第三代压水堆核电站级壳内电缆附件研制及鉴定(3)
3.2 热收缩部件的结构设计
为满足核环境高能射线辐照、高温高压蒸汽入侵、酸性和碱性溶液浸没的要求,对热收缩部件进了特殊设计,且确保各部件配合使用性能更优,结构简图如图6所示。
图6 热缩收缩部件结构图Fig.6 Structure of heat-shrinkable parts
(1)热缩套管:双壁管结构,由热缩材料和热熔胶双层构成,外层实现热缩、再绝缘及密封防护作用,内层热熔胶能缓冲机械应变和加强密封性。收缩倍率为2∶1和3∶1,与不同接口配套。
(2)分支手套:双壁结构,结构原理与热缩套管一致;分支手套主要应用于多芯电缆的分支与密封。收缩倍率为2∶1和3∶1,与不同电缆配套。
(3)热缩封帽:双壁结构,结构原理与热缩套管一致;热缩封帽套主要应用于单芯/多芯电缆的分支密封以及备用线芯密封。收缩倍率为2∶1和3∶1,与不同电缆配套。
(4)热收缩带:双壁结构,由可热收缩的基带与可热熔融层复合制得;收缩原理与热缩套管一致。但其不同于热缩套管,其使用方便、灵活, 且不受场合条件限制, 可应用在热收缩套管无法应用的地方完成绝缘、密封等作用。该热收缩部件是本项目中难度系数最大的,对结构尺寸设计、生产及安装工艺要求极高。
3.3 中间接头设计设计原则
(1)实现电缆与电缆、电缆与贯穿件的电气连接,不降低电缆及贯穿件原有性能;
(2)具有再绝缘及密封防护作用,防止潮气、水汽、等化学介质入侵;
(3)设计合适应力参数,在确保密封性能的前提下,在高温高压下不发生开裂及移位;
(4)结构尺寸紧凑合理,安装工艺简单,便于核电厂狭小空间的施工。
3.4 研制工艺流程
根据产品的结构特点,设计如图7工艺流程。
图7 CAP1400 1E级壳内电缆附件(中间接头)研制工艺流程图Fig.7 Development process flow chart of CAP1400 1E classin containment cable accessories
4 鉴定试验[6]
鉴定试验项目及要求主要参考CPP—EY20[3]系列技术规范、SNG—EY20[4]系列规范书、IEEE 383[11]等相关标准及规范书;并编制适合本项目的企业标准和鉴定试验大纲。
4.1 鉴定试验样品的选择及安装
参照IEEE Std 383TM—2003标准第3.3条,选择鉴定试验样品。
由于电缆附件的特殊性,不能单独进行鉴定试验,要将其安装在电缆上进行试验。本项目安装示意图如图8所示,试验电缆系统(电缆附件+电缆)长度不小于3.05 m[11]。
图8 试验电缆系统(电缆附件+电缆)组装示意图Fig.8 Test cable system(accessories+cable)assembly diagram
4.2 关键鉴定试验项目及鉴定试验流程
4.2.1 鉴定试验项目
综合EY20技术规范及相关标准要求确立了如下鉴定试验项目(见表3)。
4.2.2 鉴定试验流程
根据SNG—GX—VP—060技术规范要求,并参考IEEE 383[11],制定了鉴定试验流程(见图9)。
表3 鉴定试验项目及要求Table 3 Qualification test items and requirements鉴定试验项目主要性能指标试验方法热收缩部件基本性能试验JB/T7829附录BJB/T7829中间接头基本电气性能试验JB/T7830表3JB/T7830低烟无卤阻燃性能20℃氧指数20℃和80℃氧指数差值燃烧烟密度试验(透光率)pH电导率≥30≤2≥70%≥4.3≤10μS/mmASTMD2863ASTMD2863IECIEC—2IEC—2热寿命试验90℃/≥60年IEC—160年等效加速热老化试验155℃/1380hIEEE383正常工况辐照老化试验γ射线辐照GB/T.2单根垂直燃烧试验B类成束燃烧试验IEC—1—2IEC—3—23IEC—1—2IEC—3—23异常工况下环境试验SNG—GX—VP—060SNG—GX—VP—060事故工况下辐照老化试验(DBARadiation)γ射线辐照β射线辐照GB/T.2LOCA试验(DBATest)CPP—EY20—Z0—001,SNG—GX—VP—060SNG—GX—VP—060浸没试验(Post—AccidentSubmergence)CPP—EY20—Z0—001,SNG—GX—VP—060SNG—GX—VP—060极端pH试验(ExtremepHCondition)H3BO3溶液加温浸没30天,NaOH溶液加温浸没30天CPP—G1—GEF—
4.2.3 关键鉴定试验项目
(1)材料热寿命评定试验:选取135 ℃、150 ℃、165 ℃、180 ℃四个点为热老化试验温度;寿命终止点取断裂伸长率保留率为50%。试验结果(见图10)。
图9 CAP1400 1E级壳内电缆附件鉴定试验流程图Fig.9 Qualified test flow chart of CAP1400 1E class inside containment cable accessories
图10 温度指数曲线Fig.10 Temperature index curve
(2)60年等效加速热老化试验:根据材料的热寿命,按照IEC —1计算出材料的活化能(121.7 kJ/mol);设定加速热老化温度,最终推到计算出加速热老化时间。
文章来源:《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/qikandaodu/2021/0709/1501.html