Источник: "Новотест"
Команды профильных технических комитетов Международной электротехнической комиссии (International Electrical Commission; IEC; МЭК) поделились сведениями о свежих проектах в сфере стандартизации, касающихся энергетического сектора. Представленная ниже информация касается соответствующих стандартов МЭК, посвященных безопасности и эффективности АЭС и ГЭС.
Обновленный стандарт МЭК 61452 для измерения радиационного излучения
Определение наличия радиоактивного загрязнения в образце почвы рядом с атомной электростанцией, обеспечение правильной дозировки в медицинской лучевой терапии, обнаружение незаконного оборота радиоактивных материалов – вот лишь несколько примеров использования германиевых детекторов для измерения уровней излучения.
Стремясь обеспечить надлежащую эффективность подобных устройств, специалисты МЭК недавно опубликовали новое издание стандарта МЭК 61452 "Контрольно-измерительные приборы ядерной техники - Измерение активности или интенсивности излучения радионуклидов, испускающих гамма-излучение - Калибровка и использование спектрометров на основе германия".
Документ определяет методы калибровки и использования спектрометров на основе германия, измеряющих энергию фотонов и интенсивность излучения, а также рассчитывающих активность радионуклидов на основе произведенных измерений.
Стандарт МЭК 61452 позволяет создать инфраструктуру для калибровки и использования германиевых полупроводниковых детекторов, обеспечивая унифицированный подход к оценке эксплуатационных характеристик и, в конечном итоге, повышая качество и точность измерительных систем.
Типичный спектрометр гамма-излучения, охватываемый стандартом МЭК 61452, состоит из германиевого детектора, блока механического охлаждения с жидким азотом / криостатом, предусилителя и устройства считывания данных, связанных с аналоговыми / цифровыми электронными модулями, отвечающими за обработку сигналов (преобразование и хранение). Дополнительно детектор часто комплектуется системой экранирования, позволяющей минимизировать возможное негативное влияние фонового излучения.
Взаимодействие фотонов (рентгеновского и гамма-излучения) в кристалле германия передает энергию электронам. Энергия последних высвобождается за счет создания электронно-дырочных пар. Подобные электроны и дырки собираются для создания импульса, амплитуда которого пропорциональна энергии, вложенной в активный объем кристалла германия.
Соответствующие импульсы усиливаются, формируются и сортируются в соответствии с высотой каждого конкретного импульса для создания гистограммы, показывающей зависимость между уровнем энергии и количеством фотонов, поглощенных детектором.
После сбора достаточного количества информации об импульсах на гистограмме отобразится спектр с одним / несколькими пиками, соответствующими фотонам, передавшим всю энергию детектору. Измерение интенсивности излучения используется для определения активности радионуклидов в данном образце.
Для обеспечения надлежащего функционирования и калибровки спектрометров на основе германия стандарт МЭК 61452 определяет следующие важные моменты:
- Эксплуатационные испытания для проверки работоспособности спектрометра в допустимых пределах;
- Методы измерения и коррекции нарастания импульсов;
- Методы проверки результатов спектрального анализа на предмет критических ошибок, возникающих в результате суммирования истинных совпадений каскадных гамма-лучей в детекторе.
Стандарт дополнительно содержит предложения по созданию библиотек данных для упрощения идентификации радионуклидов, корректировки распада и преобразования интенсивности гамма-излучения в коэффициенты уменьшения уровня радиации. Предыдущая версия стандарта МЭК 61452 опубликована в 1995 году.
Актуальные стандарты МЭК на гидроэнергетику
В июне 2021 года специалисты Международного энергетического агентства (International Energy Agency IEA; МЭА) опубликовали первый в истории организации отчет о рынке гидроэнергетики. Авторы документа освещают экономические и политические условия развития гидроэнергетики, рассматривают проблемы, стоящие перед сектором, предлагая рекомендации по ускорению роста и поддержанию существующей инфраструктуры.
В отчете представлены прогнозы на десятилетний период относительно расширения генерирующих мощностей и уровня выработки электроэнергий, охватывающие ГЭС на базе водохранилищ, русловых гидроэлектростанций и гидроаккумулирующих резервуаров по всему миру.
Согласно отчету, в 2020 году гидроэнергетика обеспечивала 17% мирового производства электроэнергии, став третьим по величине источником электричества после угля и природного газа. За период с начала 21 века общая мощность мировых гидроэнергетических объектов выросла на 70%. Но доля ГЭС в общемировой выработке электричества оставалась стабильной вследствие роста ветровой и солнечной энергетики, использования угля и природного газа.
Гидроэнергетика считается экспертами отличным вариантом для использования в тандеме с электроэнергетическими системами на базе солнечных и ветровых ферм, выработка электричества с помощью которых способна варьироваться в широких пределах в зависимости от ряда факторов, включая погоду и время суток. ГЭС позволяют нивелировать соответствующие перепады при выработке электричества.
В странах с развивающейся экономикой гидроэнергетика стала экономичным способом расширения доступа к электроэнергии. Однако в государствах с развитой экономикой доля гидроэнергетики в общем производстве электроэнергии снижается, а существующие гидроэлектростанции стареют. Среднестатистической гидроэлектростанции в Северной Америке сегодня почти 50 лет, а в Европе - 45 лет. Подобные установки необходимо модернизировать, чтобы обеспечить устойчивый вклад в обеспечение электроснабжения в ближайшие десятилетия.
Технический комитет МЭК / ТК 4 публикует большое количество стандартов, касающихся безопасности и эффективности гидротурбин. Эксперты организации сходятся во мнении о важности обновления оборудования, эксплуатировавшегося десятилетиями, путем замены деталей с использованием новейших технологий, включая, например, турбины, работающие с переменной скоростью.
Изменение климата и ухудшение состояния окружающей среды привели к сокращению притока воды на некоторых гидроэлектростанциях и к снижению уровней водохранилищ. Ряд ГЭС сталкивается со снижением напора воды и эффективности преобразования механической энергии в электричество в гидротурбинах. Турбины с регулируемой частотой вращения способны стать наиболее энергоэффективным решением в подобной ситуации, опираясь на датчики, контролирующие микропроцессоры и пакеты специализированного программного обеспечения.
Среди множества стандартов, опубликованных вышеназванным техническим комитетом, выделяется серия МЭК 63132 "Руководство по процедурам установки гидроэлектрических машин и соответствующим допускам". Данная серия предоставляет руководство по процедурам проектирования и монтажа оборудования для ГЭС. Соответствующие стандарты крайне полезны странам, желающим установить новые гидроэлектростанции, не имея опыта в области гидроэнергетики.
ТК недавно опубликовал второе издание стандарта МЭК 60545 "Руководство по вводу в эксплуатацию, эксплуатации и техническому обслуживанию гидротурбин", первоначально представленного в 1976 году. Цель документа - установить подходящие процедуры для ввода в эксплуатацию и последующей эксплуатации гидравлических машин и связанного с ними оборудования. Технический комитет также работает над обновлением нескольких важных стандартов, включая следующие:
- МЭК 60609-1 "Гидротурбины, насосы гидроаккумулирующих ГЭС и турбонасосные агрегаты - Оценка точечной кавитационной эрозии - Часть 1: Оценка реактивных (напорноструйных) гидротурбин, насосов гидроаккумулирующих ГЭС и турбонасосных агрегатов".
- МЭК 60609-2 "Оценка точечной кавитационной эрозии в гидравлических турбинах, насосах гидроаккумулирующих ГЭС и турбонасосных агрегатах - Часть 2: Оценка ковшовых гидротурбин (турбин Пельтона)".
Данные документы, как следует из названий, посвящены оценке точечной кавитационной эрозии, разрушающей лопастные элементы гидротурбин. Специалисты ТК также готовят новый стандарт с техническими спецификациями, касающимися усталостных характеристик рабочих колес гидротурбин. Данный стандарт позволит добиться максимизации срока службы соответствующих компонентов ГЭС.