1E级K1类核电站用电力电缆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种1E级K1类核电站用电力电缆，它属于电缆设备领域，它提供了一种1E级K1类核电站用电力电缆，填补了国内同类产品的技术空白，它包括电缆芯、内绝缘层、外绝缘层、填充层、包带、外护套，所述电缆芯由无氧铜丝铰和而成，电缆芯数量为1-6根，电缆芯外部为内绝缘层，内绝缘层外部为外绝缘层，外绝缘层外部为包带，外绝缘层与内绝缘层之间的空隙为填充层，包带外部为保护套。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种IE级Kl类核电站用电力电缆，属于电缆设备领域。
技术介绍
能源危机是世界性问题，对于中国的快速发展，能源在国民经济中具有特别重要的战略地位。我国目前能源供需矛盾尖锐，结构不合理；能源利用效率低；一次能源消费以煤为主，化石能的大量消费造成严重的环境污染。今后15年，满足持续快速增长的能源需求和能源的清洁高效利用，对能源科技发展提出重大挑战。国家中长期科学和技术发展规划纲要中明确提出“推进能源结构多元化，增加能源供应。……大力发展核能技术，形成核电系统技术自主开发能力……加强对能源装备引进技术的消化、吸收和再创新。攻克先进煤电、核电等重大装备制造核心技术。提高能源区域优化配置的技术能力。重点开发安全可靠的先进电力输配技术，实现大容量、远距离、高效率的电力输配。”积极推进核电建设并 实现国产化，是其中的重要工作，而国内自主研发推广IE级Kl类电缆是核电建设国产化的一个重要内容。2004年末，世界上的核电装机容量已达到3. 67亿kW，还有2029万kW在建，核电发电量占全部发电量的16%。到目前为止，美国核电的发电总量占电力生产总量的20% ;日本核发电总量占全国电力生产总量的34% ;韩国核发电总量占全国电力生产总量的40%。日本和韩国在2015年前将分别再建设15与10座新的反应堆；俄罗斯目前有22座反应堆在运行，发电总量占全国电力生产总量的17%，而2020年前，俄罗斯还将新建15至25座反应堆。众所周知，法国核电的比例占到了 70%，其结果是法国得到了较低的电价、良好的环境和在欧盟电力市场上强劲的竞争力。在东南亚等诸多发展中国家，核电能源的开发几乎是空白。国际原子能机构预测，在未来的几十年间核电仍将得到更大的发展。2004年我国的发电装机容量为4. 407亿kW，其中火电3. 249亿kW，发电用煤量约980Mt，核电容量仅占电力生产总量的2%。在这种情况下，我国就已出现了煤电油异常紧张的状况；同时，燃煤电站产生的SO2年排放量约为8. OMt，大气污染也已相当严重。按照电力工业发展规划，到2020年我国发电装机容量将达到9. 5亿kW，需要新增燃煤机组近3. O亿kW，发电用煤量将超过1500Mt。新增煤炭所需增加的运力将非常巨大。核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。例如，一座100万千瓦的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨。按照国家电力发展规划，2020年核电装机容量占装机容量的4%。这个比例与目前国际平均核电装机(发电量16%)水平相比存在很大差距。我国到2050年如要达到发达国家的平均核电装机水平，进入国际先进国家的行列。按目前发达国家的平均水平计算，我国2050年发电装机将达到20 30亿kW，届时以煤炭为主的能源格局所带来的环境和资源问题是无法想象的。IE级是指完成反应堆紧急停堆；安全壳隔离、堆芯应急冷却、反应堆余热导出、反应堆安全壳的热导出；防止放射性物质向周围环境排放等功能的电气系统设备的安全级。IE级K3类电缆敷设在安全壳外，至于IE级Kl类电缆敷设在安全壳内，性能要求更高，目前，根据中国核工业集团公司介绍，Kl类电缆的建设成本占到IE级电缆的50%以上，该类电缆全部依赖进口，这些进口的电缆产品附加值高，进口成本大。我国建造第一座核电站时，电缆几乎全部进口。在国家“十一五”规划建议中指出，实现中国经济增长方式根本转变，最重要的就是大力推进科技进步和创新，提高产业结构的层次，发展高附加值的现代服务业和高新技术产业，尤其要努力打造拥有自主知识产权的强势产业。着眼于高起点、高水平、高附加值的核电站用电力电缆研发，通过自主创新，在国内研制出IE级Kl类核电站用电力电缆刻不容缓。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种IE级Kl类核电站用电力电缆；填补国内同类产品的技术空白。为解决上述技术问题，本技术采用如下技术方案一种IE级Kl类核电站用电力电缆，它包括电缆芯、内绝缘层、外绝缘层、填充层、包带、外护套，所述电缆芯由无氧铜丝铰和而成，电缆芯数量为1-6根，电缆芯外部为内绝缘层，内绝缘层外部为外绝缘层，外绝缘层外部为包带，外绝缘层与包带之间的空隙为填充层，包带外部为保护套。所述电缆芯数量为I根，电缆芯的截面呈圆形结构。所述电缆芯数量为2根，电缆芯的截面呈半圆形结构，每根电缆芯有自己的内绝缘层和外绝缘层，并在外部由包带将它们包裹在一起。所述电缆芯数量为3根，电缆芯的截面呈侧边夹角120°的扇形结构，所有电缆芯夹角向内等分排列，每根电缆芯有自己的内绝缘层和外绝缘层，并在外部由包带将它们包裹在一起。所述电缆芯数量为4根，电缆芯的截面呈侧边夹角90°的扇形结构，所有电缆芯夹角向内等分排列，每根电缆芯有自己的内绝缘层和外绝缘层，并在外部由包带将它们包裹在一起。所述电缆芯数量为5根，电缆芯的截面呈侧边夹角72°的扇形结构，所有电缆芯夹角向内等分排列，每根电缆芯有自己的内绝缘层和外绝缘层，并在外部由包带将它们包裹在一起。所述电缆芯数量为6根，电缆芯的截面呈侧边夹角60°的扇形结构，所有电缆芯夹角向内等分排列，每根电缆芯有自己的内绝缘层和外绝缘层，并在外部由包带将它们包裹在一起。在本技术中，电缆芯采用无氧铜丝，符合GB/T3956标准中规定的2类导体结构要求。内绝缘层采用高电气性能和机械物理性能的无卤低烟交联绝缘料。外绝缘层采用无卤低烟阻燃耐辐射聚烯烃绝缘料，保证绝缘线芯的阻燃性能和耐辐射性。填充层采用无碱玻璃丝绳填充料，保证产品的高阻燃性和圆整性。包带采用高阻燃包带，起到扎紧和阻燃性能。外护套采用无卤低烟阻燃耐辐射辐照交联热固性聚烯烃护套料。本技术产品技术指标I、一般特性指标符合GB/T12706标准要求。2、核级电缆特殊性能指标热寿命电缆使用寿命60年(试验方法符合IEEE101标准要求，高于该标准40年的要求)。 辐照剂量、模拟L0CA-HELB性能、电性能符合IEEE 383标准要求。3、阻燃性能指标分别符合GB/T18380. I及GB/T18380. 3规定的单根垂直燃烧试验和成束燃烧试验要求。本技术具有如下有益效果I、电缆辐照加工工艺通过电子加速器辐照交联工艺，控制辐照剂量，利用马来酸酐作为接枝体，改善新材料交联方式，使材料在载荷下最大伸长率在90%以下，远高于(175%标准要求，优于温水交联和化学交联方式结果，在电子束高能量作用下，使阻燃剂与抗辐照剂主份有效兼容，特别是抗辐照剂、阻燃剂对材料负面性能影响得到克服，使材料的耐热性、耐辐射性、机械强度、耐应力开裂、阻燃、耐热变形、耐腐蚀等性能大幅度提高，电气绝缘性能也得到改善2、设计试验方法创新加速老化热寿命试验方法是模拟电缆在实际运行中受到的热、辐照等环境因素来判断电缆的相当使用寿命。主要核电大国进行热老化和辐照老化的试验条件各不相同，最短时间判断需要216小时，这对生产影响较大，我公司通过应用Arrhenius方程,对电缆材料进行合理测试研究,设计采用180°C /168小时加工工艺,通过提高热老温度来缩短老化时间，以得到加速老化热寿命试验方法。3、阻燃耐辐射热固性新材本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种1E级K1类核电站用电力电缆，其特征在于：它包括电缆芯、内绝缘层、外绝缘层、填充层、包带、外护套，所述电缆芯由无氧铜丝铰和而成，电缆芯数量为1?6根，电缆芯外部为内绝缘层，内绝缘层外部为外绝缘层，外绝缘层外部为包带，外绝缘层与包带之间的空隙为填充层，包带外部为保护套。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高元松，胡海杰，李万忠，
申请(专利权)人：中永电缆电气集团有限公司，
类型：实用新型
国别省市：