1.總的發(fā)展形勢
核電站建設的審批權,,我國高度集中,,預計到2020年以前,將新建27座到32座百萬千瓦級的核電機組,。也就是說,,從2004年算起,在16年中,,新增核發(fā)電裝機容量將達3000萬千瓦左右,,每年有二到三個核電機組開工建設。到2020年核電在總發(fā)電容量中的比重將從目前1.8%上升到4%,。
由于目前核電站的運轉要大量水源,,所以規(guī)劃核電站主要布局是考慮東南沿海省份。關于核電建設的投資問題,,國外經濟專家認為要完成這樣大規(guī)模的核電工程建設,,按保守的估計,投資也在400億美元以上,。中國核工業(yè)集團公司,,希望新建核電站的平均國產化率能夠達到60%,估計有240億美元(約2000億人民幣)的貨物可能國產化,。
從我國電線電纜行業(yè)分析,,在目前電纜制造技術水平上再進一步改進設備和產品開發(fā),電線電纜的國產化率可達到95%以上,。我國目前建設的核電站主要是壓水堆系統(tǒng),。
2.K3類電纜四十年使用壽命的確認
驗證壽命有一定的抽象含義,阿累尼烏斯公式是常用的手段,。新材料壽命評定試驗是一項研究工作,,不應是標準考核指標,40年時間很長,,用相對較短時間加速老化試驗,,推算結果,也不會剛好等于40年,,可能為20~60年之間,,這不能輕易判定新材料是否符合使用要求。
加速老化試驗方案設計的溫度范圍,、溫度級差,、試樣形狀、試樣與空氣接觸表面積,、試樣厚度,、試樣制作工藝,、批量試樣材質均勻性、試樣壽命終止參數以及烘箱換氣量等等,,均對推算結果有影響,。設計一個比較的方案,需要經過多次的前期驗證工作,,才能得到比較滿意的結論,。
我國生產的1E級K3類電纜已有多年,通過鑒定的產品,,都進行過40年壽命評定,。出于各種利益,有的認為有效,;有的認為基本可信;有的認為基本不可信,;更有的認為要全盤推翻,,從新開始洗牌。其實只要zui終用戶認可,,才是zui實在的,。不妨讀一下美國的觀點,這一解釋可參考EBASCO規(guī)范對于物理壽命試驗的結論中得到證實,。
該結論內容如下:《在電纜設計壽命期間,,電纜工作中所出現(xiàn)情況,在實驗室內找不到*等效施加物理條件的加速試驗方法,,只得應用阿累尼烏斯技術或其他實驗室技術,。加速熱壽命試驗只能提供材料的相對熱壽命數據,進一步看,,由丁基橡膠絕緣電纜推測的結果說明,,采用阿累尼烏斯技術的加速壽命試驗數據,外推法所導出的壽命時間,,比實際壽命低,。雖然這樣的數據,作為許可的概括性原則是不充分的,。
然而看來似乎可以說明這樣一點:一種新型絕緣加速熱壽命情況,,與這種新絕緣已經得到充分確認具有*的長期服務記錄,二者的對比是這種新絕緣能夠長期使用的有利的證明》,。從這個結論得到啟發(fā),,用于低壓電纜的正常質量的非阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣,自發(fā)明至今zui長的輻照交聯(lián)已超過50年,,化學交聯(lián)和硅烷交聯(lián)也超過40年,,從長期90℃熱壽命來看,,達到40年的運行壽命上已沒有懷疑。但是用于低壓電纜的正常質量的高填充物無鹵阻燃交聯(lián)聚乙烯絕緣,,自發(fā)明至今zui長的材料未超過30年,,實際使用中未發(fā)生熱老化而失效,當然要證明達到40年運行壽命的理由還不夠充分,。
但是應用相對溫度指數對比試驗,,仍可以說明它的本質問題。
3.無鹵低煙阻燃熱塑型聚烯烴護套的開裂
無鹵低煙電纜料的三角形概念,,至今仍有效,。電氣、機械,、阻燃性能三足鼎立,,一只角度大了。另二只角度就減小了,。無鹵低煙護套的開裂是比較嚴重的缺陷,,進口電纜也有發(fā)生開裂。為此材料和電纜廠都費盡心機,,也不都有把握,。護套開裂問題,并不只發(fā)生在核電站,,其他產品也出現(xiàn)這類事故,。以下提出了一些注意的問題,有助于降低護套開裂的幾率:
(1)選擇斷裂伸長率較高熱塑護套料,,如200%,,但成本增加,氧指數也降低,。
(2)采用較大的擠塑機,,控制較小的擠出量。
(3)采用低壓縮比螺桿,,用目數小的濾網,,選擇適配護套料。
(4)加強控制各段螺桿溫度,、機頭和??跍囟取?nbsp;
(5)采用交聯(lián)型無鹵低煙護套,,成本增加,,設備需改造。
(6)還有其他途徑,,假設采用EVM橡膠,,VA含量40-80%,,情況又如何?
4.無鹵低煙護套電纜的抗開裂性檢驗的嘗試
現(xiàn)行標準的抗開裂試驗方法,,不能有效的檢驗護套的抗開裂性,,至還今沒有標準的檢驗法。在試樣上造成預應力,,是能促使開裂的主要因素,。
(1)取4或8段成品電纜作為試樣,分別在四個方向彎曲試樣,,試樣二端綁在一起固定,,圓圈的內徑取電纜外徑的4~8倍。使電纜在四個方位有拉伸預應力,。
(2)將試樣進行冷熱循環(huán)處理,,高溫點不高于電纜工作溫度,低溫點不低于零下10℃,,高溫持續(xù)2h,,室溫2h,低溫2h,,室溫2h,這樣作為一個冷熱循環(huán),循環(huán)次數自定,,不同材料的循環(huán)次數不一定相同,。
(3)所有樣品的護套應無開裂。
(4)也可剝下護套,,沿圓周四個部位切取4或8個條形試片,,取直徑為3~6倍試片厚度的銅棒,條形試片纏繞在銅棒上,,并加以固定,,進行上述冷、熱循環(huán)試驗,。循環(huán)次數自定,,試片無裂紋。
要完*無鹵低煙護套的開裂,,確實有一定難度,,假如換一種思路,走低煙低鹵橡膠型技術路線,,問題就能迎刃而解,。zui近美國介紹核電站用電纜,并不強調無鹵低煙,,建議采用低煙氯磺化聚乙烯護套,。如果我國從美國引進核電站技術,,也許會改變*認可無鹵低煙技術路線。
5.關于K1類電纜
K1類電纜的用量比K3類電纜少得多,,而開發(fā)成本高出數倍,,因此研發(fā)K1類電纜廠也相對少得多。目前少數電纜廠的一部分K1類品種電纜通過了技術鑒定,。
根據經驗,,K1類電纜采用乙丙橡膠絕緣和乙丙橡膠護套結構,比較有把握通過泄漏事故試驗,。交聯(lián)聚烯烴絕緣和交聯(lián)聚烯烴護套結構,,相對不易通過泄漏事故試驗。當然不是排斥采用交聯(lián)聚烯烴,。
目前國內的泄漏事故試驗,,在原則上參考IEEE383-1974進行,該標準本身也說明試驗條件允許變動,,前幾年國內試驗設備不完善,,試驗方法未規(guī)范化。
據說現(xiàn)在北京的試驗條件比較好,,并與核工業(yè)設計院結合,。目前上海還不能完整地進行泄漏事故試驗。關于泄漏事故試驗的具體程序,,國外,、國內都不*相同。就是同一個國家,,現(xiàn)在和過去的程序也不*相同,。總的來說,,由于試驗經驗不夠,,目前要肯定哪一種程序,zui為正統(tǒng),,zui有性,,還需要進一步研討。
國內通過K1類電纜鑒定的企業(yè),,尚為數很少,,但全面完成國產化為期不遠