परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए क्लास 1E ड्राई-टाइप ट्रांसफार्मर

1. क्लास 1E ड्राई-टाइप ट्रांसफार्मर क्या है?

सबसे पहले, "कक्षा 1ई" की मूल अवधारणा को समझना आवश्यक है।

क्लास 1E: यह परमाणु ऊर्जा संयंत्र डिजाइन मानकों (जैसे, अमेरिका में IEEE Std 323 या चीन में GB/T 12727) से व्युत्पन्न एक सुरक्षा वर्गीकरण है। यह उन विद्युत उपकरणों और प्रणालियों को संदर्भित करता है जो रिएक्टर आपातकालीन शटडाउन, कंटेनमेंट आइसोलेशन, रिएक्टर कोर कूलिंग और रेडियोधर्मी सामग्री रिसाव की रोकथाम जैसे प्रमुख सुरक्षा कार्यों को करने के लिए आवश्यक हैं।

शुष्क प्रकार का ट्रांसफार्मर: एक ऐसा ट्रांसफार्मर जिसकी वाइंडिंग इन्सुलेटिंग तेल में डूबी नहीं होती हैं, बल्कि ठोस इन्सुलेटिंग सामग्री (जैसे, एपॉक्सी राल) द्वारा सुरक्षित होती हैं।

अतः, श्रेणी 1E शुष्क प्रकार के ट्रांसफार्मर को इस प्रकार परिभाषित किया गया है: एक शुष्क प्रकार का ट्रांसफार्मर जिसे विशेष रूप से परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सुरक्षा श्रेणी (1E) प्रणालियों को बिजली की आपूर्ति करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह सामान्य परिस्थितियों, दुर्घटना की स्थितियों (जैसे भूकंप, LOCA - शीतलक हानि दुर्घटना) और दुर्घटना के बाद के वातावरण में एक निर्दिष्ट अवधि के लिए विश्वसनीय और निरंतर रूप से कार्य करने में सक्षम होना चाहिए।

सरल शब्दों में कहें तो, यह परमाणु ऊर्जा संयंत्र की सुरक्षा प्रणालियों के लिए "जीवन रेखा ऊर्जा स्रोतों" में से एक है।

1. परमाणु ऊर्जा संयंत्रों को क्लास 1E ट्रांसफार्मर का उपयोग क्यों करना चाहिए?

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सुरक्षा सर्वोच्च प्राथमिकता है। क्लास 1E ट्रांसफार्मर की भूमिका सबसे कठिन परिस्थितियों में भी महत्वपूर्ण सुरक्षा उपकरणों को स्थिर और विश्वसनीय बिजली आपूर्ति प्रदान करना है, जिनमें शामिल हैं:

सुरक्षा संबंधी वितरण प्रणालियाँ

आपातकालीन डीजल जनरेटरों के लिए स्विचगियर

रिएक्टर नियंत्रण और सुरक्षा प्रणालियाँ

आपातकालीन कोर शीतलन प्रणाली (ईसीसीएस) पंपों के लिए मोटर

दुर्घटना के बाद निगरानी प्रणाली

नियंत्रण, वेंटिलेशन और अलगाव प्रणालियाँ

इन प्रणालियों में बिजली की आपूर्ति बाधित होने से विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं। इसलिए, क्लास 1E ट्रांसफार्मर परमाणु ऊर्जा संयंत्र की गहन सुरक्षा रणनीति का एक महत्वपूर्ण तत्व हैं।

1. क्लास 1E ड्राई-टाइप ट्रांसफार्मर के लिए मुख्य आवश्यकताएँ और प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ

क्लास 1E ट्रांसफार्मर मानक औद्योगिक या वाणिज्यिक ड्राई-टाइप ट्रांसफार्मर से काफी भिन्न होते हैं। इनकी मुख्य आवश्यकताएं निम्नलिखित क्षेत्रों में प्रकट होती हैं:

1. सर्वोच्च विश्वसनीयता और पर्यावरणीय योग्यता (K1, K2, K3 उपकरण)

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में क्लास 1E उपकरणों को उन पर्यावरणीय परिस्थितियों की गंभीरता के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है जिनका उन्हें सामना करना पड़ता है। ट्रांसफार्मर भी इसी श्रेणी में आते हैं:

K1 श्रेणी: कंटेनमेंट के अंदर स्थापित। इसे सामान्य परिस्थितियों, भूकंपों (OBE/SSE), और शीतलक रिसाव दुर्घटना (LOCA) के परिणामस्वरूप उत्पन्न उच्च तापमान, उच्च दबाव, उच्च आर्द्रता और रासायनिक छिड़काव वाले वातावरण को सहन करना होगा, और दुर्घटना के बाद भी कार्यशील रहना होगा। यह सबसे सख्त श्रेणी है।

K2 श्रेणी: इसे कंटेनमेंट के अंदर स्थापित किया जाता है, लेकिन इसे केवल सामान्य परिस्थितियों और भूकंपों का सामना करने के लिए ही बनाया जाता है, LOCA वातावरण को इसमें शामिल नहीं किया जाता है।

K3 श्रेणी: इसे सुरक्षा आवरण के बाहर स्थापित किया जाता है, लेकिन यह सुरक्षा संबंधी प्रणाली का हिस्सा है, और इसे सामान्य परिस्थितियों और भूकंपों का सामना करने में सक्षम होना आवश्यक है।

संबंधित प्रमुख प्रौद्योगिकियाँ:

विशेष इन्सुलेशन प्रणाली: इसमें उच्च श्रेणी के, अग्निरोधी, नमीरोधी और विकिरणरोधी इन्सुलेटिंग पदार्थों (जैसे प्रीमियम एपॉक्सी रेज़िन) का उपयोग किया जाता है। उन्नत ढलाई/संक्रमण प्रक्रियाओं (जैसे पतली इन्सुलेशन तकनीक, वैक्यूम प्रेशर संक्रमण) का उपयोग करके रिक्त स्थानों से मुक्त सघन इन्सुलेशन संरचना सुनिश्चित की जाती है, जिसमें आंशिक रिसाव का स्तर अत्यंत कम होता है।

उत्कृष्ट ज्वाला प्रतिरोध (एफ1 श्रेणी): ये सामग्रियां स्वतः बुझने वाली होती हैं और खुली लौ के संपर्क में आने पर भी दहन नहीं करती हैं, जिससे आग का प्रसार रुक जाता है।

मजबूत यांत्रिक क्षमता: ट्रांसफार्मर की संपूर्ण संरचना (वाइंडिंग, फ्रेम आदि सहित) को सुरक्षित भूकंप (एसएसई) के प्रभाव को बिना किसी क्षति के झेलने में सक्षम होना चाहिए, जिससे कार्यात्मक अखंडता सुनिश्चित हो सके। इसकी पुष्टि सटीक परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) और कठोर भूकंपीय योग्यता परीक्षण के माध्यम से की जानी चाहिए।

2. कठोर गुणवत्ता आश्वासन और प्रमाणन

परमाणु गुणवत्ता आश्वासन कार्यक्रम: संपूर्ण जीवनचक्र—डिजाइन, सामग्री खरीद, विनिर्माण, परीक्षण से लेकर वितरण तक—को परमाणु गुणवत्ता आश्वासन कार्यक्रम (आमतौर पर HAF 003 या 10 CFR 50 परिशिष्ट B पर आधारित) का पालन करना चाहिए, जो पूर्ण प्रक्रिया नियंत्रण और पता लगाने की क्षमता सुनिश्चित करता है।

योग्यता एवं प्रमाणीकरण: ट्रांसफार्मर को राष्ट्रीय परमाणु सुरक्षा नियामक निकाय (जैसे चीन में NNSA) द्वारा मान्यता प्राप्त एजेंसी द्वारा आयोजित टाइप परीक्षण और भूकंपीय योग्यता परीक्षण उत्तीर्ण करना आवश्यक है ताकि यह प्रदर्शित किया जा सके कि यह क्लास 1E मानकों का अनुपालन करता है। यही इसे बाजार में प्रवेश करने का "लाइसेंस" प्रदान करता है।

3. विशिष्ट प्रदर्शन डिजाइन और परीक्षण

विकिरण से होने वाली उम्र बढ़ने की प्रतिरोधक क्षमता: विशेष रूप से K1 श्रेणी के ट्रांसफार्मरों के लिए, इन्सुलेशन सामग्री और संरचनात्मक घटकों का मूल्यांकन यह सुनिश्चित करने के लिए किया जाना चाहिए कि उनके जीवनकाल में अपेक्षित विकिरण खुराक के तहत प्रदर्शन में कोई महत्वपूर्ण गिरावट न हो।

कठोर नियमित और प्रकार परीक्षण: मानक परीक्षणों (अनुपात, प्रतिरोध, नो-लोड/लोड हानि, परावैद्युत, ध्वनि स्तर, आदि) के अलावा, विशेष परीक्षण अनिवार्य हैं, जैसे कि:

आंशिक निर्वहन मापन: आवश्यकताएँ असाधारण रूप से सख्त हैं, आमतौर पर दीर्घकालिक इन्सुलेशन विश्वसनीयता सुनिश्चित करने के लिए 5-10 पीसी से नीचे के स्तर की आवश्यकता होती है।

आवेग वोल्टेज परीक्षण (बिजली और स्विचिंग आवेग)।