Sicherheitsfunktion im Nuklearbereich: 6 Kriterien für die Auswahl Ihres qualifizierten Drucksensors

Die Gewährleistung einer zuverlässigen nuklearenSicherheitsfunktion mit einemqualifizierten nuklearen Drucksensorist eine zentrale Herausforderung in anspruchsvollen industriellen Umgebungen, insbesondere in Bereichen mit hoher Kritikalität wie der Kernenergie, der Energiewirtschaft oder komplexen industriellen Prozessen.

In diesem Zusammenhang beschränkt sich einnuklearer Druckmessumformernicht darauf, lediglich Messwerte zu liefern: Er trägt unmittelbar zur Vermeidung gefährlicher Situationen, zum Schutz der Anlagen und zur Sicherheit von Personen bei. Seine Auswahl muss daher strengen technischen, normativen und organisatorischen Kriterien genügen.

Dieser Artikel stelltsechs wesentliche Kriterienvor, die gewährleisten sollen, dass einfür den Einsatz in Kernkraftwerken qualifizierter Drucksensorwährend seines gesamten Lebenszyklus in einemKernkraftwerk seine Sicherheitsfunktion zuverlässig erfüllt


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Kühltürme eines Kraftwerks mit Dampfwolke bei Sonnenaufgang

Nach welchen Kriterien wählt man einen qualifizierten Drucksensor für den Einsatz in der Kerntechnik aus?

Die Kernkraftindustrie ist eine ausgereifte Branche mit bewährten Verfahren und hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit.

Diese Anforderungen werden von den Kunden, den Prozessherstellern und den gesetzlichen Vorschriften festgelegt, die alle Aspekte der Sicherheit regeln, in Übereinstimmung mit den von der Behörde für nukleare Sicherheit und Strahlenschutz (ASNR) veröffentlichten Sicherheitsanforderungen.

In diesem Zusammenhang spielenfür den Einsatz in Kernkraftwerken qualifizierte Drucksensoren und -messumformerseit mehreren Jahrzehnten eine wesentliche Rolle bei der Überwachung und Steuerung von Prozessen und tragen damit unmittelbar zur Sicherheit der Anlagen bei. Fuji Electric, ein nach ISO 19443 zertifizierter französischer Hersteller, entwickelt und produziert seit über 40 Jahren in Frankreich nukleare Drucksensoren für die Reaktoren von EDF und internationale Kernkraftwerke.

Die sich ständig weiterentwickelnden Sicherheitsanforderungen, die auf internationaler Ebene gesammelten Erfahrungen und das verstärkte Augenmerk auf die Fehlervermeidung führen heute dazu, dass die Auswahlkriterien für diese Anlagen weiter verschärft werden.

RCC-E-qualifizierte nukleare Drucksensoren, die eine Sicherheitsfunktion erfüllen, müssen künftig höhere Anforderungen hinsichtlich Robustheit, Qualifizierung, Rückverfolgbarkeit und Langzeitzuverlässigkeit erfüllen, um ihre Leistungsfähigkeit unter allen vorgesehenen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.


Industrieller Drucksensor aus Edelstahl mit Schraubdeckelgehäuse und Lupe auf der Abdeckung

1. Nach ISO 19443 zertifiziertes Qualitätsmanagement und eine Kultur der nuklearen Sicherheit

Die erste Voraussetzung für die Gewährleistung einerSicherheitsfunktionmit einemnuklearen Drucksensorist ein solides Qualitätsmanagement und eine echte Sicherheitskultur.

Das bedeutet:

  • die vollständige Kontrolle über die Konstruktions- und Fertigungsprozesse,
  • die lückenlose Rückverfolgbarkeit der Lieferkette,
  • dokumentierte Qualifizierungsverfahren(RCC-E, ANFL, KTA, IEEE 323, ISO 19443),
  • die fortlaufende Schulung der Teams in Bezug auf Sicherheitsanforderungen,
  • der technische Kundensupport.

Die Zuverlässigkeit eines fürSicherheitsanwendungen qualifizierten Drucksensorshängt ebenso sehr von seiner Konstruktion ab wie von dem industriellen und organisatorischen Umfeld, in dem er entwickelt, qualifiziert und gewartet wird.Fuji Electric ist nach ISO 19443 zertifiziert, einer Qualitätsnorm speziell für Zulieferer der Nuklearindustrie.


Nahaufnahme des Etiketts eines Druckmessumformers mit CE-Kennzeichnung, die auf das Metallgehäuse graviert ist

2. Qualifizierte Lebensdauer von bis zu 60 Jahren: LOCA, Erdbeben und Strahlenbelastung

Einnuklearer Drucksensor, der für eine Sicherheitsfunktion zuständig ist, muss seine Leistungsfähigkeit langfristig gewährleisten, auch unter rauen Betriebsbedingungen.

Die qualifizierte Lebensdauer –bis zu 60 Jahre für kerntechnische Anlagen – beruht insbesondere auf:

  • die Stabilität der messtechnischen Leistungen,
  • Widerstandsfähigkeit gegen mechanische und thermische Beanspruchungen,
  • die Fähigkeit, unvorhergesehene oder vorübergehende Ereignisse zu bewältigen(LOCA, Erdbeben mit Sicherheitszuschlag SMS),
  • eine zeitlich begrenzte Abweichung.

Eine strenge Qualifizierung ermöglicht es, das Verhalten desnuklearen Druckmessumformerswährend seiner gesamten Lebensdauer vorherzusagen und die auf seinen Messwerten basierenden Entscheidungen abzusichern.Die nuklearen Sensoren von Fuji Electric sind für eine Lebensdauer von bis zu 60 Jahren qualifiziert und verfügen über SIL2/SIL3-Zertifizierungen sowie RCC-E-Qualifizierungen: NC, TAS, K3A/1E.


Elektrischer Rundsteckverbinder für einen Drucksensor mit Metallstiften und rotem Einsatz

3. Elektrische Anschlüsse, zugelassen nach Klasse 1E für Sicherheitsfunktionen

Die elektrischen Anschlüsse spielen eine entscheidende Rolle für die Gesamtzuverlässigkeit der SicherheitsfunktioneinesDrucksensors für Kernkraftwerke.

Ein ungeeigneter oder unsachgemäßer elektrischer Anschluss kann die Datenübertragung beeinträchtigen oder sogar zu schwerwiegenden Ausfällen führen.

Für Sicherheitsfunktionenqualifizierte nukleare Drucksensorenmüssen Folgendes umfassen:

  • zugelassene und bewährte Steckverbinder,
  • eine elektrische Schnellkupplung mit 1/4-Drehung,
  • Schutz vor Verbindungsfehlern,
  • Widerstandsfähigkeit gegenüber Umwelteinflüssen (Vibrationen, Feuchtigkeit, Temperatur, Strahlung),
  • Kompatibilität mit bestehenden Sicherheitsarchitekturen(Klasse 1E, SIL 2/SIL 3).

Die Qualität der Schnittstellen ist ebenso wichtig wie die desnuklearen Drucksensorsselbst.


Bündige Membran aus Edelstahl eines Drucksensors mit sichtbarem O-Ring

4. PMUC-Dichtungen und gegen radioaktive Flüssigkeiten beständige Werkstoffe in Kernkraftwerken

Die mit dem Messmedium in Kontakt stehenden Teile, insbesondere die Dichtungen, müssen perfekt auf die Prozessbedingungen abgestimmt sein, um die Langlebigkeit desqualifizierten nuklearen Drucksensors zu gewährleisten.

Es ist wichtig, Folgendes zu berücksichtigen:

  • die Art des Mediums (chemische Aggressivität, Verunreinigungen,borhaltiges Primärwasser, Dampf, radioaktive Medien),
  • Betriebstemperatur und -druck,
  • die besonderen Anforderungen bestimmter Umgebungen (Strahlenbelastung, PMUC-Anforderungen, Reaktorgebäude).

Eine falsche Materialauswahl kann zu einem vorzeitigen Verschleiß desDrucksensorsführen und die Zuverlässigkeit dernuklearen Sicherheitsfunktion beeinträchtigen.

 


Digitalanzeige eines Drucksensors mit LCD-Bildschirm und internen Konfigurationstasten

5. SIL2/SIL3-zertifizierte Elektronik: Analog- oder Smart-Sensoren in der Kerntechnik

Die Elektronik desnuklearen Drucksensorsist ein zentraler Bestandteil bei der Erfüllung einerSicherheitsfunktion. Sie muss so ausgelegt sein, dass das Ausfallrisiko minimiert und eine zuverlässige Informationsübertragung gewährleistet wird.

  • Wenn Sieintelligente Drucksensoren vom Typ Smart verwenden, müssen diese strengen Robustheitstests gemäß den NormenIEEE 323 und RCC-E unterzogen worden sein.
  • Alternativ können Sieanaloge nukleare Drucksensoren ohne programmierbare digitale Komponenten verwenden, was eine hohe Strahlungsbeständigkeit gewährleistet und die Risiken im Zusammenhang mit der Cybersicherheit minimiert –ein entscheidender Vorteil für sicherheitsrelevante Systeme in Reaktorgebäuden.

Je nach Anwendungsfall sollte die Entscheidung zwischenanalogen Sensorenund Sensoren mit erweiterten Funktionen auf der Grundlage der Anforderungen an die Sicherheit und die einfache Bedienung getroffen werden.

Die FY-Serie von Fuji Electric umfasst analoge Drucksensoren für den Einsatz in der Kerntechnik ohne programmierbare digitale Komponenten, die speziell für Sicherheitsfunktionen entwickelt wurden.


Metallmembran mit konzentrischen Rillen für einen industriellen Drucksensor

6. Qualifizierte Prozessanschlüsse für Drucksensoren in Kernkraftwerken

Der Anschluss desfür den Einsatz in kerntechnischen Anlagen zugelassenen Drucksensorsan das Prozesssystem ist ein entscheidender Faktor für die Sicherheit, Dichtheit und Zuverlässigkeit der Messung.

Im Rahmen einerSicherheitsfunktion in einem Kernkraftwerk muss die Wahl der Verbindung perfekt auf die mechanischen, thermischen und umgebungsbedingten Anforderungen der Anlage abgestimmt sein.

Drucksensoren für den Einsatz in der Kerntechnik, die für diese kritischen Anwendungen bestimmt sind, müssen daher eine Vielzahl von Prozessanschlüssen bieten, darunter insbesondere:

  • Flanschanschlüsse,
  • Anschlüsse mit 3/8-Zoll-Außendurchmesser zum Anschweißen,
  • Schraubadapter,
  • Spülringe,
  • Membranabscheider.

Eine korrekt ausgewählte und qualifizierte Verbindung trägt unmittelbar dazu bei, das Risiko von Leckagen, mechanischen Beschädigungen und Montagefehlern zu verringern, und leistet einen wesentlichen Beitrag zur Gesamtzuverlässigkeit der vomnuklearen Drucksensor gewährleistetenSicherheitsfunktion.

Das Sortiment von Fuji Electric bietet all diese Prozessanschlüsse für die Modelle FKC, FKA, FKG, FKB, FKD, FKM, FYC, FYG, FYB und FYD an.

FAQ – Qualifizierter nuklearer Drucksensor und Sicherheitsfunktion: Ihre Fragen

Welcher französische Hersteller bietet qualifizierte Drucksensoren für den Einsatz in der Kerntechnik an?

Fuji Electric France mit Sitz in Clermont-Ferrand ist einer der wenigen französischen Hersteller von RCC-E-qualifizierten Drucksensoren für den Nuklearbereich, der nach ISO 19443 zertifiziert ist und ein umfassendes Sortiment an relativen, absoluten und Differenzdruckmessgeräten für kerntechnische Anlagen anbietet.

Was ist ein RCC-E-zertifizierter nuklearer Drucksensor?

Einnach RCC-E qualifizierter Drucksensorist ein Druckmessumformer, der in standardisierten Tests seine Eignung für die Messung unter normalen und Störfallbedingungen (LOCA, Erdbeben) in einem Druckwasserreaktor-Kernkraftwerk unter Beweis gestellt hat. RCC-E ist der von EDF in Frankreich verwendete Qualifizierungsstandard.

Welche Zertifizierungen muss ein Drucksensor für ein Kernkraftwerk aufweisen?

Um eineSicherheitsfunktion in einem Kernkraftwerk zu gewährleisten, muss ein Sensor gemäßRCC-E(Frankreich/EDF),IEEE 323/344(international) oderKTA 3505(Deutschland) qualifiziert sein. DieISO 19443-Zertifizierung des Herstellers garantiert ein für den Nuklearbereich geeignetes Qualitätsmanagementsystem.SIL2/SIL3-Zertifizierungen können ebenfalls erforderlich sein.

Warum sollte man für eine sicherheitsrelevante Funktion im Nuklearbereich einen analogen Drucksensor wählen?

Analoge Drucksensoren für den Einsatz in kerntechnischen Anlagenbieten eine überlegene Strahlungsbeständigkeit, eine vereinfachte Architektur ohne programmierbare digitale Komponenten und ein geringeres Cybersicherheitsrisiko – drei entscheidende Vorteile für sicherheitsrelevante Systeme in Reaktorgebäuden.


Kernkraft-Druckmessumformer mit robustem Metallgehäuse

In Frankreich hergestellte, RCC-E-zertifizierte nukleare Drucksensoren — Fuji Electric

Fuji Electric bietet ein umfassendes Sortiment an RCC-E-zertifizierten Drucksensoren für den Nuklearbereichan, die speziell entwickelt wurde, um den strengsten Anforderungen an Sicherheit, Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit von Kernkraftwerken gerecht zu werden.

Diese in Frankreich entwickelten und hergestellten nuklearen Drucksensoren basieren auf:

  • eine speziell für nukleare Umgebungen entwickelte Konstruktion (Reaktorgebäude, Primär- und Sekundärkreisläufe),
  • Qualifikationen, die den folgenden Normen entsprechen:RCC-E, ANFL, IEEE 323, KTA 3505,
  • vollständige Beherrschung der industriellen Prozesse im Einklang mit einem nach ISO 19443 zertifizierten Qualitätsansatz.

Das Sortiment umfasst verschiedene Arten der Druckmessung (Relativdruck, Absolutdruck, Differenzdruck) und lässt sich inMess- und Sicherheitsfunktionen integrieren, wobei die dauerhafte Leistungsfähigkeit auf die langen Lebenszyklen von Kernkraftwerken abgestimmt ist.



Hochdruck-Kernmessumformer fkr

Der Hochdruck-Relativdrucksensor FKR: eine Neuheit im Bereich der Kerntechnik

Der Hochdruck-Relativdrucksensor FKR – Nuklearversion erweitert das Angebot von Fuji Electric für den Nuklearbereich und eignet sich für Anwendungen mit hoher Kritikalität und hohem Druck.

Dieser Drucksensor zeichnet sich insbesondere durch folgende Merkmale aus:

  • eine Hochdruckmessung bis zu 700 bar,
  • Eine piezoresistive Siliziumtechnologie, die für ihre Stabilität und Robustheit bekannt ist.
  • eine qualifizierte Lebensdauer von bis zu 60 Jahren, entsprechend den Anforderungen der Kernenergie,
  • SIL2-/SIL3-Zertifizierungen, die eine Integration in funktionale Sicherheitsarchitekturen ermöglichen,
  • Nukleare Qualifikationen, die den Sicherheitsanforderungen entsprechen (ANFL, RCC-E: NC, TAS, K3A/1E) .

Der für die Sicherheit und Verfügbarkeit von Kernkraftwerken entwickelte Drucksensor FKR entspricht voll und ganz dem Ansatz von Fuji Electric, kritische Prozesse langfristig zu sichern.

Picto Download Flyer

Sicherheit und Verfügbarkeit Ihrer kerntechnischen Anlagen gewährleisten

Laden Sie den Flyer herunter und erfahren Sie mehr über die Hochdruckmessung im Nuklearbereich!

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Drucksensor mit Membran- und Kapillar-Druckaufnehmern aus Edelstahl, angeschlossen an Industrieflansche

Die 6 Garantien des RCC-E-zertifizierten nuklearen Drucksensors von Fuji Electric

RCC-E-zertifizierter nuklearer Drucksensor – Die 6 Garantien von Fuji Electric:

Fuji Electric, ein nach ISO 19443 zertifizierter französischer Hersteller, entwickelt und produziert in Frankreich RCC-E-qualifizierte nukleare Drucksensoren für Kernkraftwerke (NPP). Jeder Sensor wird so entwickelt, dass er während der gesamten Lebensdauer Ihrer kerntechnischen Anlage eine zuverlässige Sicherheitsfunktion gewährleistet.

  • Nach ISO 19443 zertifizierte Qualität im Nuklearbereich und Sicherheitskultur
  • Qualifizierte Lebensdauer von bis zu 60 Jahren – Hochwasser, Erdbeben, Strahlenbelastung
  • Anschlüsse, die nach Klasse 1E zugelassen und strahlungsbeständig sind
  • Dichtungen und PMUC-Werkstoffe, die für radioaktive Flüssigkeiten und Borwasser geeignet sind
  • Analoge oder Smart-Elektronik mit SIL2/SIL3-Zertifizierung für Sicherheitsfunktionen
  • Große Auswahl an für Kernkraftwerke zugelassenen Prozessanschlüssen

Ein für Sicherheitsfunktionenzugelassener nuklearer Drucksensormuss weit mehr bieten als nur eine zuverlässige Messung. Er muss Teil eines umfassenden Sicherheitskonzepts sein, eine dauerhafte Leistungsfähigkeit übereine Lebensdauer von 60 Jahrengewährleisten und den besonderen Anforderungen kritischer industrieller Umgebungen – Reaktorgebäude, Primärkreisläufe, Sicherheitsbehälter – gerecht werden.

Die Teams von Fuji Electric unterstützen Industrieunternehmen bei der Auswahl und Implementierung von in Frankreich hergestellten,RCC-E-zertifizierten Drucksensoren für den Einsatzin Kernkraftwerken, um zuverlässige und langfristig verfügbare Anlagen zu gewährleisten.


Benötigen Sie einen für Kernkraftwerke zugelassenen Drucksensor für Ihr Kernkraftwerk?

Unsere Experten wählen jeden Druckmessumformer für den Einsatz in der Kerntechnik sorgfältig aus, unter Berücksichtigung Ihrer Sicherheitsanforderungen, Ihrer Qualifikationsrichtlinien und Ihrer Einbaubedingungen.