[发明专利]核反应堆用1E级K1类控制电缆

说明书

技术领域

本发明涉及核反应堆用1E级K1类控制电缆，尤其是指(核电站、核潜艇)核岛内部使用的1E级K1类控制电缆。

背景技术

2007年我国制订核电中长期发展规划，计划到2020年核电建设4000万千瓦，预计到2020年以前，将新建27个百万千瓦级的核电机组。按即将推出的核电发展规划，规划目标最高或达一亿于瓦。据了解，目前我国核电装机容量仅为906.8万千瓦，发展空间巨大，也造就了1万亿元的巨大核电蛋糕。中国核工业集团公司，希望新建核电站的平均国产化率能够达到60％，这样估计有约6000亿人民币的货物可能国产化。这给我国在核电用电缆的应用带来机遇，特别是核岛附近用的电缆1E级K1类电缆，现主要依靠进口。保守估计，核电站用1E级电缆每年将达到120亿元。

随着装备技术的整体提高，目前核电站的建设已经朝第三代、第四带发展，对核电站的安全性、可靠性要求越来越高，对应的电缆要求也不断提高。从要求变化来看，早期的1E级K1类电缆要求40年工作寿命，长期工作温度90℃，累计辐照剂量2.5×10⁵Gy；现在用户提出1E级K1类电缆要求50年工作寿命，长期工作温度180℃，累计辐照剂量3.5×10⁶Gy，性能要求提高了很大一个台阶，因此需要一种新型的电缆来替换现有类型的核电电缆。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种核反应堆用1E级K1类控制电缆，尤其是指(核电站、核潜艇)核岛内部使用的电缆。该电缆可满足长期工作温度250℃、最大累计辐照剂量1.1×10⁷Gy、工作寿命50年的要求。使用环境相对湿度90％(正常工况)和100％(事故工况)，电缆本身无卤低烟阻燃、无毒环保。

本发明解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：电缆由内到外，包括导体、聚醚醚酮绝缘层、金属编织屏蔽(可选)和聚醚醚酮外护层。

所述的导体外包覆一层聚醚醚酮绝缘层，形成聚醚醚酮绝缘芯线。单根或多根聚醚醚酮绝缘芯线通过成缆设备绞合在一起；或单根聚醚醚酮绝缘芯线外编织一层金属编织分屏蔽，再将多根带屏蔽的聚醚醚酮绝缘线芯通过成缆设备绞合在一起。成缆后的电缆芯线外可以直接包覆一层聚醚醚酮外护层；或编织一层金属编织总屏蔽，总屏蔽外包覆一层聚醚醚酮外护层。

其中所述的导体由镀银铜丝或镍铜丝采用柔性结构(导体单丝、绞向与绞合节距的优化配合)，外观圆整，可以保持电缆良好的弯曲性能。

其中所述的金属编织屏蔽采用镀银铜丝或镍铜丝编织，屏蔽形式为分屏蔽、总屏蔽或分屏蔽加总屏蔽，屏蔽编织密度应大于80％，保证电缆有良好的屏蔽性能。

其中所述的聚醚醚酮绝缘层和聚醚醚酮外护层采用另一专有技术SEP(Soft-Extruding Process含工装模具、绝缘护套挤制时的冷却速度等加工工艺)挤制，以提高整根电缆的柔软性等。

相对现有技术，本发明的性能更优异，更安全可靠，能更好的满足1E级K1类控制电缆的苛刻要求。本发明选用了聚醚醚酮做电缆的绝缘和护层材料，使该电缆能同时具有耐高温、耐高压水蒸气、耐化学药品性、耐辐照性和无卤低烟阻燃的优良特性，以及整根电缆优良的电气性能、机械性能和加工工艺性能。聚醚醚酮材料具有以下的优异性能：

1.耐温等级为260℃。在260℃温度下，经过100000小时的连续使用，材料性能仍保留50％。，

2.优良的耐水解性。可以在高温和高压水蒸气或水环境下连续使用仍然保持良好的性能；

3.优异的耐化学腐蚀性。在通常的化学药品中，能溶解或者破坏它的只有浓硫酸。聚醚醚酮的耐腐蚀性与镍钢相近；

4.聚醚醚酮耐辐照的能力很强，超过了通用树脂中聚苯乙烯和聚酰亚胺，累计辐照剂量(γ辐照)达1.1×10⁷Gy时仍能保持良好的绝缘性能和机械性能。远远高于目前标准规定的1E级K1类核电缆要求的2.5×10⁵Gy；

5.聚醚醚酮是非常稳定的聚合物，1.45mm厚的样品，不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准，即能通过UL-0燃烧试验；选用的聚醚醚酮在燃烧烟密度和烟尘毒性方面，也符合防火、烟尘和毒性的ATS1000.001的标准；

6.聚醚醚酮有较好的电绝缘性能，其体积电阻率可达到6×10¹⁵Ω.cm。