本实用新型涉及电缆技术领域,尤其涉及一种核电站用电缆。
背景技术:
"华龙一号"是由中国两大核电企业中国核工业集团公司(简称:中核、CNNC)和中国广核集团(简称:中广核、CGN)在我国30余年核电科研、设计、制造、建设和运行经验的基础上,根据福岛核事故经验反馈以及我国和全球最新安全要求,研发的先进百万千瓦级压水堆核电技术。作为中国核电"走出去"的主打品牌,在设计创新方面,"华龙一号"提出"能动和非能动相结合"的安全设计理念,采用177个燃料组件的反应堆堆芯、多重冗余的安全系统、单堆布置、双层安全壳,全面平衡贯彻了"纵深防御"的设计原则,设置了完善的严重事故预防和缓解措施,其安全指标和技术性能达到了国际三代核电技术的先进水平;
华龙一号凝聚了中国核电建设者的智慧和心血,实现了先进性和成熟性的统一、安全性和经济性的平衡、能动与非能动的结合,具备国际竞争比较优势,有望短时间内填补中国国内技术空白,具备参与国际竞标条件;因此对于华龙一号核电站用电缆的要求也随之更高,除了满足AP1000、EPR核电电缆的要求外,还具有非常好的耐长期热老化性能,能够正常运行60年以上,具有耐高剂量γ射线和β射线的辐照性能,并且电缆具备耐化学喷淋、耐高温、阻燃、电气绝缘性能、低烟无卤低毒等性能;
安全壳内(含安全壳外事故工况区域)电缆主要性能需要满足如下要求:
1)电压等级:0.6/1kV(低压电力、控制电缆)
2)电压等级:300/500kV(测量电缆)
3)满足60年鉴定寿命(IEEE 383-2003),并能够经受事故工况(安全壳内和壳外);
4)IEC 60332-3-23B类成束燃烧要求;
5)60年正常运行条件下的γ剂量275kGy以上;
6)事故工况γ剂量140kGy以上;
7)事故工况β剂量885kGy以上;
8)事故下最高温度150℃(壳内);
9)事故下最高压力470kPa;
10)相对湿度:100%;
11)必要的事故后浸水耐压试验;
12)事故期间及之后保持护套不脱落的完整性要求。
技术实现要素:
本实用新型的目的是提供具备耐化学喷淋、耐高温、阻燃、电气绝缘性能、低烟无卤低毒等性能,且能够正常运行60年以上的一种核电站用电缆。
本实用新型的技术方案如下:
一种核电站用电缆,从内到外依次包括绝缘内芯、内护套、绕包带和外护套,其特征在于,所述绝缘内芯从内到外依次包括导体、两层绝缘层和聚酰亚胺带层;所述两层绝缘层分别为第一绝缘层和第二绝缘层;所述第一绝缘层、第二绝缘层、外护套和内护套均采用聚烯烃;所述绕包带从内到外依次包括聚酯带层、两层无卤带层和辐照半导电带层。
所述第一绝缘层为交联低烟无卤聚烯烃,第二绝缘层为交联低烟无卤阻燃聚烯烃。
所述内护套厚度为0.5-1.0mm。
所述聚酰亚胺带层绕包角度为30-45°。
所述外护套采用辐照交联低烟无卤阻燃型聚烯烃。
所述聚酰亚胺带层为薄膜层。
所述聚烯烃剂量为2100kGy。
本实用新型的有益效果是:采用双层绝缘,第一绝缘层保证电缆优质的电气性能,第二绝缘层保证电缆的机械性能、阻燃和耐辐照性能;并且在绝缘挤出后,选用了一种新型聚酰亚胺带绕包在第二绝缘层上,既保证了电缆耐辐照性能,又可防止绝缘在长期热老化的情况下发生粘连;与此同时,还挤塑了一层高性能内护套,这种结构有效地保证了成品电缆优质的耐辐照性能和阻燃性能。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述,本实用新型前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。
其中:图1为本实用新型结构示意图;
图2为本实用新型结构示意图;
图3为本实用新型结构示意图;
附图中,1为绝缘内芯,2为内护套,3为绕包带,4为外护套,5为导体,6为绝缘层,8为聚酰亚胺带层,9为聚酯带层,10为无卤带层,11为辐照半导电带层,12为支撑隔断条。
具体实施方式
一种核电站用电缆,从内到外依次包括绝缘内芯1、内护套2、绕包带3和外护套4,其特征在于,所述绝缘内芯从内到外依次包括导体5、两层绝缘层6和聚酰亚胺带层8;所述两层绝缘层分别为第一绝缘层和第二绝缘层;所述第一绝缘层、第二绝缘层、外护套和内护套均采用聚烯烃;所述绕包带从内到外依次包括聚酯带层9、两层无卤带层10和辐照半导电带层11。采用双层绝缘,第一绝缘层保证电缆优质的电气性能,第二绝缘层保证电缆的机械性能、阻燃和耐辐照性能,在绝缘挤出后,选用了聚酰亚胺带绕包在第二绝缘层上,既利用了其良好的耐辐照性能,保证了电缆耐辐照性能,又可防止绝缘在长期热老化的情况下发生粘连;与此同时,通过设置半导电带层可以有效接地,避免电子在第二绝缘层外聚集导致绝缘被击穿,能够有效的保护绝缘层。
聚酰亚胺带层主要性能满足如下要求:
所述第一绝缘层为交联低烟无卤聚烯烃,第二绝缘层为交联低烟无卤阻燃聚烯烃。绝缘材料需满足高电气性能、高阻燃性能、高机械性能、高阻水性能、老化性能、低烟无卤低毒特性,还必须在设计基准事件LOCA/HELB发生时继续执行其规定的功能,这对绝缘材料、绝缘结构、挤出工艺均提出了较高的要求;要同时保证以上的技术要求,在绝缘层的设计上采用了双层结构,内绝缘(第一绝缘层)材料采用辐照交联低烟无卤聚烯烃,外绝缘(第二绝缘层)材料采用辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃,由内层保证高电气性能,外层保证高阻燃性能,内外层同时保证高机械性能。
绝缘层主要性能满足如下要求:
所述内护套厚度为0.5-1.0mm。由于内护套厚度在0.5-1.0mm的范围之内,一方面可以有效保证电力电缆的性能,并且能够缩小电力电缆的外径,使其能在更多场合广泛使用,另一方面大大降低了生产成本。
所述聚酰亚胺带层绕包角度为30-45°。在聚酰亚胺带绕包时绕包层层之间要紧凑、服帖,绕包速度匀称,角度控制适当,这样能有效保证了其25%的搭盖率。
所述聚酰亚胺带层的化学结构是以芳香酰亚胺和芳醚为单元的重复。聚酰亚胺的化学结构是以芳香酰亚胺和芳醚为单元的重复,具有很好的耐辐照性能,耐辐照剂量达到4000kGy,远高于核电站壳内用电缆所需的2100kGy要求。
所述外护套采用辐照交联低烟无卤阻燃型聚烯烃。对于外护套挤出,我们采用的是辐照交联低烟无卤阻燃型聚烯烃,与以往的聚烯烃材料相比,材料的耐辐照性能,寿命和机械性能都有了较大程度的提高,并且挤塑了一层高性能内护套,这种结构有效地保证了成品电缆优质的耐辐照性能和阻燃性能。
电缆护套主要性能满足如下要求:
所述聚酰亚胺带层为薄膜层。采用薄膜层以降低生产成本。
所述绝缘内芯之间设置有支撑隔断条12,该支撑隔断条上设有放置绝缘内芯的凹陷。由于在绝缘内芯之间设置支撑隔断条,一方面可以固定绝缘内芯的位置避免其随意发生转动,另一方面可以将绝缘内芯之间隔开,避免摩擦,延长绝缘内芯的使用寿命。
所述支撑隔断条采用耐高温绝缘硅橡胶。由于支撑隔断条采用耐高温绝缘硅橡胶大大增强了绝缘内芯之间的耐高温和绝缘效果,即使其中一条绝缘内芯发生磨损也不会影响另一条工作。
所述聚烯烃剂量为2100kGy。目前的电缆一般采用250kGy小剂量的聚烯烃,但是小剂量的聚烯烃在壳内严酷环境下热寿命较短、辐照寿命较短,远远达不到K1电缆的实验要求,当聚烯烃剂量采用2100kGy时,不仅能达到K1电缆的实验要求,而且辐照寿命、热寿命也得到了大大的提高。
所述支撑隔断条采用阻燃耐高温绝缘硅橡胶。由于支撑隔断条采用耐高温绝缘硅橡胶大大增强了绝缘内芯之间的耐高温、阻燃和绝缘效果,即使其中一条绝缘内芯发生磨损也不会影响另一条工作。
一种核电站用电缆的生产方法,其特征在于,依次包括以下步骤;首先在导体外采用双层共挤的方式挤包第一、第二绝缘层后进行辐照交联,接着在第二绝缘层外周绕包聚酰亚胺带形成绝缘内芯;然后用绝缘内芯进行配线,接着利用绕包带将配线后的绝缘内芯绕包成缆芯;然后利用挤压式模具在绕包成缆的缆芯外挤出内护套,接着在内护套外周挤出外护套并进行辐照交联。绝缘层(第一、第二绝缘层)采用双层共挤的方式在导体外挤包绝缘层,更方便两层绝缘层的挤出;由于选用了聚酰亚胺带绕包在第二绝缘层上,既利用了其良好的耐辐照性能,保证了电缆耐辐照性能,又可防止绝缘在长期热老化的情况下发生粘连;通过绕包带能够很好的保证绝缘层的伸缩率、强度和抗老化性能;与此同时内护套挤出过程中,采用挤压式模具挤出,目的使内护套紧密的包裹在缆芯上,提高了阻燃性能;并且通过上述材料选择及工艺的保证,电缆在进行试验时,结壳性能非常优越,有效保证整根电缆的骨架结构。
所述第一、第二绝缘层均采用半挤压式双层共挤。由于采用半挤压的方式挤包第一、第二绝缘层避免缆芯表面凸面的产生,影响产品质量。
所述第一绝缘层为交联低烟无卤聚烯烃,第二绝缘层为交联低烟无卤阻燃聚烯烃;所述内护套厚度为0.5-1.0mm;所述聚酰亚胺带层绕包角度为30-45°;所述聚酰亚胺带层为薄膜层。
以上所述,仅是本实用新型的较佳实施例,并非对本实用新型做任何形式上的限制,凡是依据本实用新型的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,均落入本实用新型的保护范围之内。