umwelt-online: KTA 3504 - Elektrische Antriebe des Sicherheitssystems in Kernkraftwerken (2)

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10.3 Praktische Prüfung

10.3.1 Allgemeine Anforderungen

(1) Es gelten die grundsätzlichen Anforderungen für Typprüfungen elektrischer Antriebe des Sicherheitssystems nach Abschnitt 9.

(2) Für die Antriebsmotoren von Stellantrieben sind die Erwärmungsprobe nach DIN EN 60.034-1 Abschnitt 7 und die Wicklungsprüfung nach DIN EN 60.034-1 Abschnitt 8 nachzuweisen. Zusätzlich zu diesen Prüfungen sind für die Antriebsmotoren

1. die Prüfung des minimalen Anzugsmomentes bei der niedrigsten spezifizierten Klemmenspannung und bei der maximal zulässigen Wicklungstemperatur und
2. die Prüfung des maximalen Drehmomentes bei der höchsten spezifizierten Klemmenspannung und einer Wicklungstemperatur von 25 °C

nachzuweisen.

(3) Für eine Baureihe von Stellantrieben sind Typprüfungen nach Ablaufschema entsprechend Bild 10-1 in folgendem Umfang durchzuführen:

1. Zum Nachweis der Lebensdauer ist grundsätzlich eine Typprüfung, bestehend aus der Vorbeanspruchung nach Abschnitt 10.3.4 und der Prüfung der mechanischen Lebensdauer nach Abschnitt 10.3.5 durchzuführen. Diese Typprüfung darf entfallen, wenn der Nachweis der Lebensdauer durch Betriebsbewährung erbracht wird.
2. Soweit für eine Baureihe von Stellantrieben Schwingfestigkeit verlangt wird und ein experimenteller Nachweis erforderlich ist, ist eine Typprüfung zum Nachweis der Schwingfestigkeit, bestehend aus der Vorbeanspruchung nach Abschnitt 10.3.4 und der Prüfung der Schwingfestigkeit nach Abschnitt 10.3.6 durchzuführen.
3. Soweit für eine Baureihe von Stellantrieben Störfallfestigkeit verlangt wird, ist eine Typprüfung zum Nachweis der Störfallfestigkeit, bestehend aus der Vorbeanspruchung nach Abschnitt 10:3.4 und der Prüfung der Störfallfestigkeit nach Abschnitt 10.3.7 durchzuführen.

(4) Bei den Typprüfungen ist die in Bild 10-1 dargestellte Reihenfolge der Prüfschritte einzuhalten, wobei jeder Prüfling nur einer der Prüfungen nach Absatz 3 a) bis c) ausgesetzt werden muss. Werden am gleichen Prüfling mehr als eine der Prüfungen nach Absatz 3 a) bis c) durchgeführt, muss die Vorbeanspruchung nach Abschnitt 10.3.4 nur einmal bei der ersten der Prüfungen erfolgen.

(5) Vor und nach jedem Prüfschritt ist eine Zwischenprüfung durchzuführen. Hierbei ist eine Sichtprüfung der Prüflinge vorzunehmen und die Funktionsfähigkeit soll durch ein Lastspiel nach Bild 10-4 ohne Nachbildung von Drehmomentüberhöhungen festgestellt werden. Dieses Lastspiel soll bei 100 % Bemessungsspannung durchgeführt werden. Vor jedem Prüfschritt ist eine Kontrolle der Prüfeinrichtung durchzuführen.

10.3.2 Auswahl der Prüflinge

(1) Die Auswahl der Prüflinge aus einer Baureihe soll nach den wesentlichen konstruktiven Kennwerten erfolgen. Hierzu gehören:

1. Baugrößen,
2. Drehmomente,
3. Bemessungsdrehzahlen,
4. Baugrößen der Antriebsmotoren,
5. Arten der Schalt- und Meldeeinrichtung,
6. Getriebearten und
7. Werkstoffe im Kraftfluss.

(2) Die Prüflinge sind so auszuwählen, dass hinsichtlich der wesentlichen Kennwerte eine Vergleichbarkeit mit den nicht geprüften typen der Baureihe besteht und der durch die jeweilige Typprüfung nach Abschnitt 10.3.1 Absatz 3 a) oder b) . oder c) am höchsten belastete Stellantrieb enthalten ist.

10.3.3 Fertigung der Prüflinge und Ermittlung der Ausgangsdaten

Die nach Abschnitt 10.3.2 ausgewählten Prüflinge sind der Werksfertigung als Stichproben zu entnehmen. Die nach Abschnitt 14 vorgeschriebenen Werksprüfungen müssen durchgeführt und belegt sein. Als Ausgangsdaten und spätere Vergleichsdaten sind die Ergebnisse der nach Tabelle 14-1 Spalte 6 bei der Werksprüfung abschließend durchzuführenden Prüfungen zu protokollieren.

10.3.4 Vorbeanspruchung

(1) Zur thermischen Vorbeanspruchung der eingesetzten funktionsrelevanten, nichtmetallenen Werkstoffe ist unter Berücksichtigung der spezifizierten Einsatzzeit und der spezifizierten mittleren Umgebungstemperatur eine Beanspruchung mit erhöhter Temperatur vorzunehmen. Für Verschleißteile, die im Rahmen der betrieblichen Wartung erneuert werden (z.B. Dichtungen, Fett) darf eine entsprechende kürzere Einsatzzeit als für den gesamten elektrischen Antrieb zugrunde gelegt werden. Bei der Vorbeanspruchung ist es zulässig, bei einer Temperaturerhöhung um jeweils 10 °C die Vorbeanspruchungszeit zu halbieren (n-Grad-Regel mit n=10). Die Vorbeanspruchungszeit darf auch nach der n-Grad-Regel mit n kleiner als 10 oder der Arrheniusgleichung berechnet werden, wenn die materialabhängige Temperaturkonstante oder die Aktivierungsenergie bekannt sind.

mit

t₁ : spezifizierte Einsatzzeit

t₂ : Prüfzeit, Vorbeanspruchungszeit

T₁ : spezifizierte mittlere Umgebungstemperatur, mit Berücksichtigung des Einflusses von Strahlungswärme und Wärmeleitung

T₂ : Prüftemperatur

Φ : Aktivierungsenergie des Materials

n : materialabhängige Temperaturkonstante

k : Boltzmann-Konstante

(2) Zur mechanischen Vorbeanspruchung eines Prüflings sind Lastspiele bei Bemessungsspannung, normaler Umgebungstemperatur und folgenden Bedingungen durchzuführen: