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1E级K3类电缆的新一轮竞争

发布时间: 2010-8-20    点击:   文章来源:中国电线电缆网   
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  • 1E级K3类电缆的新一轮竞争 60年热寿命评定试验(一) 上海电缆研究所钟健 一、前言 我国已建成核电站的设计寿命均为40年或以下,如秦山核电站为30年、秦山核电二期为40年、秦山三期(重水堆)核电站为40年、大亚湾核电站为40年、岭澳核电站一期为40年、田湾核电站一期为40年。
    • 关键字
    • 电缆,一轮,竞争
  • 来源:中国电线电缆网www.cwc.net.cn,未经授权,不得采录,违者必究!
    1EK3类电缆的新一轮竞争
    60年热寿命评定试验(一)
    上海电缆研究所 钟 健
       一、前言
       我国已建成核电站的设计寿命均为40年或以下,如秦山核电站为30 年、秦山核电二期为40 年、秦山三期(重水堆)核电站为40 年、大亚湾核电站为40 年、岭澳核电站一期为40 年、田湾核电站一期为40 年。
    我国目前在建核电站的设计寿命为40年和60年,大致各占一般,见表1。
       拟建核电站,涉及的省份已经增加到15个。按这样发展速度,到2020年,我国核电运行和在建的总装机容量,有  望达到10220万千瓦,即使保守的估计,也将达到7800万千瓦,这个数字将大幅超额完成规划确定的运行和在建共5800万千瓦的目标。
        目前拟建核电站,合计有102台,设计寿命基本上都为60年,也许会要求更长。
    表1  中国建设中的核电站汇总
    序号
     
    地点和名称
    投资
    (亿)
     
    型式
     
    机组
    台数
    额定
    功率
    万千瓦
    年发电电量亿千瓦时
    设计
    寿命
    (年)
    国产化率%约
    开工
    日期
     
    1
    深圳岭澳核电站二期
    260
    CPR1000中国
    2
    100
    145
    40
    60
    05/12/15
    2
    大连红沿河核电站一期
    486
    CPR1000中国
    4
    100
    300
    40
    60
    07/08/18
    3
    福建宁德核电站一期
    490
    CPR1000中国
    4
    100
    300
    40
    75
    08/02/18
    4
    福建宁德核电站三山镇
    267.6
    M310法国
    2
    100
    140
    40
    75
    08/11/21
    5
    广东阳江核电站东平镇
    742
    CPR1000中国
    6
    100
    456
    40
    83
    08/12/16
    6
    浙江泰山核电站扩建海盐
    268.66
    CNP1000中国
    2
    110
    160
    60
    80
    08/12/26
    7
    中国实验快堆
     
    俄罗斯(快堆)
    1
    25
     
     
     
    08/05/10
    8
    浙江三门核电
    250
    AP1000美国
    2
    125
    150
    60
    70
    08/02/26
    9
    广东台山核电站一期赤溪镇
    237
    EPR法国
    2
    175
    260
    60
    50
    08/08/26
    10
    山东海阳核电
    400
    AP1000美国
    2
    125
     
     
    60
    09//03/08
    11
    山东威海荣城市石岛湾核电
    30
    高温气冷中国
    2
    20
     
     
    70
    09/09/-
       二、早期电缆热寿命评定试验经验
       传统的电缆热寿命评定试验,通常采用阿累尼乌斯计算公式外推,在本质上是一项经验计算工具,试验时有多个边界条件的影响,如时间限度、温度范围、寿命终止、试验技术和人为误差等。
       美国早有一种的观点:“在电缆设计寿命期间,电缆工作中所出现情况,在实验室内找不到完全等效施加物理条件的加速试验方法。所以只得应用阿累尼乌斯技术或其他实验室技术。加速热寿命试验只能提供材料的相对热寿命数据,进一步看,由丁基橡胶绝缘电缆推测的数据说明,采用阿累尼乌斯技术的加速寿命试验数据,外推法所导出的寿命时间,比实际寿命低。虽然这样的数据,作为认可的概念性原则是不充分的。然而似乎可以说明这样一点,即新型绝缘加速热寿命情况与已经充分确认具有优越的使用记录的绝缘对比,可以证明新型绝缘能够长期使用。”
    20世纪80年代初,受机械部工作指令:上海电缆厂、沈阳电缆厂和上海电缆研究所合作,按照美国EBASCO规范规定的试验方法,进行国产核电站用电缆的热寿命评定。由于当时没有足够的经验,只能照搬照办,当时试验的电缆,实际上相当于现在的K3类电缆。
       当时的试验对象为高压乙丙橡胶绝缘电缆和含卤阻燃乙丙橡胶绝缘电缆,试样分为二种:a)成品电缆绝缘导体抽去铜线的管状试样;b)绝缘料压制哑铃片试样。试验温度取三点,即121℃ 136℃ 150℃。为了探索老化程度的差异,设定了二种寿命终止点定义:a)取试样断裂伸长率绝对值下降到40%;b)取断裂伸长率的保留率下降到原始值的40 % 。遗憾的是热寿命试验评定结果与期望值相差甚远。这些试验数据及其计算结果汇总于表2~表5。
    表2  高压EPR电线管状试样试验结果及其外推寿命
    试验温度
    断裂伸长率下降到40%
    断裂伸长率保留率下降到40%
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    121
    2844
    4.38年
    0.99
    1536
    1.6年
    0.98
    136
    1018
    864
    150
    356
    280
     
    表3  高压EPR材料哑铃片试样试验结果及其外推寿命
    试验温度
    断裂伸长率下降到40%
    断裂伸长率保留率下降到40%
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    121
    3240
    6.1年
    0.99
    1884
    2.4年
    0.99
    136
    930
    754
    150
    335
    270
     
    表4  含卤阻燃EPR电线管状试样试验结果及其外推寿命
    试验温度
    断裂伸长率下降到40%
    断裂伸长率保留率下降到40%
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    121
    2736
    4.58年
    0.99
    1728
    2.3年
    0.99
    136
    860
    648
    150
    314
    242
     
    表5  含卤阻燃材料哑铃片试样试验结果及其外推寿命
    试验温度
    断裂伸长率下降到40%
    断裂伸长率保留率下降到40%
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    时间 h
    外推寿命
    γ计算值
    121
    3000
    7.8年
    0.99
    1632
    2.6年
    0.99
    136
    835
    700
    150
    254
    204
     
       相对比较,在表2~表5可以看出几个现象:
       a) 对于不同的寿命终止指标,可看出:断裂伸长率下降到40% 的外推寿命,比断裂伸长率保留率下降到40 %长2~3倍。
       b) 无卤素的绝缘材料和含卤素的绝缘材料,二者外推寿命长相差不十分显著,这说明当时采用的卤素阻燃剂并不显著加速聚合物的老化。
       c) 管状试样与片状试样相比,前者的外推寿命略低于后者,但并不具有可比规律性。
       上述的试验中,尚存在二个问题:1) 当时试验用烘箱的换气量,不能有效控制;2) 当时受试验条件的限制,未考虑增加175℃的试验方案。
       第一次热寿命评定试验结果与预期目标相差甚远,但电缆使用十多年后,情况仍属正常。
     
      相关阅读链接:60年热寿命评定试验(二)
                            60年热寿命评定试验(三)
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