[发明专利]核反应堆用聚砜绝缘及护套电缆

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆用1E级K1类输电电缆，尤其是指可用于(核电站、核潜艇等)核岛内部的1E级K1类输电电缆。

背景技术

截止2009年，我国核电装机量仅908万千瓦，按2007年我国制订的核电中长期发展规划，计划到2020年核电建设将达4000万千瓦(也仅占总装机量的4％)。但我国实际的核电建设发展极其迅速，这一核电装机量将提前至“十二五”完成，整整提前五年。目前我国在建项目10个，筹建的有21个，预计到2020年以前，将新建27个百万千瓦级的核电机组。据此，我国的核电发展速度极快，空间极大，将形成高达万亿以上的市场空间。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％，于是至少有6000亿人民币的核电建设国产化，这给我国1E级K1类电缆的国产化研发带来了极好的机遇。1E级K1类电缆特别是核岛附近使用(尤其高世代级别)的电缆，主要依靠进口。保守估计，核电站用1E级电缆进口每年高达到120亿元。

随着装备技术的整体提高，核电站的建设已经向第三、四代，甚至第五代发展。对核电站的安全性、可靠性要求越来越高，对应的电缆要求也相应提高。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1E级K1类电缆要求50年工作寿命(甚至60年)，长期工作温度180℃，累计辐照剂量3.5×10⁶Gy，性能要求提高很快。聚醚醚酮材料被广泛应用。

目前聚醚醚酮材料非常昂贵，一般在1300元/kg左右。因此，选用聚醚醚酮材料做的电力电缆或控制电缆，其价格也非常昂贵。

因此，如何既保证电缆性能，又能降低制造成本，是1E级K1类电缆今后发展方向。

发明内容

本发明解决的技术问题在于选用了一种各项性能与聚醚醚酮材料相近的材料，聚砜塑料；聚砜塑料目前一般在400元/kg左右，其价格是聚醚醚酮材料的三分之一；用聚砜材料制造的核电站用1E级K1类电缆，尤其是指核岛内部使用的电缆，可满足长期工作温度150℃，最大累计辐照剂量1.0×10⁷Gy的情况下工作寿命50年；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；可通过垂直成束燃烧试验。

本发明解决的技术问题是通过如下技术方案实现：电缆由内到外，包括柔性导体、聚砜塑料绝缘、金属屏蔽(可选)和聚砜塑料外护层(可选)。

所述的柔性导体外包覆聚砜塑料层绝缘，形成聚砜绝缘芯线。单根或多根聚砜塑料绝缘芯线通过成缆设备绞合成缆芯。成缆后的缆芯外可以直接包覆聚砜塑料外护层；或按需包覆金属总屏蔽，总屏蔽外再包覆聚砜塑料外护层。

其中所述的导体由采用第五类导体结构的镀银铜丝或镀镍铜丝，并采用柔性制备工艺(各层绞向、绞合节距的不同及配合)多层复绞而成，外观圆整，可以保持电缆具有良好的弯曲性能和电性能。

其中所述的金属屏蔽层采用镀银铜丝、镀镍铜丝编织。编织密度应大于80％，使电缆具有良好的屏蔽性能。

其中所述的聚砜塑料绝缘层和聚砜塑料外护层采用另一专有技术-电缆综合柔化技术CSCT(Composite-Soft-Cable-Technology含专用工装模具、绝缘护套柔化设计等)设计及制造，以保证整根电缆的柔软性和可弯曲性。

本发明选用聚砜塑料作为电缆的绝缘、护套，因此，本电缆具有优异的性能，满足了高世代核电对1E级K1类电力电缆的要求；又由于本电缆采用了CSCT专有技术，减小了电缆外径(10％以上)，极大地改善了电缆的柔软性及可弯曲性，其柔软性及弯曲性能相当于或好于同规格的其它类型电缆。

本发明的电缆相对现有的1E级K1类电力电缆，性能优势明显：

1.长期工作温度150℃；

2.最大累计辐照剂量1.0×10⁷Gy时工作寿命可达50年以上；

3.可使用环境相对湿度90％(正常工况)和100％(事故工况)；

4.电缆本身无卤低烟阻燃、无毒环保；

5.能通过成束电缆垂直燃烧蔓延试验；

6.比同规格电缆外径小10％以上，电缆自重也小约10％以上，在核潜艇上应用更具优势；

7.加工工艺简单，技术易掌握，生产中可节能降耗；

附图说明

附图是本发明电缆横断面结构示意图。

图1是本发明基本结构图。

附图标识说明

1柔性导体

2聚砜塑料绝缘层