一種核電站用阻燃耐火抗輻射電纜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電線電纜技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于核電站的阻燃耐火抗輻射電纜。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)，以煤炭為主的能源結(jié)構(gòu)不僅已無(wú)法適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，也造成了較嚴(yán)重的社會(huì)能源、環(huán)境問(wèn)題。據(jù)統(tǒng)計(jì)，能源方面，煤炭可供人類使用的時(shí)間為二百至二百二十年，中國(guó)面臨煤炭枯竭的嚴(yán)峻形勢(shì)不言而喻；環(huán)境方面，燃用各種化石燃料導(dǎo)致向大氣中排放大量的溫室氣體二氧化碳及硫氧化物、氮氧化物等有害氣體以及大量的煙塵，對(duì)環(huán)境造成極其嚴(yán)重的破壞。因此，中國(guó)有必要積極改善能源利用結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)能源的多元化供給。而在水電方面，由于有枯水期和豐水期的分別，造成水電電力不夠穩(wěn)定；太陽(yáng)能和風(fēng)能在短期內(nèi)又不可能在總電力裝機(jī)容量中占有較大的份額。所以，核能是目前唯一達(dá)到工業(yè)應(yīng)用、可以大規(guī)模替代化石燃料的能源。
[0003]核電作為一種清潔能源，對(duì)于滿足中國(guó)電力需求、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)能源可持續(xù)發(fā)展具有重要戰(zhàn)略意義。作為核電站“血管”和“神經(jīng)”的電纜線路系統(tǒng)，在核電站的正常運(yùn)行及安全停堆方面起著非常重要的作用，也是安全的關(guān)鍵要素，特別對(duì)于安全殼內(nèi)的惡劣運(yùn)行環(huán)境，對(duì)電纜的要求尤為苛刻，國(guó)際核安全標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步提高，新標(biāo)準(zhǔn)增加了縱深防御的層次；在設(shè)計(jì)中必須考慮對(duì)嚴(yán)重事故的預(yù)防和緩解；強(qiáng)調(diào)了概率風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)的應(yīng)用并進(jìn)一步提高了防火要求等。核電站用的電纜因環(huán)境的惡劣性，會(huì)受到大量射線，故需確保電纜的絕緣和護(hù)套材料不變脆、力學(xué)性能不變差；同時(shí)需保證電纜長(zhǎng)期在高溫環(huán)境下工作能具有70年以上的使用壽命；核電站用電纜還需滿足在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，釋放較低的煙霧量，并且能夠無(wú)毒性及腐蝕性、有效發(fā)揮阻燃作用，不會(huì)使電纜成為火焰蔓延的通道。即使發(fā)生LOCA時(shí)，電纜受到高溫高壓蒸汽的沖擊和腐蝕性化學(xué)藥劑、大劑量的γ線照射的作用，且在燃燒時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間保持通電信息。綜上，可見(jiàn)適用于核電站的電纜的各方面性能要求嚴(yán)苛，不僅要具有普通電纜的一般特性，而且還需具有抗開(kāi)裂、低煙、無(wú)鹵、阻燃、壽命長(zhǎng)的性能，還要具有特定的耐環(huán)境性，如耐輻射、耐LOCA性。
[0004]對(duì)于核電站電纜，目前行業(yè)內(nèi)也有大量研宄:如中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)CN102956314 A中公開(kāi)了一種核電站用無(wú)鹵阻燃抗開(kāi)裂IE級(jí)電纜，包括多根導(dǎo)體、屏蔽層、繞包層和外護(hù)層，導(dǎo)體外擠包內(nèi)絕緣層和外絕緣層，外絕緣層上繞包聚酯帶、縱包鋁塑復(fù)合帶成絕緣線芯，多根絕緣線芯填充無(wú)堿玻璃絲繩并繞包高阻燃繞包帶成纜芯，所述纜芯上由內(nèi)至外依次設(shè)置銅絲編織屏蔽層、無(wú)鹵帶繞包層和輻照交聯(lián)無(wú)鹵低煙阻燃聚烯烴外護(hù)層。中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)CN 103545041 A中公開(kāi)了一種高阻燃環(huán)保型核電專用電力電纜，該電纜包括線芯，所述的線芯外包覆有絕緣層，絕緣層外設(shè)有玻璃纖維層，玻璃纖維層上包覆有屏蔽層，屏蔽層上包覆有無(wú)鹵防護(hù)套，所述的無(wú)鹵防護(hù)套是由無(wú)鹵環(huán)保高阻燃塑料制成，能夠有效地提高阻燃性能。中國(guó)實(shí)用新型專利申請(qǐng)CN 103545043 A本實(shí)用新型涉及一種低煙無(wú)鹵阻燃型核電雙芯電力電纜，包括兩根絕緣導(dǎo)體，每根絕緣導(dǎo)體由纜芯導(dǎo)體和包裹在纜芯導(dǎo)體上的絕緣層組成，兩根絕緣導(dǎo)體外部依次設(shè)有低煙無(wú)鹵阻燃帶層、屏蔽層和外護(hù)套，低煙無(wú)鹵阻燃帶層與絕緣導(dǎo)體之間設(shè)有無(wú)鹵阻燃玻璃纖維阻燃填充物。所述的一種低煙無(wú)鹵阻燃型核電雙芯電力電纜，采用低煙無(wú)鹵阻燃層的設(shè)計(jì)，能夠有效地提高阻燃效果，使電纜使用壽命增加。但由于電纜的性能各異，耐腐蝕性，耐熱性、耐輻照性和耐LOCA性更優(yōu)的電纜急需研發(fā)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是公開(kāi)一種核電站用阻燃耐火抗輻射電纜，該電纜具有較高的耐輻射性、耐熱性、耐輻照性和耐LOCA性，在核電站等復(fù)雜環(huán)境下使用壽命也能超過(guò)70年。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開(kāi)的技術(shù)方案是:一種核電站用阻燃耐火抗輻射電纜，所述電纜由內(nèi)到外依次包括:至少一根線芯、絕緣填充物、第一層苯撐硅橡膠、聯(lián)鎖鎧裝層、第二層苯撐硅橡膠及護(hù)套層；所述第一層苯撐硅橡膠繞包所述線芯及絕緣填充物，所述聯(lián)鎖鎧裝層包覆在所述第一層苯撐硅橡膠外，所述第二層苯撐硅橡膠包覆在所述聯(lián)鎖鎧裝層外，所述護(hù)套層包覆所述第二層苯撐硅橡膠。
[0007]優(yōu)選的，所述線芯由導(dǎo)體及包覆導(dǎo)體的絕緣層組成。
[0008]優(yōu)選的，包覆導(dǎo)體的絕緣層采用的是聚醚酰亞胺材料。
[0009]優(yōu)選的，所述導(dǎo)體的體積電阻率在20°C時(shí)控制在0.01680Ω._2/πι內(nèi)。
[0010]優(yōu)選的，所述絕緣填充物采用的是苯撐硅橡膠材料。
[0011]優(yōu)選的，護(hù)套層是軋紋銅護(hù)套。
[0012]優(yōu)選的，所述第一層苯撐硅橡膠的厚度是在1.2 — 3.6mm之間。
[0013]優(yōu)選的，所述第二層苯撐硅橡膠的厚度是在1.8 — 3.0mm之間。
[0014]優(yōu)選的，所述電纜中設(shè)有三根線芯，三根線芯緊密絞合在一起。
[0015]優(yōu)選的，每根線芯中均設(shè)有若干導(dǎo)體，若干導(dǎo)體均緊密絞合在一起。
[0016]本實(shí)用新型中所述的絕緣填充物、第一層苯撐硅橡膠、第二層苯撐硅橡膠均采用的是陶氏苯撐硅橡膠。所述的陶氏苯撐硅橡膠是指陶氏化學(xué)生產(chǎn)的苯撐硅橡膠。
[0017]由于使用場(chǎng)所的特殊性，使得核電站用電纜具有優(yōu)良的電氣性能，通過(guò)采用優(yōu)質(zhì)一級(jí)無(wú)氧桿通過(guò)退火技術(shù)使得電纜內(nèi)導(dǎo)體的體積電阻率20°C控制在0.01680Q.mm2/m內(nèi)，斷裂伸長(zhǎng)率控制大于35%，使得導(dǎo)體的柔韌性得到改善，并通過(guò)改進(jìn)的緊壓技術(shù)，使得它的緊壓系數(shù)達(dá)到0.95，通過(guò)最大極限的緊壓，使絞合導(dǎo)體線芯如實(shí)心導(dǎo)體一般，確保了導(dǎo)體外觀圓整，在同一個(gè)立體面上的沒(méi)有任何的凹凸不平現(xiàn)象，使得導(dǎo)體有效地緊密地包覆在絕緣內(nèi)，從而避免了場(chǎng)強(qiáng)擊穿現(xiàn)象，提高了導(dǎo)電性能，確保了高傳輸流量。
[0018]本申請(qǐng)文件中為了保證電纜在本質(zhì)上的整體無(wú)鹵、無(wú)毒、阻燃、耐腐蝕、優(yōu)良的耐輻射性能，還要保證在寬廣的頻率和溫度范圍內(nèi)有穩(wěn)定的介電常數(shù)和介電損耗及極高的介電強(qiáng)度，表現(xiàn)出優(yōu)異的電氣性能，本申請(qǐng)文件中采用了新型的聚醚酰亞胺材料作為導(dǎo)體絕緣層；突破常規(guī)電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，以保證產(chǎn)品既能滿足IEEE383規(guī)定的成束電纜垂直燃燒試驗(yàn)，也能滿足發(fā)生LOCA時(shí)，電纜受到高溫高壓蒸汽的沖擊和腐蝕性化學(xué)藥劑、大劑量的γ線照射的作用，且在燃燒時(shí)能夠長(zhǎng)時(shí)間保持通電信息。
[0019]本申請(qǐng)文件中在線芯成纜時(shí)繞包或擠塑第一層陶氏苯撐硅橡膠并用陶氏苯撐硅橡膠條加以填充，此物質(zhì)燃燒時(shí)溫度越高結(jié)殼越硬，很好地保護(hù)了電纜的電氣性能；為了免受外界的機(jī)械損傷，本申請(qǐng)文件中在第一層陶氏苯撐硅橡膠外面增加了聯(lián)鎖鎧裝層，為進(jìn)一步增加電纜本體的難燃