第三代压水堆核电站级壳内电缆附件研制及鉴定(4)
(3)B类成束燃烧试验:由于电缆附件(热缩套管)成束燃烧试验是首次提出,无标准可供使用,故只能参考IEC —3—23电缆的B类成束燃烧试验;为排除其他干扰因素,将热缩套管安装在电缆导体上进行试验,热缩套管的长度和数量计算与电缆一致。
(4)事故工况下辐照老化试验:γ射线辐照和β射线辐照;由于两种射线的损伤机理不一样,需独立进行评价;但是国内目前尚无鉴定机构可以对成品电缆附件进行β源辐照,只能对材料试片进行辐照。
依据SNSG—GX—VP—060 第8.3.1.1条,可采用60Co源以施加相同的剂量来代替β源进行试验。鉴于以上,本项目制定了β与γ射线辐照转换试验大纲;经国家能源核电站仪表研发(实验)中心进行测试,其比例关系为β∶γ=1∶0.7(检测报告编号:C17—020—HD);故将β射线等效转换为γ射线进行事故工况下辐照。试验结果见图11~图13。
图11 β射线辐照拟合结果Fig.11 Fitting result of beta ray irradiation
图12 γ射线辐照拟合结果Fig.12 Fitting result of gamma ray irradiation
图13 等效比例曲线Fig.13 Equivalent proportional curve
(5)LOCA试验及浸没试验:试验温度和压力曲线涵盖了CAP1000及CAP1400;温度+8 ℃增加到整个瞬态曲线上,压力+10%增加到每个峰值上,喷淋、浸水pH及浸水压力均+10%。LOCA喷淋前3小时H3BO3溶液pH=4.05,后21小时NaOH溶液pH=8.58~8.64;浸没305天,NaOH溶液pH=8.58~8.64。试验情况见图14~图16。
图14 环境区域1、5、10区域设计基准事故和事故后温度包络线Fig.14 Environmental Zone 1、5、10 DBA/Post-DBA Temperature Envelope Profile
图15 环境区域1、5、10区域设计基准事故和事故后压力包络线Fig.15 Environmental Zone 1、5、10 DBA/Post-DBA Pressure Envelope Profile
图16 典型试验照片Fig.16 Partial test photograph
5 结束语
综上所述,CAP1400 1E级壳内电缆附件在核岛内使用环境异常苛刻,对材料技术、产品的结构设计及鉴定试验要求甚高。经过数年试验研究,材料的性能达到了核环境的极限应用要求(授权发明专利ZL 2014 1 0.5),产品结构符合规范书的要求。本项目研制的样品在2017年10月送国家电线电缆质量监督检验中心测试,并于2019年9月顺利通过鉴定试验。
在鉴定试验过程中通过技术手段解决配套试验电缆热寿命与电缆附件不匹配问题。同时通过材料配方技术、热收缩倍率控制技术、密封配合技术以及最终的结构设计等技术方案,解决了不同类型电缆附件在核环境下的密封、耐化学喷淋腐蚀、耐高温湿热及浸液;且试验过程中不发生因电缆附件失效引起的电流和电压中断。
第三代核电用1E级壳内电缆附件的技术在国内处于起步阶段,产品标准、试验方法和手段不够完善;本工作为未来国产化电缆附件应用于第三代压水堆核电厂CAP1400壳内打下了基础。
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文章来源:《材料研究学报》 网址: http://www.clyjxbzz.cn/qikandaodu/2021/0709/1501.html