1.總的發(fā)展形勢
核電站建設(shè)的審批權(quán),,我國高度集中,,預(yù)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(shè)。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(zhuǎn)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(guān)于核電建設(shè)的投資問題,,國外經(jīng)濟專家認為要完成這樣大規(guī)模的核電工程建設(shè),,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(chǎn)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(chǎn)化。
從我國電線電纜行業(yè)分析,,在目前電纜制造技術(shù)水平上再進一步改進設(shè)備和產(chǎn)品開發(fā),,電線電纜的國產(chǎn)化率可達到95%以上。我國目前建設(shè)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(yīng)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(jié)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(shè)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(zhì)均勻性、試樣壽命終止參數(shù)以及烘箱換氣量等等,,均對推算結(jié)果有影響,。設(shè)計一個比較的方案,需要經(jīng)過多次的前期驗證工作,,才能得到比較滿意的結(jié)論,。
我國生產(chǎn)的1E級K3類電纜已有多年,通過鑒定的產(chǎn)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(jié)論中得到證實,。
該結(jié)論內(nèi)容如下:《在電纜設(shè)計壽命期間,電纜工作中所出現(xiàn)情況,,在實驗室內(nèi)找不到*等效施加物理條件的加速試驗方法,,只得應(yīng)用阿累尼烏斯技術(shù)或其他實驗室技術(shù)。加速熱壽命試驗只能提供材料的相對熱壽命數(shù)據(jù),,進一步看,,由丁基橡膠絕緣電纜推測的結(jié)果說明,采用阿累尼烏斯技術(shù)的加速壽命試驗數(shù)據(jù),,外推法所導(dǎo)出的壽命時間,,比實際壽命低。雖然這樣的數(shù)據(jù),,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(jīng)得到充分確認具有*的長期服務(wù)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(jié)論得到啟發(fā),用于低壓電纜的正常質(zhì)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(xué)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(zhì)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(yīng)用相對溫度指數(shù)對比試驗,,仍可以說明它的本質(zhì)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(chǎn)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(shù)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(shù)小的濾網(wǎng),,選擇適配護套料,。
(4)加強控制各段螺桿溫度、機頭和??跍囟?。
(5)采用交聯(lián)型無鹵低煙護套,成本增加,,設(shè)備需改造,。
(6)還有其他途徑,假設(shè)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(yù)應(yīng)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(nèi)徑取電纜外徑的4~8倍。使電纜在四個方位有拉伸預(yù)應(yīng)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(shù)自定,,不同材料的循環(huán)次數(shù)不一定相同。
(3)所有樣品的護套應(yīng)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(shù)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(shù)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(diào)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(shù),,也許會改變*認可無鹵低煙技術(shù)路線,。
5.關(guān)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(shù)倍,,因此研發(fā)K1類電纜廠也相對少得多,。目前少數(shù)電纜廠的一部分K1類品種電纜通過了技術(shù)鑒定,。
根據(jù)經(jīng)驗,K1類電纜采用乙丙橡膠絕緣和乙丙橡膠護套結(jié)構(gòu),,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(jié)構(gòu),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(nèi)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(nèi)試驗設(shè)備不完善,,試驗方法未規(guī)范化。
據(jù)說現(xiàn)在北京的試驗條件比較好,,并與核工業(yè)設(shè)計院結(jié)合,。目前上海還不能完整地進行泄漏事故試驗。關(guān)于泄漏事故試驗的具體程序,,國外、國內(nèi)都不*相同,。就是同一個國家,,現(xiàn)在和過去的程序也不*相同??偟膩碚f,,由于試驗經(jīng)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(nèi)通過K1類電纜鑒定的企業(yè),,尚為數(shù)很少,但全面完成國產(chǎn)化為期不遠