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核電站電纜簡介
核電站電纜指核電站電纜絕緣及護(hù)套所用原料,包括塑料、橡膠等多種品種。
種類
核電站電纜有兩種分類方法:一種按功能分,包括測量電纜、通信電纜、儀表電纜、防火電纜(硅絕緣電纜)等;另一種是按安全級別分,核電站用電纜的安全級別屬于IE級,同時(shí)應(yīng)具有4O年以上的使用壽命,IE級核電站電纜又分為K1、K2和K3,3個(gè)安全等級。核電站電纜產(chǎn)品的發(fā)展過程實(shí)質(zhì)上是材料的更新?lián)Q代,電纜的種類其原料的選擇。
特性
性能低煙
核電站用電纜的絕緣和護(hù)套材料必須采用低煙、無毒、無腐蝕性的無鹵阻燃電纜,如熱塑阻燃無鹵素或交聯(lián)阻燃無鹵素材料,才能滿足特殊的核安全要求。無鹵電纜在發(fā)生火災(zāi)時(shí),燃燒釋放的煙霧量很低,不帶毒性及腐蝕性,其阻燃成分可有效發(fā)揮阻燃作用,不會(huì)使電纜成為火焰蔓延的通道。無鹵阻燃電纜的主要技術(shù)特性有:(1)核電站用電纜煙的總累積量Dm<150;(2)無毒性及腐蝕性,即電纜燃燒不析出HCI和CO;(3)具有阻燃性,聚合物的阻燃性通常用氧指數(shù)(0I)法來評定,一般OI≥28。
耐環(huán)境性
核電站電纜用材料必須具有耐環(huán)境性,即耐熱性、耐輻照性和耐LOCA性。
(1)耐熱性由于核電站電纜常在高溫環(huán)境下工作,高溫電纜。因此它們需要具有長期耐熱使用性能,要選用耐熱性滿足要求的聚合物,并可讓電纜具有40年以上的使用壽命。
(2)耐輻照性(緩和環(huán)境,嚴(yán)酷環(huán)境)核電站用電纜受到大量射線時(shí)會(huì)使絕緣和護(hù)套材料變脆,力學(xué)性能變差。因此,作為核電站電纜用的絕緣和護(hù)套材料,必須具有優(yōu)良的耐輻照性。各種不同的高聚物,其耐輻照性能不同。人們通常在高聚物里添加抗輻照劑,改進(jìn)其耐輻照性能。
(3)耐LOCA性核電站中,通常將冷卻劑損失事故(Lossofcoolingaccident,LOCA)和高能管破裂事故(Highenergylinebreak,HELB)統(tǒng)稱LOCA。在發(fā)生LOCA/HELB時(shí),電纜會(huì)受到高溫高壓蒸汽的沖擊和腐蝕性化學(xué)藥劑的作用,并且要受到比正常運(yùn)行情況下更高劑量的射線輻射。因此,核電站電纜應(yīng)具有耐LOCA性。
性能要求
核電站對電纜的使用條件有十分嚴(yán)格的要求。電纜應(yīng)可通過電纜管和地下管道直接埋地,也可通過電纜托盤、電纜管和布線管道等架空安裝,同時(shí)應(yīng)能在干、溫環(huán)境下工作:
(1)使用壽命。重水堆核電站的設(shè)計(jì)壽命一般為40年,電纜的使用壽命至少為40年。
(2)熱穩(wěn)定性。在處于最高環(huán)境溫度和其自身發(fā)熱的情況下,電纜應(yīng)能保持運(yùn)行條件要求的絕緣性能。動(dòng)力電纜和控制電纜的最小連續(xù)絕緣運(yùn)行溫度為90℃。
(3)防潮性。在事故狀態(tài)下發(fā)生消防噴淋水濺射時(shí),電纜應(yīng)能在100%的相對濕度環(huán)境中正常工作。
(4)防火。為減少因電纜著火而引起的潛在影響和損壞,電纜應(yīng)是阻燃性的。
(5)化學(xué)穩(wěn)定性。安裝在化學(xué)環(huán)境(如油、臭氧、酸堿等腐蝕劑)中的電纜應(yīng)保持所要求的絕緣性能。
(6)抗輻射性。電站運(yùn)行期間,電纜應(yīng)能連續(xù)接受10rad/h的輻射劑量,40年內(nèi)累積劑量約為0.4×107rad,在事故狀態(tài)下輻射劑量可達(dá)5×107rad。在承受總的累計(jì)輻射劑量后,電纜應(yīng)仍保持電氣性能不變。