CAP系列穩壓器電加熱器元件電纜的設計及驗證

倪 勇， 劉旌平， 胡誠成

(上海電纜研究所有限公司 特種電纜技術國家重點實驗室， 上海 200093)

0 引 言

核電站的“心臟”是核反應堆，而穩壓器則是“心臟”的“起搏器”。穩壓器是壓水堆核電站(Nuclear Power Plant，NPP)的關鍵設備，起著維護系統壓力的作用[1]。全球核電廠穩壓器電加熱器供應商主要有THERMOCOAX、VULCANIC、WATLOW、GENERAL ELECRIC、重慶川儀等[2]。穩壓器電加熱器元件電纜隨穩壓器加熱元件同機進口，用量不大，價格昂貴、采購周期漫長，其研發、結構設計、生產工藝、試驗評估等各個環節都具有一定的難度和相當的工作量，屬于少批量、高技術含量產品。供貨商提供的相關技術參數比較模糊，響應較遲緩，特別是材料在耐熱性、耐輻照性能指標參數上存在技術上的“黑匣子”。甚至部分核電工程因電纜的問題無法解決而耽擱了穩壓器整體設備的國產化進程。鑒于此，本工作對CAP系列穩壓器電加熱器元件電纜進行設計并驗證，解決電加熱器電纜的國產化問題。

1 電纜設計

1.1 總體設計

因高溫電纜的工作環境存在核輻射、濕熱環境方面的要求，電纜應有優良的電氣性能、阻燃性能可通過單根燃燒試驗以及B類的成束燃燒試驗、長期浸水試驗。

1.2 電纜結構設計

穩壓器電加熱器元件電纜的結構示意圖見圖1。根據相關要求，穩壓器電加熱器元件電纜在CAP1000核電站中，持續運行溫度至少為124 ℃，工作壽命期望60 a；在CAP1400核電站中，持續運行溫度至少為132 ℃，工作壽命期望60 a，同時須耐受γ射線累積輻照劑量312 kGy。因此，電纜的線芯導體、絕緣層、防護層均須滿足嚴格的技術指標要求。……