večjo zanesljivost. Splošno releji merijo določeno električno veličino in ko ta doseže vnaprej predpisano nastavitveno vrednost, se sklene kontakt preko katerega steče tok v izklopno tuljavo (trip coil, TC). Izklopna tuljava sprosti mehanizem izklopne naprave in izključi napravo, ki je ogrožena zaradi okvare, na primer vključeni odklopnik odpre svoje glavne kontakte ali odprti ventil zapira pretok sredstva. Poročilo praktičnega izobraževanja stran 34