Cap1400cap1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，包括導(dǎo)體、絕緣體、繞包帶、隔氧層、屏蔽層以及外護(hù)套，絕緣體包裹導(dǎo)體后通過(guò)繞包帶所繞包，隔氧層包裹繞包帶，屏蔽層包裹隔氧層，外護(hù)套包裹屏蔽層，還包括聚酰亞胺帶，該聚酰亞胺帶繞包在絕緣體上，在繞包聚酰亞胺帶時(shí)上一層的一部分地被下一層的一部分所覆蓋。耐輻照劑量高的CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜。
【專利說(shuō)明】CAP1400CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種核電站用電纜，具體涉及大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜。

【背景技術(shù)】
[0002] 核電站用電纜的種類很多，通常有兩種分類方法：一種是按照電纜的功能分類，包 括電力電纜、控制電纜、儀表電纜、通信電纜和補(bǔ)償電纜等；另一種是按照安全級(jí)別分，核電 站電纜的安全級(jí)別屬于1E級(jí)，同時(shí)應(yīng)具有40年以上的使用壽命。1E級(jí)電纜按照核電站電 氣系統(tǒng)設(shè)備的安全類別又可以分為K1類電纜（耐輻照劑量為850kGy)和K2類電纜（耐輻 照劑量為250kGy)。
[0003] 隨著國(guó)家對(duì)核電事業(yè)發(fā)展的大力支持，我國(guó)核電站采用的技術(shù)也在不斷更新，因 此對(duì)于核電站用電纜的要求也日益更新。自從AP1000 (大于壓水堆核電站）第三代核電技 術(shù)登上歷史的舞臺(tái)，核電站用電纜又分為安全殼內(nèi)和安全殼外用電纜，其中安全殼內(nèi)用電 纜除了要滿足K1類電纜所有性能要求外，還要滿足2750kGy的高輻照劑量要求，以及60年 的使用壽命。但隨著核電站各種安全級(jí)別的提高，對(duì)電纜的安全要求也隨之提高，特別是耐 輻照劑量具有更高的要求，因此，對(duì)于電纜的結(jié)構(gòu)、材料以及制備工藝提出了更高的要求。
[0004] CAP1400大型壓水堆核電機(jī)組是在消化、吸收、全面掌握我國(guó)引進(jìn)的第三代先進(jìn)核 電AP1000非能動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)再創(chuàng)新開(kāi)發(fā)出具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)、功率更大的非 能動(dòng)大型先進(jìn)壓水堆核電機(jī)組。因此，對(duì)于CAP1400核電站用電纜的要求也隨之更高，特別 是嚴(yán)酷環(huán)境中1E級(jí)電纜，需在60年核電站設(shè)計(jì)壽命下指定的正常工況、異常工況，以及設(shè) 計(jì)基準(zhǔn)事故（DBA)工況所要求的時(shí)間內(nèi)，始終能夠滿足所要求的信號(hào)傳輸功能及相關(guān)結(jié)構(gòu) 完整性要求。因此，如何開(kāi)發(fā)出滿足國(guó)產(chǎn)化核電站嚴(yán)酷環(huán)境中要求的電纜，是當(dāng)前所面臨的 主要問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種耐輻照劑量高的CAP1400大型壓水堆核 電站安全殼內(nèi)用電纜。
[0006] 解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：
[0007] CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，包括導(dǎo)體、絕緣體、填充繩、繞包帶、 隔氧層以及外護(hù)套，絕緣體包裹導(dǎo)體后通過(guò)繞包帶所繞包，填充繩填充在繞包帶與絕緣體 之間，隔氧層包裹繞包帶，外護(hù)套包裹隔氧層，還包括聚酰亞胺帶，該聚酰亞胺帶繞包在絕 緣體上，在繞包聚酰亞胺帶時(shí)上一層的一部分地被下一層的一部分所覆蓋。
[0008] 優(yōu)選地，所述絕緣體由內(nèi)絕緣層和外絕緣層所組成，內(nèi)絕緣層和外絕緣層均采用 乙丙橡膠。
[0009] 優(yōu)選地，所述內(nèi)絕緣層采用的乙丙橡膠為輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵的乙丙橡膠，外絕緣 層采用的乙丙橡膠為輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃的乙丙橡膠。
[0010] 優(yōu)選地，所述隔氧層為氧指數(shù)大于35的低煙無(wú)鹵高阻燃的隔氧層，該隔氧層采用 擠壓式模具擠出并包裹在絕緣體上。
[0011] 優(yōu)選地，所述聚酰亞胺帶的化學(xué)結(jié)構(gòu)是以芳香酰亞胺和芳醚為單元的重復(fù)。
[0012] 優(yōu)選地，所述聚酰亞胺帶具有如下參數(shù)：
[0013] 拉伸強(qiáng)度彡21MPa;
[0014] 斷裂伸長(zhǎng)率彡125% ;
[0015] 體積電阻率彡IX 1016Q ? cm ;
[0016] 氧指數(shù)彡48;
[0017] 耐輻射性能彡4000kGy。
[0018] 采用了上述方案，本發(fā)明在導(dǎo)體上擠出絕緣后，采用了聚酰亞胺薄帶繞包在絕緣 體上，既保證了電纜耐輻照性能，又可防止絕緣在長(zhǎng)期熱老化的情況下發(fā)生粘連。本產(chǎn)品適 用于核電站安全殼內(nèi)輻照劑量較高的場(chǎng)合，并且能達(dá)到60年的長(zhǎng)期使用壽命。產(chǎn)品滿足核 電站用電纜低煙、無(wú)鹵、無(wú)毒特性，滿足RoHS要求。
[0019] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：
[0020] 安全殼內(nèi)（含安全殼外事故工況區(qū)域）低壓電力和控制電纜主要性能如下：
[0021] 電壓等級(jí)：0.6/lkV
[0022] 滿足60年鑒定壽命（IEEE 383-2003, RG1. 211)，并能夠經(jīng)受事故工況（嚴(yán)酷環(huán)境 中）；
[0023] IEC 60332-3-23 B類成束燃燒要求；
[0024] 60年正常運(yùn)行條件下的y劑量2. 5X 105Gy以上；
[0025] 事故工況y劑量2. 53X 105Gy以上；
[0026] 必要的事故工況0劑量2. 58X 106Gy以上；
[0027] 事故下最高溫度218°C ;
[0028] 事故下最高壓力408Pa ;
[0029] 相對(duì)濕度：100 %;
[0030] 必要的事故后浸水試驗(yàn)，模擬水淹深度：114. 7kPa ;
[0031] 事故期間及之后保持護(hù)套不脫落的完整性要求。
[0032] 經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，本發(fā)明完全適用于CAP1400和華龍一號(hào)核電站安全殼內(nèi)用電纜。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0033] 圖1為本發(fā)明的電纜的結(jié)構(gòu)示意圖；

【具體實(shí)施方式】
[0034] 參照?qǐng)D1，本發(fā)明的CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，包括導(dǎo)體1、絕緣 體2、繞包帶3、填充繩4、隔氧層5、外護(hù)套6以及聚酰亞胺薄帶7,下面對(duì)各層進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō) 明：
[0035] 絕緣體2包裹導(dǎo)體后通過(guò)繞包帶所繞包。絕緣體2由內(nèi)絕緣層和外絕緣層所組成， 采用雙層的絕緣結(jié)構(gòu)，內(nèi)層保證電纜優(yōu)質(zhì)的電氣性能，外層保證電纜的機(jī)械性能、阻燃和耐 輻照性能。內(nèi)絕緣層和外絕緣層均采用乙丙橡膠，內(nèi)絕緣層采用的乙丙橡膠為輻照交聯(lián)低 煙無(wú)鹵的乙丙橡膠，外絕緣層采用的乙丙橡膠為輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃的乙丙橡膠。采用 這種材料的原因在于：由于高分子材料在受到高能射線輻射后，往往容易裂解產(chǎn)生自由基、 離子化或與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致高分子材料性能劣化。因此，絕緣體2的材料選擇摒 棄了傳統(tǒng)的乙丙橡膠配方體系，選用新型配方體系，提高了耐溫等級(jí)，并且采用輻照方式進(jìn) 行交聯(lián)，一方面保證了電纜的阻燃性能，另一方面又增強(qiáng)了電纜的耐輻照性能，符合電纜在 核電站中的運(yùn)行環(huán)境要求。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)的機(jī)械性能也確保了電纜在經(jīng)受90°C導(dǎo)體溫度的熱 老化過(guò)程中，60年的設(shè)計(jì)壽命。絕緣體2的雙層結(jié)構(gòu)在擠出時(shí)采用相應(yīng)的模具和擠壓式工 藝，能有效保證絕緣線芯的圓整度以及外觀的光滑。
[0036] 工藝上，內(nèi)絕緣層和外絕緣層采用雙層共擠方式。采用共擠工藝進(jìn)行擠出，產(chǎn)品 擠出后采用輻照交聯(lián)，為了保證產(chǎn)品輻照的均勻性，采用二次輻照交聯(lián)后再進(jìn)行性能檢測(cè)， 本發(fā)明電纜中的絕緣體2與傳統(tǒng)電纜的絕緣體的實(shí)驗(yàn)性能比較如下表：
[0037]

【權(quán)利要求】
1. CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，包括導(dǎo)體、絕緣體、填充繩、繞包帶、隔 氧層以及外護(hù)套，絕緣體包裹導(dǎo)體后通過(guò)繞包帶所繞包，填充繩填充在繞包帶與絕緣體之 間，隔氧層包裹繞包帶，外護(hù)套包裹隔氧層，其特征在于，還包括聚酰亞胺帶，該聚酰亞胺帶 繞包在絕緣體上，在繞包聚酰亞胺帶時(shí)上一層的一部分地被下一層的一部分所覆蓋。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，其特征在于，所 述絕緣體由內(nèi)絕緣層和外絕緣層所組成，內(nèi)絕緣層和外絕緣層均采用乙丙橡膠。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，其特征在于，所 述內(nèi)絕緣層采用的乙丙橡膠為輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵的乙丙橡膠，外絕緣層采用的乙丙橡膠為 輻照交聯(lián)低煙無(wú)鹵阻燃的乙丙橡膠。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，其特征在于，所 述隔氧層為氧指數(shù)大于35的低煙無(wú)鹵高阻燃的隔氧層，該隔氧層采用擠壓式模具擠出并 包裹在絕緣體上。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，其特征在于，所 述聚酰亞胺帶的化學(xué)結(jié)構(gòu)是以芳香酰亞胺和芳醚為單元的重復(fù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的CAP1400大型壓水堆核電站安全殼內(nèi)用電纜，其特征在 于，所述聚酰亞胺帶具有如下參數(shù)： 拉伸強(qiáng)度彡21MPa ; 斷裂伸長(zhǎng)率彡125% ; 體積電阻率彡1X1016Q ? cm ; 氧指數(shù)多48 ; 耐福射性能多4000kGy。
【文檔編號(hào)】H01B7/29GK104505156SQ201410788031
【公開(kāi)日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】顧申杰, 樓天楊, 盧燕蕓, 徐佳, 劉紅成, 陸權(quán), 展燕, 韓洪炳, 陳偉, 洪啟付, 周敘元, 吳中湖 申請(qǐng)人:常州八益電纜股份有限公司, 上海核工程研究設(shè)計(jì)院