核电站用电缆技术性能及其开发进展

AP1000型核电机组国产化进展大事记简介西屋公司在已开发的非能动先进压水堆AP600的基础上开发了AP1000。

根据美国核管理委员会（United States Nuclear Regulatory Commission，NRC）官方网站信息，2002年3月28日，西屋公司向核管会提交了了AP1000的最终设计批准以及标准设计认证的申请。

2004年9月13日获得了NRC授予的最终设计批准（Final Design Approval）。

核管会于2005年12月14日投票通过了AP1000标准核电站的最终设计认证条例（Final design certification rule)，并于2006年1月23日获得签署。

直至2010年12月1日，西屋向NRC提交了AP1000设计控制文案（Design control document）的第18次修改。

根据《科学美国人》（Scientific American）的报道，核管会估计会在2011年9月会完成对AP1000的整体设计认证。

按照西屋公司的预期，2016年美国会开始建造AP1000型核电站，这将会是美国自上世纪70年代以来首次恢复核电站的建设。

美国西屋电气公司在中国核电招标中成功竞标，将向中国进行技术转让，建设4台核电机组。

西屋公司总裁兼首席执行官史睿智先生接受新华社记者采访时表示，西屋的AP1000核电技术是目前唯一一项通过美国核管理委员会最终设计批准的“第三代＋”核电技术，“这是目前全球核电市场中最安全、最先进的商业核电技术”。

西屋预计，中国的4台核电机组将于2013年建成发电。

（来自：百度百科）大事记1.2011年5月17日下午，江苏上上电缆集团供货的AP1000壳外低压电力电缆和控制电缆于5月8日顺利通过国家核安全局样件鉴定后，在国家电线电缆质量检测中心开始进行鉴定试验。

这标志着从2010年11月收标开始，历时半年多的壳外低压电力电缆和控制电缆的采购工作取得了突破性的进展。

2024年核能电缆市场分析现状简介核能电缆是一种特殊用途的电缆，用于核电站内的电力传输和控制系统。

随着全球对清洁能源的需求增加，核能电缆市场呈现出快速发展的趋势。

本文将对核能电缆市场的现状进行分析。

市场规模核能电缆市场在过去几年中呈现出稳步增长的态势。

根据市场调研数据显示，在2019年，核能电缆市场规模达到了XX亿美元。

预计到2025年，这一规模将达到XX亿美元，年均复合增长率为XX%。

市场驱动因素1.全球清洁能源需求增加：随着全球对环境问题的关注程度上升，清洁能源的需求不断增加。

核能作为一种低碳的清洁能源形式，受到了广泛关注，从而推动了核能电缆市场的发展。

2.核电站建设增多：许多国家都在积极推进核电站建设计划，特别是在发展中国家。

核电站建设的增加带动了对核能电缆的需求增长。

3.老旧设施改造升级：一些老旧的核能电站需要进行改造和升级，以满足更严格的安全和环保要求。

这也推动了核能电缆市场的增长。

市场挑战虽然核能电缆市场发展迅速，但仍面临一些挑战。

1.安全和环保要求的提高：核能电缆作为核电站内的重要组成部分，对其安全和环保性能要求较高。

随着监管要求的提高，核能电缆的研发和生产面临着更高的标准和挑战。

2.价格压力增加：核能电缆的制造成本较高，这使得其价格相对较高。

与传统能源电缆相比，核能电缆的市场竞争压力较大。

3.技术创新和竞争加剧：随着核能电缆市场的增长，各个厂商之间的竞争也在加剧。

为了提高市场份额，各厂商不断进行技术创新和产品升级。

市场地区分布目前，核能电缆市场的主要地区分布如下：1.北美：北美地区是核能电缆市场的主要消费地区之一。

美国和加拿大在核能发电方面有着强大的实力和需求。

2.欧洲：欧洲地区也是核能电缆市场的重要地区，特别是法国和英国等国家拥有大量的核电站。

3.亚太地区：亚太地区是核能电缆市场的快速增长地区，中国、韩国和日本等国家在核能电缆市场上具有巨大的潜力。

市场竞争格局核能电缆市场竞争激烈，主要的市场参与者包括：1.Nexans：作为全球领先的电缆制造商之一，Nexans在核能电缆市场上拥有较大的市场份额。

核电站用1E级电缆按核电站电气系统设备的安全类别分为三类：K1、K2、K3。

安全类别K1、K2、K3类有如下定义：K1类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2（安全停堆地震）载荷以下及在事故期间或事故之后仍能执行其规定的功能。

K2类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2（安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。

K3类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以外，在正常环境条件下和在SL2（安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。

三类电缆的运行环境差别很大，其中K1类的运行环境最恶劣，对电缆的性能要求也最为苛刻，必须通过模拟冷却剂跑失事故（LOCA）试验才可以投入运行。

根据电缆的实际运行环境，核电站发生LOCA时，安全壳（ContainmentVessel）内外的电缆都将会受到严峻考验。

有人认为，安装在核反应堆厂房内的电缆都应进行模拟LOCA试验；其次，只有能够生产1E级K1类电缆，才能够证明该电缆厂家完全具备了生产核级电缆的能力，电缆的结构设计和性能指标的制定最好根据反应堆厂房和核辅助厂房两个运行环境的具体条件进行确定。

1、试验内容（1）电缆基本性能的型式试验；（2）电缆应能通过IEEE383规定的成束电缆垂直燃烧试验；（3）烟浓度试验；（4）成品电缆护套材料燃烧时释放气体的试验；（5）电力电缆电老化试验；（6）绝缘和护套材料的长期耐热性评定试验；（7）等效50年运行的热老化模拟试验；（8）等效50年运行的放射线照射老化模拟试验；（9）模拟抗震试验；（10）等效50年运行LOCA时的放射线照射试验、模拟LOCA试验（高温、高压的水蒸汽）；（11）性能检查试验。

其中，(1)~(3)为型式试验，(7)~(10)为环境模拟试验，(8)和(10)两项试验都是经过第7项试验后进行的。

性能检查试验包括电压试验、燃烧试验、绝缘和护套的抗拉强度、断裂伸长率的测量等。

二氧化硅(SIO)电缆在核电的详细应用————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：核反应堆内专用电缆--二氧化硅（SIO2)电缆在核电的详细应用作者：何涌1. 二氧化硅(SiO2)电缆的介绍和历史1.1 典型二氧化硅同轴电缆结构：• 内导体：高纯无氧铜或其他导体材料• 绝缘：高纯度低损耗二氧化硅(SiO2)• 外导体：高纯无缝无氧铜管• 护套：不锈钢或钛金属1.2其余的结构(多导体电缆,三同轴)1.3 二氧化硅(SiO2)电缆的研制背景和实际应用：1947 年, 美苏的冷战正式开始，从1957 年10 月4 号，苏联正式发射第一颗人造地球卫星“人造地球卫星1 号”，到1958 年1 月31 日，美国发射了第一颗人造地球卫星“探险者”一号，从此开始了一系列的导弹，卫星、飞船、飞机、核潜艇等飞速发展的疯狂时期。

1957 年，因应冷战时期军事产品的狂热需求，美国的Whittaker Electronic Resources公司成功地研制出二氧化硅绝缘的信号电缆，因为该电缆有着的极其出色的性能和可靠性，所以后面几乎所有的航空航天、核军事项目中都广泛应用，为这些项目的成功实施作出应有的贡献。

因为在下面的情况，信号是必须100%保证不能中断的：A．在核岛开始融化时需要关闭核电站B．发送一个信号到正在着火的石油钻井平台或发电厂C．外太空探测飞船或卫星, 要在极恶劣情况下长期确保通信的畅通D. 导弹在飞行过程中必须随时能接收控制信号飞向目标等等情况下，而且是信号传输是绝对不容许中断的，这样SiO2 电缆就是你的唯一选择！设计高品质的SiO2 电缆是用于所有极端环境中的信号传输2. 二氧化硅(SiO2)电缆的独特性能2.1 无出其右的耐环境和高可靠性。

• 很宽的温度工作范围：-273℃至+1000℃,特高温结构甚至可以达到+1300℃，短时间内，温度可以承受更高！• 最高级别的耐辐射性能，适合于核岛内的核反应堆(1E 级K1类）和外太空的强辐射环境. • 抗化学腐蚀性，不锈钢护套电缆对于盐雾，液压油，航空煤油，环氧清除剂等有很好的抵抗性。

核电站专用电缆的分类和有关的试验要求一. 核电站电缆的分类核电站电缆主要应用于核反应堆厂房、核辅助厂房、汽轮机厂房，电缆敷设方式一般采用管道或线槽，要求电缆具有可靠的使用寿命、热稳定性、防潮性、化学稳定性和抗辐射性。

为保证系统设计的高可靠性，避免设备损坏导致的严重经济后果，通常采用重复的多路独立线路系统和装置，通常动力电缆采用两套独立线路系统，控制电缆采用三套独立线路系统。

核电站用1E 级电缆按核电站电气系统设备的安全类别分为三类：K1 、K2 、K3 。

安全类别K1 、K2 、K3 类有如下定义：K1 类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷以下及在事故期间或事故之后仍能执行其规定的功能。

K2 类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。

K3 类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以外，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。

三类电缆的运行环境差别很大，其中K1 类的运行环境最恶劣，对电缆的性能要求也最为苛刻，必须通过模拟冷却剂跑失事故（LOCA ）试验才可以投入运行。

根据电缆的实际运行环境，核电站发生LOCA 时，安全壳（Containment Vessel ）内外的电缆都将会受到严峻考验。

有人认为，安装在核反应堆厂房内的电缆都应进行模拟LOCA试验；其次，只有能够生产1E 级K1 类电缆，才能够证明该电缆厂家完全具备了生产核级电缆的能力，电缆的结构设计和性能指标的制定最好根据反应堆厂房和核辅助厂房两个运行环境的具体条件进行确定。

核电站电缆常用品种有：6/ 10 kV 和0. 6/ 1 kV 电力电缆，0. 6/ 1 kV 控制电缆，300/500 V 仪表电缆，300/ 500 V 补偿导线共5 种。

下表是国内某公司的规格表：表 1 1E 级核电站电缆的型号名称型 号 名 称YJY K3 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类电力电缆YJY23 K3 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类电力电缆 YJYJ K1 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类电力电缆YJYJ23 K1 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类电力电缆 KYJY K3 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类控制信号电缆KYJY23 K3 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类控制信号电缆KYJYJ K1 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类控制信号电缆KYJYJ23 K1 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类控制信号电缆二.电缆有关实验标准和要求.1 、试验内容（ 1 ）电缆基本性能的型式试验；（ 2 ）电缆应能通过IEEE383 规定的成束电缆垂直燃烧试验；（ 3 ）烟浓度试验；（ 4 ）成品电缆护套材料燃烧时释放气体的试验；（ 5 ）电力电缆电老化试验；（ 6 ）绝缘和护套材料的长期耐热性评定试验；（7 ）等效50 年运行的热老化模拟试验；（8 ）等效50 年运行的放射线照射老化模拟试验；（9 ）模拟抗震试验；（10 ）等效50 年运行LOCA 时的放射线照射试验、模拟LOCA 试验（高温、高压的水蒸汽）；（11 ）性能检查试验。

0概述在典型的压水堆核电厂中,电缆通过套管、桥架等支撑结构从电力供应区域引出至主控台,经过控制站,穿过电气贯穿件进入安全壳,进行电力输送和各种仪表和控制信号的传输。

安装在安全壳内或其他存在辐照风险的环境中的核级电缆需要经受严苛的辐照环境考验,保证其功能完整性,确保核设施的安全稳定运行。

核级电缆运行时所面临的主要问题是随着服役时间的增加,电缆护套和绝缘的聚合物材料在强辐照、高温环境下会随着时间的推移发生各种缓慢的、不可逆的化学变化和物理变化,严重时甚至会导致电缆安全功能的丧失。

为应对核级电缆老化问题,世界核电大国,包括国际原子能机构(IAEA)、经合组织(OECD)在内的相关国际组织都相继开展了电缆的老化寿命预测技术和老化状态监测技术方面的研究工作。

而我国核设施电缆辐照老化规律方面的研究还并不成熟,为此,本研究通过对对核设施核级电缆开展一系列辐照老化试验及性能测试,研究电缆在辐照条件下的老化规律。

1试验设置试验对象为国内核电厂常用的2种型号核级电缆。

其编号分别为Ⅰ、Ⅱ。

进行辐照加速老化试验时所采用的试验样本为完整电缆,即电缆绝缘层被紧密包覆在电缆护套层以下。

辐照老化规律研究试验包括实验室辐照加速老化试验和电缆老化后的性能测试。

辐照加速老化试验在辐照屏蔽室空气环境下开展。

在该测试环节中分别设置四种辐照剂量率辐照加速老化剂量率分别为63.7 Gy/h,261Gy/h,1019Gy/h,4219Gy/h。

将核级电缆样本置于不同辐照剂量率下进行加速老化,并在老化后进行电缆老化断裂伸长率测试。

2试验结果分析本章将对试验获得的各项试验结果进行分析,并对各老条件下的测量结果展现出的规律性进行分析。

样本电缆全部接受了63.7Gy/h剂量率下的辐照加速老化;其中Ⅱ号还在本实验的其它辐照剂量率下接受了多种辐照剂量率下的辐照加速老化,用以分析辐照剂量率对老化过程的影响。

针对各样本电缆的绝缘及护套开展拉伸试验,Ⅰ号电缆测试结果如图1至所示,其余电缆断裂伸长率变化规律与之类似,随着辐照时间延长,断裂伸长率逐渐降低。

核电站电缆敷设-文档资料核电站电缆敷设与常规火电站一样，核电站的电缆设计是为保证用电设备与电源或控制信号间的可靠连接，以保证设备的可靠运行,所以须满足机械强度（如抗震）、防火、抗电磁干扰等要求，但核电站有其特殊性，为防止产生核泄漏事故的危险，需提高安全要求。

为此，在核电站设计时，提前将核电站内的设备进行分级，在事故发生后具有保护公共利益功能（防止核泄漏）的设备或部件定义为核安全级，对与核安全级设备相关的电缆,有特殊要求。

为满足单一故障准则，核级电缆采取冗余配置、合理分布及有效隔离等措施。

1不同列电缆的隔离对于供电有关的核级电缆,为保证供电的可靠性，划分为两个互为冗余的两个部分一一A列和B列，分别由各自的配电装置供电，在A列和B列之间采用实体隔离，保证两个序列之间不会相互影响，既一列电缆发生着火、短路、断路等故障，不应该影响另一个序列电缆的正常供电;与常规火电站的电缆设计相比，安全性大大提高。

A列和B列电缆通道穿过不同路径，即不同的防火分区、房间、走廊等，在设计阶段通过主电缆桥架对A/B列进行隔离，由于布置上的困难不能实现充分的隔离时，必须找出共模点进行分析,主要考虑的共模故障危害包括火灾危害、电气危害、机械事故危害等，例如考虑电气危害（防止由于通道屮装满电缆而引起电缆之间的短路或另一序列的动力电缆过热而造成损坏的情况一一不包括火灾），隔离的最低要求如下图。

如果考虑到火灾影响，在共模点的防火区，发生火灾共模故障后能保护冗余的另一列不受影响，或当火灾荷载密度超过400MJ/m2时，限制火灾的蔓延，采取的措施1E级电缆需安装防火封闭（有效保护时间1. 5小时），其目的是构成全面的保护，即从可能的起火点，沿着所有路径直到这一防火区的出口，具体原则如下：（1）指定列的防火区及敏感区，另一列的所有电缆通道应被隔离（2）未指定列的防火区及敏感区，位于该区的非主流电缆通道应被隔离（3）敷设保护组电缆通道的房间屮非对应列的供电电缆应被隔离（4）继电间非对应列的1E级电缆通道应被隔离（5）对于存在机械事故危险（如管道破裂甩击、液体喷射等）的房间, 应用屏障保护至少一组1E级冗余安全级电缆及设备。

核电站专用电缆的分类和有关的试验要求一. 核电站电缆的分类核电站电缆主要应用于核反应堆厂房、核辅助厂房、汽轮机厂房，电缆敷设方式一般采用管道或线槽，要求电缆具有可靠的使用寿命、热稳定性、防潮性、化学稳定性和抗辐射性。

为保证系统设计的高可靠性，避免设备损坏导致的严重经济后果，通常采用重复的多路独立线路系统和装置，通常动力电缆采用两套独立线路系统，控制电缆采用三套独立线路系统。

核电站用1E 级电缆按核电站电气系统设备的安全类别分为三类：K1 、K2 、K3 。

安全类别K1 、K2 、K3 类有如下定义：K1 类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷以下及在事故期间或事故之后仍能执行其规定的功能。

K2 类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以内，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。

K3 类电动执行机构。

安装在核反应堆安全壳以外，在正常环境条件下和在SL2 （安全停堆地震）载荷下仍能执行其规定的功能。

三类电缆的运行环境差别很大，其中K1 类的运行环境最恶劣，对电缆的性能要求也最为苛刻，必须通过模拟冷却剂跑失事故（LOCA ）试验才可以投入运行。

根据电缆的实际运行环境，核电站发生LOCA 时，安全壳（Containment Vessel ）内外的电缆都将会受到严峻考验。

有人认为，安装在核反应堆厂房内的电缆都应进行模拟LOCA试验；其次，只有能够生产1E 级K1 类电缆，才能够证明该电缆厂家完全具备了生产核级电缆的能力，电缆的结构设计和性能指标的制定最好根据反应堆厂房和核辅助厂房两个运行环境的具体条件进行确定。

核电站电缆常用品种有：6/ 10 kV 和0. 6/ 1 kV 电力电缆，0. 6/ 1 kV 控制电缆，300/500 V 仪表电缆，300/ 500 V 补偿导线共5 种。

下表是国内某公司的规格表：表 1 1E 级核电站电缆的型号名称型 号 名 称YJY K3 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类电力电缆YJY23 K3 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类电力电缆 YJYJ K1 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类电力电缆YJYJ23 K1 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类电力电缆 KYJY K3 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类控制信号电缆KYJY23 K3 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟聚烯烃护套核电站用 1E 级 K3 类控制信号电缆KYJYJ K1 铜芯交联聚乙烯绝缘无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类控制信号电缆KYJYJ23 K1 铜芯交联聚乙烯绝缘钢带铠装无卤低烟阻燃热固型护套核电站用 1E 级 K1 类控制信号电缆二.电缆有关实验标准和要求.1 、试验内容（ 1 ）电缆基本性能的型式试验；（ 2 ）电缆应能通过IEEE383 规定的成束电缆垂直燃烧试验；（ 3 ）烟浓度试验；（ 4 ）成品电缆护套材料燃烧时释放气体的试验；（ 5 ）电力电缆电老化试验；（ 6 ）绝缘和护套材料的长期耐热性评定试验；（7 ）等效50 年运行的热老化模拟试验；（8 ）等效50 年运行的放射线照射老化模拟试验；（9 ）模拟抗震试验；（10 ）等效50 年运行LOCA 时的放射线照射试验、模拟LOCA 试验（高温、高压的水蒸汽）；（11 ）性能检查试验。

核反应堆内专用电缆--二氧化硅（SIO2)电缆在核电的详细应用作者：何涌1. 二氧化硅(SiO2)电缆的介绍和历史1.1 典型二氧化硅同轴电缆结构：• 内导体：高纯无氧铜或其他导体材料• 绝缘：高纯度低损耗二氧化硅(SiO2)• 外导体：高纯无缝无氧铜管• 护套：不锈钢或钛金属1.2其余的结构(多导体电缆,三同轴)1.3 二氧化硅(SiO2)电缆的研制背景和实际应用：1947 年, 美苏的冷战正式开始，从1957 年10 月4号，苏联正式发射第一颗人造地球卫星“人造地球卫星1 号”，到1958 年1 月31 日，美国发射了第一颗人造地球卫星“探险者”一号，从此开始了一系列的导弹，卫星、飞船、飞机、核潜艇等飞速发展的疯狂时期。

1957 年，因应冷战时期军事产品的狂热需求，美国的Whittaker Electronic Resources公司成功地研制出二氧化硅绝缘的信号电缆，因为该电缆有着的极其出色的性能和可靠性，所以后面几乎所有的航空航天、核军事项目中都广泛应用，为这些项目的成功实施作出应有的贡献。

因为在下面的情况，信号是必须100%保证不能中断的：A．在核岛开始融化时需要关闭核电站B．发送一个信号到正在着火的石油钻井平台或发电厂C．外太空探测飞船或卫星, 要在极恶劣情况下长期确保通信的畅通D. 导弹在飞行过程中必须随时能接收控制信号飞向目标等等情况下，而且是信号传输是绝对不容许中断的，这样SiO2 电缆就是你的唯一选择！设计高品质的SiO2 电缆是用于所有极端环境中的信号传输2. 二氧化硅(SiO2)电缆的独特性能2.1 无出其右的耐环境和高可靠性。

• 很宽的温度工作范围：-273℃至+1000℃,特高温结构甚至可以达到+1300℃，短时间内，温度可以承受更高！• 最高级别的耐辐射性能，适合于核岛内的核反应堆(1E 级K1类）和外太空的强辐射环境. • 抗化学腐蚀性，不锈钢护套电缆对于盐雾，液压油，航空煤油，环氧清除剂等有很好的抵抗性。