核电站用电缆简析
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核电站用1E级电缆的特性及设计能源危机是世界性问题,核能源开发是解决能源危机的重要途径,世界各国都在大力发展核电建设。
目前,法国核电总量已占总发电量的70%,美国占20%;日本占34%;韩国占40%;俄罗斯占17%。
我国的核电容量仅占2%,积极推进核电建设并实现国产化,是我国国民经济建设的一项重要内容。
按照电力发展规划,2020年我国核电装机容量将占装机总发量的4%,这与目前国际平均核电装机水平(发电量16%)相距甚远,想要到2050年达到发达国家的平均核电装机水平,将有大量核电工程项目等待建设。
核电虽是一种经济清洁的能源,但过去的核电事故曾留给人们深刻的教训,核电站安全问题便尤为重要,世界各国都对核电站采取了严格的安全措施。
作为核电?quot;血管"和"神经"的电缆线路系统,也是安全的关键要素,电缆线路系统在核电站的正常运行及安全停堆方面起着非常重要的作用。
本文就目前核电站用电缆的分类、性能、试验和我公司核电站电缆特点作一阐述,以起抛砖引玉之效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。
核电站电缆按用途来分主要是两大类,一是电力电缆,主要包含:用于13.8kV系统的15kV中压电缆;用于4.16kV系统的5kV电力电缆;用于480V、250V和208V 系统的0.6/1kV电力电缆。
二是控制与仪表电缆,对于直流200V以下的控制系统采用300V的控制电缆;直流200-400V的控制系统采用600V的控制电缆。
电力电缆主要用于电机、照明和其它用电设备(测控仪表、阀门、盘、空调等);控制仪表电缆不仅用于仪表控制装置的供电、信号监控、联锁,还用于通信系统、安全监控、维护系统、报警系统等。
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。
核电电缆简介
国内1E级核电电缆指完成反应堆紧急停堆;安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应堆余热导出、反应堆安全壳的热导出;防止放射性物质向周围环境排放等功能的电气系统设备的安全级。
K3 类核电电缆是指在安全壳外处,在正常情况和地震荷载下能执行其规定功能的电缆。
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。
1E 级 K1 类电缆,需要经受辐射试验,大概情况如下:
(1)热老化试验,美国为 138℃ 300小时,相当于使用 40 年。
(2)辐照试验,老化试验后用钴源进行γ射线辐照试验,美国对缓和环境电缆的吸收剂量规定为 7×105 Gy ,对严酷环境为15×105 Gy 。
(3)模拟 LOCA-HELB 试验,电缆放在容器内以规定的温度、蒸汽压力和时间进行循环试验,同时喷射化学溶液,常采用含 1.5% 硼酸溶液,并在室温下用氢氧化钠调节其 pH 值至 10.5 作为溶液。
喷射流量对水平投影面为34.2 i/min m2。
(4)浸水耐电压试验,在γ辐照试验后,对缓和环境电缆,卷绕在20 倍电缆外径在金属圆柱体上,对严酷环境电缆则为 40 倍径,然后浸入室温水中,以 3.15 MV/m 梯度施加电压,5分钟不击穿为合格。
以上仅是核电站用电缆试验的概略说明,实际试验还有许多具体细则。
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。
核电站用1E级(K3类)控制和仪表电缆第1部分:额定电压0.6/1kV及以下核电站用1E级(K3类)控制电缆1范围本标准规定了额定电压0.6/1kV及以下核电站用1E级K3类无卤低烟阻燃A级控制电缆的型号规格、技术要求、试验项目和方法、验收规则、包装和贮运。
本标准适用于额定电压0.6/1kV及以下核电站用1E级K3类无卤低烟阻燃A级控制电缆。
2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版本均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版适用于本标准。
CST 74C 068 00 核电厂电缆技术规范GB/T 2951.1-1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分:通用试验方法第1节:厚度和外形尺寸测量-机械性能试验GB/T 2951.2-1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分:通用试验方法第2节:热老化试验方法GB/T 2951.3-1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分:通用试验方法第3节:密度测定方法—吸水试验—收缩试验GB/T 2951.4-1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第1部分:通用试验方法第4节:低温试验GB/T 2951.5-1997 电缆绝缘和护套材料通用试验方法第2部分:弹性体混合料专用试验方法第1节:耐臭氧试验—热延伸试验—浸矿物油试验GB/T 3048.4-1994 电线电缆电性能试验方法导体直流电阻试验GB/T 3048.6-1994 电线电缆电性能试验方法绝缘电阻试验电压—电流法GB/T 3048.8-1994 电线电缆电性能试验方法交流电压试验GB/T 3956-1997 电缆的导体GB 6995.3-1986 电线电缆识别标志第3部分:电线电缆识别标志GB 6995.5-1986 电线电缆识别标志第5部分:电力电缆绝缘线缆识别标志GB/T 11026.1-2003 电气绝缘材料耐热性第1部分:老化程序和试验结果的评定GB/T 12706.1-2002 额定电压1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)挤包绝缘电力电缆及附件第2部分:额定电压1kV(Um=1.2kV)和3kV(Um=3.6kV)电缆GB/T 17650.2-1998 取自电缆的材料燃烧时释放出气体的试验第2部分:用测量pH值和导电率来测量气体酸度的方法GB/T 17651-1998 电缆或光缆在特定条件下燃烧的烟密度测定GB/T 18380.1-2001 电缆在火焰条件下的燃烧试验第1部分:单根绝缘电线或电缆的垂直燃烧试验方法GB/T 18380.3-2001 电缆在火焰条件下的燃烧试验第3部分:成束电线或电缆的燃烧试验方法IEC 60092-375 船舶电气设备船用通信电缆和射频电缆第375部分:一般仪表,控制和通信电缆JB/T 8137-1999 电缆交货盘IEEE 383-2003 核电厂用1E级电缆、现场接头和连接件的型式试验标准NES 713 小样材料燃烧产物毒性指数的测定RCCE-E 核岛电气设计和建造规则3定义本标准采用下列定义。
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。
OCCUPATION2010 10校园网建设对图书馆网络化的发展,对于丰富图书馆信息资源是极为重要的。
它为高职图书馆进入全社会的信息共享体系、实现信息资源共享奠定了基础。
信息资源管理系统与信息服务系统由图书文献管理系统、网络信息和检索系统、光盘数据库系统、微机信息服务中心等子系统构成。
建立电子阅览室,开展光盘检索服务;对网上信息资源进行加工整理,使信息有序化,针对读者需求提供知识信息查询服务,利用发达的通讯网络向读者提供远程联机信息服务;在因特网上构建图书馆读者系统,向读者提供联网检索和网络住处交流等服务。
8.加强文献信息资源建设,建立具有高职特色的馆藏体系丰富的文献信息资源是图书馆开展各项服务工作的物质基础。
高职教育的独特性决定了高职院校图书馆的馆藏,既强调专业性更注重实践性,避免片面追求藏书规模和藏书体系的完整性。
图书馆应紧密结合学院专业设置课程及素质教育的需要,确定文献采访的原则和重点,加强特色馆藏建设,为学校师生提供特色化、个性化的服务。
扩充传统服务内容,拓展图书馆服务功能,无论是在传统模式下还是在网络环境下,始终是图书馆工作的目标和宗旨。
高职院校图书馆在做好流通和阅览服务工作的同时,应不断深化传统服务内容,并能根据读者的需要,开拓新的服务项目。
9.提高图书馆资源的创新服务意识现代图书馆强调“以人为本”的服务宗旨,从这个宗旨出发,为了更好地为学生服务,发挥好图书馆在高近年来自然资源逐步减少、枯竭,而整个世界生产、生活用电量的需求急剧上升,对比水电、火电、油电及天然气、煤气等传统发电方式,核电作为安全、清洁、经济、可靠的电资源开始受到更多重视并获得大力发展的机会。
一、核电事业的发展核电具有再生能力强、发电能量大的特点,因此成为许多发达国家的重点投资项目。
据核能研究所提供的数据显示:每兆瓦核电可供应740户家庭用电一年。
世界各国争相发展核电事业,目前,全球共有核电站441个,其中美国104个,法国59个,日本54个,俄罗斯31个,英国23个,韩国20个,德国18个,加拿大17个,乌克兰15个,印度14个。
核电站用1E级电缆 通用要求1 范围本文件规定了用于核电站(厂)1E级电缆的类别、一般要求、设备鉴定规则、试验方法和需提交的文件。
本文件适用于核电站(厂)用1E级电缆,包括电力电缆、控制电缆、仪表(补偿)电缆、同轴电缆等种类。
要求时,其他电缆的鉴定要求可参考使用本文件。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 2406 塑料燃烧性能试验方法氧指数法GB/T 2900.10—2013 电工术语 电缆GB/T 11026.1—2016 电气绝缘材料 耐热性 第1部分:老化程序和试验结果的评定GB/T 11026.2—2012 电气绝缘材料 耐热性 第2部分:试验判断标准的选择GB/T 11026.3—2017 电气绝缘材料 耐热性 第3部分:计算耐热特征参数的规程GB/T 11026.4—2012 电气绝缘材料 耐热性 第4部分:老化烘箱 单室烘箱GB/T 12706.1—2020 额定电压1kV(U m=1.2 kV)到35 kV(U m=40.5 kV)挤包绝缘电力电缆及附件 第1部分:额定电压1kV(U m=1.2 kV)和3 kV(U m=3.6 kV)电缆GB/T 12727—2023 核电厂安全级电气设备鉴定GB/T 17650.2—2021 取自电缆或光缆的材料燃烧时释出气体的试验方法 第2部分:酸度(用pH 值测量)和电导率的测定GB/T 18380.12—2022 电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验 第12部分:单根绝缘电线电缆火焰垂直蔓延试验 1kW预混合型火焰试验方法.18380GB/T33第33部分:垂直安装的成束电线电电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验2022—缆火焰垂直蔓延试验 A类18380GB/T第34部分:垂直安装的成束电线电34.2022—电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验缆火焰垂直蔓延试验 B类.35GB/T18380—电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验第35部分:垂直安装的成束电线电2022缆火焰垂直蔓延试验 C类.GB/T1838036第36部分:垂直安装的成束电线电电缆和光缆在火焰条件下的燃烧试验2022—缆火焰垂直蔓延试验 D类GB/T 19666 阻燃和耐火电线电缆或光缆通则GB/T 26168.2—2018 电气绝缘材料 确定电离辐射的影响 第2部分:辐照和试验程序JB/T 8137—2013(所有部分) 电线电缆交货盘NB/T 20561-2019 核电厂非金属材料部件β辐照试验方法3 术语和定义GB/T 2900.10—2013界定的以及下列术语和定义适用于本文件。
核电站用电缆简析一,前言现代电力工业的发展状况是一个国家是否发达的重要标志之一,而核电技术的发展程度则在一定意义上反映了该国高新技术水平的高低。
核电作为一种新能源,在上世纪60年代异军突起,70年代突飞猛进,到了80年代,由于工业发达国家的节能技术迅速发展,电力需求有所减少,核电应用迅速下降。
此时,核能利用在很多西欧国家遭到环保者和“绿党”的强烈反对,世界核能发展进入低谷。
进入新世纪,能源的紧张和资源稀缺的显现,加之人们越来越担心火力发电带来的地球温室效应对环境的负面影响,而开始看重核能干净、便宜的一面。
同时核电技术的进步也大大降低了核电站的危险性,使得核电站再次受到人们的青睐。
欧盟决策咨询机构联合研究所主席罗兰•申克尔在欧洲科学论坛上指出,核能将是未来几十年内替代化石燃料、满足全球能源需求的最好选择。
核电之所以能成为重要的能源支柱之一,是由它的安全性、运行稳定、寿期长和对环境的影响小等优点所决定的。
大部分核电发达国家的核能发电比常规能源发电更为经济。
核电在我国同样具有较强的潜在经济竞争力,核电站向环境释放的温室气体,只是同等规模煤电厂的百分之一。
据国际原子能署称,到2004年底,全世界已有440座核电站投入运营,另有26座正在建造之中,还有100多座正在设计之中。
其中,中国和印度等发展中国家正致力于建造更多的核电站,而美国的104座核电站,正为全美提供全国总需求的20%电力。
目前世界上有33个国家和地区有核电厂发电,核发电量占世界总发电量的17%,其中有十几个国国家和地区核电发电量超过各种的总发电量的四分之一,有的国家超过70%。
据资料估计,到2005年核电厂装机容量将达到388567兆瓦。
我国自1971年建成第一艘核潜艇以后,立即转入了对核电站的研究和设计。
经过几十年的努力,我国迄今已经建成核电机组8套,还有3套正在建设之中,到2005年全部建成,我国的核电装机容量达到870万千瓦。
从我国的第一套核电机组——秦山30万千瓦核电机组并网发电以来,到目前为止,我国核发电总量已超过1500亿千瓦时。
国家发改委分管电力和能源的副主任张国宝说,2020年我国核电装机容量要达到4000万千瓦,届时核电占全部电力装机量的比例就将达到4%~4.2%。
按照这个计划,在未来的15年中,必须要建设大约32个百万千瓦的机组。
因此,我国对核电技术的引进、开发一直在加紧进行。
张国宝透露,中国除了在国际上招标引进第三代核电技术外,成熟的第二代核电技术仍将广泛用于核电站建设中。
第一代核电站是指核电由军用转为民用时的技术,第一代核电站是上世纪五十年代中期建成的核电站;第二代核电站是建立于上世纪六、七十年代,目前正在运行的核电站;第三代核电站是于上世纪九十年代,由压水堆核电站的鼻祖美国西屋公司提出的AP600和AP1000技术。
美国西屋的AP1000(属于三代半技术)是最先进的压水堆技术,其安全性比现在运行的第二代核电站的安全性提高100倍,同时整个系统大幅度简化:阀门减少40%、泵减少35%、电缆减少80%、抗震等级要求的建筑物减少35%。
第三代核电站在未来60年的使用过程中,运行维修工作量大大减少。
目前,只有美国西屋和法国法码通核能公司掌握第三代核电站技术,世界上尚未建立起利用第三代技术的核电站。
法国法码通核能公司也只是正在芬兰建设第一座第三代核电站。
我国即将进入核电站建设发展高潮时期,核电站用电缆的全面国产化是必然趋势。
国外经济专家认为,要完成这样大规模的核电工程建设,按保守的估计,投资额也在400 亿美元以上。
中国核工业集团公司,希望新建核电站的平均国产化率能够达到60% ,这样估计有240 亿美元(约2000 亿人民币)的货物可能国产化。
从我国电线电缆行业分析,在目前电缆制造技术水平上,只要再进一步改进设备和产品开发,电线电缆的国产化率可达到95% 以上,电线电缆生产企业正面对一个具有巨大吸引力的核电站用电线电缆的市场,值得引起我们的关注。
二,核电站用电线电缆要求1,核电站的核能传热流程核电站就是利用一座或若干座动力反应堆所产生的热能来发电或发电兼供热的动力设施。
反应堆是核电站的关键设备,链式裂变反应就在其中进行。
目前世界上核电站常用的反应堆有压水堆、沸水堆、重水堆和改进型气冷堆以及快堆等。
但用的最广泛的是压水反应堆。
压水反应堆是以普通水作冷却剂和慢化剂,它是从军用堆基础上发展起来的最成熟、最成功的动力堆堆型。
核电厂用的燃料是铀。
用铀制成的核燃料在“反应堆”的设备内发生裂变而产生大量热能,再用处于高压力下的水把热能带出,在蒸汽发生器内产生蒸汽,蒸汽推动汽轮机带着发电机一起旋转,电就源源不断地产生出来,并通过电网送到四面八方。
以压水堆为热源的核电站。
它主要由核岛和常规岛组成。
压水堆核电站核岛中的四大部件是:蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。
在核岛中的系统设备主要有压水堆本体,一回路系统,以及为支持一回路系统正常运行和保证反应堆安全而设置的辅助系统。
常规岛主要包括汽轮机组及二回路系统,其形式与常规火电厂类似。
核电站与一般电厂的区别主要在于核岛部分。
核电站由原子核裂变产生巨大能量,转化成电力的传热过程,如图1(a)所示。
从比较图1可以看出核电站的一回路系统在火力发电中是不存在的。
这一回路系统是比较复杂的部分,这在图2中可看出其大致的组成部分,这部分属于防止放射性物质泄漏的第二屏障,若这部分的管道发生破裂,有关电缆将受到γ和β射线的侵害,不过剂量并不很大,一般情况下交联聚烯烃和乙丙橡胶绝缘及护套电缆,能通过考验,电缆能经受热老化、规定的辐射剂量和耐电压试验。
图1 (a)核电站的核裂变能量传热流程(b)为火电传热流程图图2压水堆核电站回路系统图1-反应堆压力容器;2-稳压器;3-蒸汽发生器;4-主循环泵;5-汽水分离器和再;6-气轮发电机组;7-凝汽器;8-凝结器;9-给水泵2,核电站电缆的安全级要求与标准美国IEEE 690-1984标准《核能发电站IE级回路用电缆系统的设计和安装导则》是专为核电站中与安全相关的电缆系统(包括辅助回路)的设计与安装提供指导,也可作为某些与安全无关,但可能对安全有影响的电缆系统设计与安装提供引导。
IEEE 690标准规定的具体对象为电缆,现场接头和连接。
IEEE 690标准的前身为IEEE 442-1977导则,该导则实际上也作为标准使用。
1984年将导则制订为标准,并且于2002年再次得到确认。
IEEE 690标准主要针对IE安全级的电缆,IE级回路的定义为:安全级回路是指完成反应堆紧急停堆;安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应堆余热导出、反应堆安全壳的热导出;防止放射性物质向周围环境排放等功能的电气系统设备的安全级。
IEEE 690标准也对辅助回路提出同样的要求,当然不是包含所有的辅助回路,此处辅助回路的定义如下:与1E级回路分管电力供应、信号源、封闭或管线的回路;或采取了可被接受的间隔距离、隔离围墙或隔离措施装置,但与1E回路未完全分隔或电气绝缘的回路。
我国核电站设计,根据安全等级和电缆敷设场合,将IE级分为K1、K2和K3类三种电缆:K1类电缆是辅设在壳内,在正常和在地震负载下及在事故情况下和事故后能执行其规定功能的电缆;K2类电缆是辅设在壳内,在正常和在地震负载下能执行其规定功能的电缆;K3电缆是辅设在壳外,在正常和在地震负载下及在事故情况下和事故后能执行其规定功能的电缆;这三类电缆要求有所差别,核电设计部门对电缆的选型另行制订更具体的规范,电缆制造部门也相应规范来制订各类产品标准。
图3是核电站基本组成部分的布局,从图3可以看出在安全壳内部敷设的电缆将长期受到不同程度的辐射剂量,而敷设在安全壳外部的电缆则不受到有危害性的辐射剂量。
但是,当发生泄漏事故时安全壳外部的电缆,也会受到一定的辐射剂量,因此不论敷设在安全壳内或外的电缆,只要和核系统有关的,都应符合IE安全级要求。
1,反应堆一回路系统;2,停堆冷却系统;3,化学和容积控制系统;4,危急堆芯冷却系统;5,应急柴油发电机组;6,冷却剂补给系统;7,硼再循环系统;8,核能区厂房通风系统;9,废物处理系统;10,核能区冷却水系统;11,常规设备区冷却水系统;12,气轮发电机组;13,厂用供电系统;图3 核电站基本组成及其布局示意图值得指出的是:图3中常规区所用电缆,不属于IE级电缆;核反应堆用电缆不属于IE级范围。
K1类电缆不包括核反映容器内部的电缆。
核反映容器内部的电缆的工作条件,按反应堆压力容器设计而定,这类电缆一般为刚性结构,导体和护套为不锈钢或用户指定材料,绝缘可采用氧化镁或用户指定材料。
所用材料要求高纯度、限制含硼元素成分,因为硼对吸收中子有影响,同时要求所用材料受到中子撞击后,不应产生二次发射。
3,IE级电缆的种类、结构和要求从用途来说,核电用电缆品种与一般火力发电厂基本相同,但其材料组成和试验项目则有较大的差异。
主要品种有 1 kV 及以下电力电缆、控制电缆、仪器仪表电缆、热偶补偿电缆以及6/10kV 等级电力电缆等品种、规格。
1E级回路所需电缆按电压水平、信号水平和防范电气干扰等因素,对电缆系统提出电气分隔要求而具体分为:1)中压电力电缆,电压等级为601~15000 V,通常设计用于核电厂内辅助系统有关设备供电;2)低压电力电缆,电压等级为600 V及以下,常设计用于核电厂内辅助系统有关设备供电;3)控制电缆,通常在较小电流水平下应用,或在需要改变核电厂内辅助系统设备运行状态时,电缆间隙通电方式运行;4)仪表电缆,用来传输变量的电流或电压信号(模拟),或用来传输编码信息(数码);电缆敷设时规定中压电缆不应压在任何低压电缆的上面,以免压伤低压电缆绝缘。
仪表电缆的敷设,若会受到邻近回路和设备的电气干扰,应使不允许受到的干扰信号降低到最小。
I EEE 690标准提出了屏蔽和屏蔽接地的要求。
对于中压电力电缆,除非特殊设计外,5 kV以上电缆的绝缘和导体应有限制电场的非金属材料屏蔽。
屏蔽层必须有效的与电缆终端连接。
同时应采用金属屏蔽层完成有效的单点或多点接地,当多点接地时,金属层应符合各种感应电流容量的要求。
对于仪表电缆,可在其绝缘芯外(含线对、三线组和四线组)编织金属线或绕包金属带或绕包聚酯薄膜金属(铝或铜箔)复合带,此屏蔽层的目的是抑止外部对其感应或内部向外发射的干扰,屏蔽层主要是降低芯间和组间的电磁耦合。
此外对屏蔽还应注意以下几点:1)结构上要求屏蔽层必需保持导电连续性,所以绕包聚酯薄膜金属复合带时,金属面应向内,并包含纵向裸绞线作为导引线,导引线截面在产品标准种规定。
当二根电缆在终端连接时,应将屏蔽用导线可靠连接;2)每根电缆的屏蔽层应是相互绝缘的,以防止屏蔽层分散接地和多点接地。