常用絕緣材料的耐輻射指標(biāo)和介電常數(shù)(介質(zhì)損耗)對比
一.常用絕緣材料的耐輻射指標(biāo)
在電纜工業(yè)測量輻射值 的zui常用單位是格雷 (Gy) ,和拉德 (Rad) ,。
1 拉德 (Rad)=0.01 格雷 (Gy) ,,
常用的一些材料的輻射耐受值如下:
10^3Gy(10^5Rad): PTFE(聚四氟乙烯), PFA
10^4Gy (10^6Rad): FEP(聚全氟乙丙烯), Kapton(聚酰亞胺), HFI 120
10^5Gy (10^7Rad): HFS 80, HFS 107 XL, MPR 105, TPS 100
>10^5Gy (>10^7Rad):HFI 90, HFI 140, HFR 150, ETFE, LSI 155
10^6Gy (10^8Rad): HFS 100, TPU 90
>10^6Gy (>10^8Rad): HFI 150, HFS 105 XL B
>10^7Gy (>10^9Rad):HFI 260
>10^11Gy (>10^13Rad): SiO2 Cable(二氧化硅絕緣).
這些輻射耐受性值僅在使用時提供參考,。在選定材料前應(yīng)該考慮材料使用的環(huán)境。因為在總的劑量指標(biāo)外還會有很多因素影響材料的選擇,。比如:計量等級,、氧存在、濕度,、表面面積,、溫度。
一般在在 40 年時間內(nèi),,美國對緩和環(huán)境電纜的吸收劑量規(guī)定為 7×10^5 Gy ,,對嚴(yán)酷環(huán)境(1E級K1類)為 1.5×10^6 Gy 。從上面的數(shù)據(jù)可見,,對于包括氟塑料和Kapton(聚酰亞胺)等絕大多數(shù)材料來說,,是不能工作于1E級K1類的情況,,只有極少數(shù)的塑料可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),但這些少數(shù)的耐輻射塑料實際在經(jīng)歷了一段時間使用后,,已經(jīng)有不同程度的老化,,有關(guān)電氣性能和機械性能已經(jīng)下降,只能勉強使用,,這也是為什么歐美有很多勢力因為安全的原因,,而強烈反對使用核能。
而二氧化硅電纜則有明顯的耐輻射優(yōu)勢,,超過的塑料10000倍,,是在核反應(yīng)堆電纜的*選擇!
二.常用絕緣材料的介電常數(shù)(介質(zhì)損耗)
見附件>>>(超過一千多種物質(zhì)的介電常數(shù)表,全!!)
三.核電站控制系統(tǒng)和常用核電纜絕緣材料
1.我國核電站的控制系統(tǒng)發(fā)展歷史
核電站的儀表和控制系統(tǒng)是核電站的重要組成部分,,機組的安全可靠,、經(jīng)濟運行已經(jīng)在很大程度上取決于儀表控制系統(tǒng)的性能水平。從我國已經(jīng)建成的和在建 的核電工程來看,,核電站的儀控系統(tǒng)經(jīng)歷了三個階段,。
*階段是以模擬量組合單元儀表為主的控制系統(tǒng),如正在運行的我國 300 MW 秦山核電站主控制系統(tǒng)應(yīng)用的 FOXBORO 公司的 SPEC200 組裝儀表,,大亞灣 2×980 MW 核電站主控制系統(tǒng)采用的 Baily 9020 系統(tǒng)也屬于這一類,。其模擬量儀表采用小規(guī)模集成電路運算放大器為基礎(chǔ)的元件來控制,邏輯量儀表采用繼電器等硬邏輯電路來控制,。因而系統(tǒng)所需要的儀 表控制器件數(shù)量多,,運行操作管理和維護工作任務(wù)重,大部分采用手動操作,,主控室布局也顯得較大,。
第二階段是以模擬量和數(shù)字量混合運用的主控制系統(tǒng),,這一類 實際是核島系統(tǒng)仍采用小規(guī)模集成電路運算放大器為基礎(chǔ)的模擬量元件來控制,。而部分常規(guī)島和輔助系統(tǒng)采用 PLC 自動控制系統(tǒng),結(jié)合軟件自診斷技術(shù),、冗余技術(shù) 和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),,減少很多硬接線和就地控制柜,提高了系統(tǒng)運行可靠性,。剛剛建成的廣東嶺澳核電站( 2×980 MW )儀表控制系統(tǒng)就屬于這一類,。
第三階段稱為全數(shù)字化儀表控制系統(tǒng),它將應(yīng)用成熟的常規(guī)電站分布式控制系統(tǒng)( DCS )加以改進并移植過來,,全面應(yīng)用在常 規(guī)島,、 BOP 、核島部分,,構(gòu)成核電站全新數(shù)字化儀表控制系統(tǒng)?,F(xiàn)階段應(yīng)用比較典型的全數(shù)字化儀控系統(tǒng)有:日本日立等公司開發(fā)的 NUCAMM - 90 系統(tǒng),、法 國法馬通公司 N4 控制系統(tǒng)、 ABB 公司的 NUPLEX80+ 系統(tǒng),、美國西屋公司的 Eagle21+WDPFⅡ 系統(tǒng)以及我國在建的田灣核電站所采用的德國西 門子公司的 EPERM XP+XS 系統(tǒng)等,。
一般來講典型的核電站儀控系統(tǒng)特點可以歸納為以下幾點:
( 1 )控制對象的工藝流程復(fù)雜,監(jiān)測和控制的參數(shù)多而且各種過程參數(shù)密切,, 1000 MW 典型的核電站儀控系統(tǒng)的參數(shù)信息量和指令大約是 7000~9000 個,。
( 2 )系統(tǒng)安全性、可靠性要求高,,運行質(zhì)量直接與儀控系統(tǒng)性能相關(guān),。
( 3 )反應(yīng)堆工作或停堆后一段時間內(nèi),大部分設(shè)備人員無法接近,。( 4 )控制和監(jiān)測核燃料裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及堆芯狀態(tài)監(jiān)測的必要性,。( 5 )大量核物理、熱工,、水 力及其它一些直接測量無法得到的參數(shù)計算多,,且性和實時性要求高。