CN216671252U - 一种核电站用1e级k1类电缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核电站用1E级K1类电缆，属于核电站用电缆技术领域，包括多个绝缘芯体，多个绝缘芯体绞合形成缆芯，缆芯外周由内而外包覆设置防水层和外包覆层；所述绝缘芯体由内而外依次设置导体、内绝缘层、外绝缘层、聚醚醚酮隔离层，导体包括中心承载芯，中心承载芯外围设置镀锡铜丝；所述防水层包括阻水纱编织层，阻水纱编织层外涂敷防水胶层。

Description

一种核电站用1E级K1类电缆

技术领域

本实用新型属于核电站用电缆技术领域，具体涉及一种核电站用1E级K1类电缆。

背景技术

这里的陈述仅提供与本实用新型相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

目前，能源结构持续多样化发展，能源朝着低碳方向转型，能源结构呈多元化态势，充足的能源供应加上能源效率的不断提升，能源之间竞争日益激烈。核能作为一种稳定的低碳能源，对于降低温室气体，控制气候变化，保证能源供应具有重要的作用。

华龙一号核电机组是在第三代先进核电AP1000非能动技术的基础上，通过再创新开发出功率更大的非能动大型先进压水堆核电机组。因此，对于华龙一号核电站用电缆的要求也随之更高，特别是严酷环境中1E级电缆，需在60年核电站设计寿命下指定的正常工况、异常工况，以及设计基准事故(DBA)工况所要求的时间内，始终能够满足所要求的信号传输功能及相关结构完整性要求。

1E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。1E级K3类电缆敷设在安全壳外，1E级K1类电缆敷设在安全壳内，性能要求更高。

发明人发现，现有的核电站1E级K1类电缆中的导体抗拉性无法满足要求，且其通常仅设置铜丝编织作为屏蔽层，稳定性较差，阻燃效果不好，整个电缆结构不耐磨，容易损坏，无法满足核电站严酷环境的要求。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种核电站用1E级K1类电缆，该电缆中心承载芯的设置可以有效提高导体的抗拉性，导体镀锡铜丝单丝平铺式放置于承载芯周围极大提升了导体的柔软性；且聚醚醚酮隔离层的设置可以有效提高电缆的耐辐照性，绝缘稳定性。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本实用新型提供了一种核电站用1E级K1类电缆，包括多个绝缘芯体，多个绝缘芯体绞合形成缆芯，缆芯外周由内而外包覆设置防水层和外包覆层；所述绝缘芯体由内而外依次设置导体、内绝缘层、外绝缘层、聚醚醚酮隔离层，导体包括中心承载芯，中心承载芯外围设置镀锡铜丝；所述防水层包括阻水纱编织层，阻水纱编织层外涂敷防水胶层。

作为进一步的技术方案，所述缆芯置于填充体内，填充体由膨胀型防火胶制成。

作为进一步的技术方案，所述膨胀型防火胶充填于缆芯间隙。

作为进一步的技术方案，所述阻水纱编织层包覆于填充体外侧。

作为进一步的技术方案，所述阻水纱编织层编织密度不小于90％。

作为进一步的技术方案，所述内绝缘层、外绝缘层、聚醚醚酮隔离层厚度比为1：3：1。

作为进一步的技术方案，所述中心承载芯采用芳纶丝制成；镀锡铜丝同向均匀缠绕于芳纶丝周围。

作为进一步的技术方案，所述外包覆层包括设置于防水层外侧外护套层，外护套层外周包覆设置聚醚醚酮外薄壁层。

作为进一步的技术方案，所述外护套层采用辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃制成。

作为进一步的技术方案，所述内绝缘层采用辐照交联聚乙烯制成，外绝缘层采用辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃制成。

上述本实用新型的有益效果如下：

本实用新型的电缆，导体由镀锡铜丝、中心承载芯组成，镀锡铜丝之间紧密贴合相互接触，表面光滑圆整；导体中心承载芯的设置可以有效提高导体的抗拉性，导体镀锡铜丝单丝平铺式放置于承载芯周围极大提升了导体的柔软性。

本实用新型的电缆，导体外采用内绝缘层、外绝缘层、聚醚醚酮隔离层三层共挤挤包而成，提高了电缆绝缘性，保证了可靠的电性能，使用过程更稳定，聚醚醚酮隔离层的设置可以有效提高电缆的耐辐照性，绝缘稳定性；同时具有优异的防水性和耐化学腐蚀性，具有较高的阻燃性，燃烧过程中无有毒气体释放。

本实用新型的电缆，缆芯间隙采用膨胀型防火胶填充圆整，该填充料填充在缆芯周围，在不增加电缆外径的前提下有效填充了缆芯间隙，同时提高了电缆的阻燃性能。

本实用新型的电缆，填充体外设置阻水纱编织层编织且涂敷防水胶构成防水层，防水层外设置外护套层，外护套层外侧设置聚醚醚酮外薄壁层，材料经过辐照交联后形成热固性材料，保证电缆的使用寿命，聚醚醚酮外薄壁层使电缆有优异的耐γ、β、α射线的辐射性能和耐水性，同时由于聚醚醚酮具有出众的滑动特性，具有较低的摩擦系数和低的摩擦损耗，在电缆安装敷设过程中可以有效减小电缆与桥架之间的摩擦，减小对电缆的损伤，方便敷设。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的核电站用1E级K1类电缆的结构示意图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；

其中，1、导体；2、内绝缘层；3、外绝缘层；4、聚醚醚酮隔离层；5、填充体；6、阻水纱编织层；7、防水胶层；8、外护套层；9、聚醚醚酮外薄壁层。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

本实用新型的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种核电站用1E级K1类电缆，该电缆可用于华龙一号核电站。

具体的，该电缆的结构包括多个绝缘芯体，多个绝缘芯体绞合形成缆芯，缆芯外周由内而外包覆设置阻水纱编织层6、防水胶层7、外护套层8、聚醚醚酮外薄壁层9。

其中，绝缘芯体由内而外依次设置导体1、内绝缘层2、外绝缘层3、聚醚醚酮隔离层4；内绝缘层2、外绝缘层3、聚醚醚酮隔离层4共挤挤包设置在导体1外侧，形成异质绝缘层，异质绝缘层提高了电缆绝缘性，保证了可靠的电性能，使用过程更稳定。

聚醚醚酮隔离层的设置可以有效提高电缆的耐辐照性，绝缘稳定性，同时具有优异的防水性和耐化学腐蚀性，具有较高的阻燃性，燃烧过程中无有毒气体释放，使用寿命可达60年。

在可选的实施方案中，内绝缘层、外绝缘层、聚醚醚酮隔离层厚度比为1：3：1。

导体1为加强型导体，其结构包括中心承载芯，中心承载芯外围设置镀锡铜丝；在本实施例中，中心承载芯采用芳纶丝制成；采用24锭高速编织机同一方向的一半锭数作为股线，同向均匀缠绕于芳纶丝承载芯的周围构成导体，每股为经过束丝的镀锡铜丝，镀锡铜丝之间紧密贴合相互接触，表面光滑圆整，有效降低了导体外径。导体具有更好的柔软性、稳定性、抗拉性，镀锡铜丝的使用可防止导体在运行过程中的氧化。

内绝缘层2采用辐照交联聚乙烯制成，外绝缘层3采用寿命60年辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃制成，内绝缘层2、外绝缘层3、聚醚醚酮隔离层4依次叠加设置在导体1外侧。挤出后采用电子加速器完成辐照交联，使绝缘材料由热塑性材料转为热固性材料。

在进一步的方案中，缆芯置于填充体5内，填充体由膨胀型防火胶组成，膨胀型防火胶充填于缆芯间隙，其填充圆整，可有效提高电缆的防火性，在不增加电缆外径的前提下有效填充了缆芯间隙。

阻水纱编织层6包覆于填充体5外侧，阻水纱编织层6外涂敷防水胶层7，阻水纱编织层6和防水胶层7共同构成防水层；在具体设置时，防水层采用阻水纱均匀编织于填充体外并涂敷防水胶，阻水纱编织层编织密度不小于90％。

外护套层8设置于防水层外侧，具体设置于防水胶层7的外侧；外护套层8采用寿命60年辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃制成，挤出后采用电子加速器完成辐照交联，使材料由热塑性材料转为热固性材料。

聚醚醚酮外薄壁层9包覆设置于外护套层8外周，形成整体的电缆结构。

聚醚醚酮外薄壁层的设置可以使电缆具有优异的耐γ、β、α射线辐照性，耐热性、耐化学腐蚀性和耐水性，具有较高的阻燃性，燃烧过程中无有毒气体释放。

该方案中采用电子加速器辐照交联方式，在辐照交联过程中不与水分接触，进而减少了电缆因水分的渗入造成电性能问题的机率，通过高能电子束对材料进行改性，高能射线破坏了使原来的线性C-H键，然后分子结构再进行重新组合，形成无规则的网状分子结构，提高了材料的机械物理性能和耐温性能，电性能也得到一定提高。

本实用新型核电站用1E级K1类电缆的生产方法，具体包括以下步骤：

1、导体由镀锡铜单丝、芳纶丝承载芯组成，导体结构以芳纶丝做为中心承载芯，将24锭高速编织机同一方向的一半锭数作为股线，每股为经过束丝的镀锡铜丝，采用同向均匀缠绕于芳纶丝加强芯的周围构成导体；镀锡铜丝之间紧密贴合相互接触，表面光滑圆整；

2、在导体外进行内绝缘层、外绝缘层和聚醚醚酮隔离层挤包，内绝缘层和外绝缘层辐照交联处理，形成绝缘芯体；

3、多个绝缘芯体经绞合后形成缆芯；

4、缆芯间隙采用膨胀型防火胶填充圆整构成填充体；

5、填充体外设置阻水纱编织层并涂敷防水胶构成防水层，编织密度为90％；

6、防水层外设置寿命60年辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃形成外护套层及聚醚醚酮外薄壁层，外护套层辐照交联处理。

该电缆具有无卤、低烟、阻燃、低毒、耐腐蚀、优异的电气性能、较强的耐辐射性能及使用寿命长等特点，使用寿命可达60年。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核电站用1E级K1类电缆，其特征是，包括多个绝缘芯体，多个绝缘芯体绞合形成缆芯，缆芯外周由内而外包覆设置防水层和外包覆层；所述绝缘芯体由内而外依次设置导体、内绝缘层、外绝缘层、聚醚醚酮隔离层，导体包括中心承载芯，中心承载芯外围设置镀锡铜丝；所述防水层包括阻水纱编织层，阻水纱编织层外涂敷防水胶层。

2.如权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述缆芯置于填充体内，填充体由膨胀型防火胶制成。

3.如权利要求2所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述膨胀型防火胶充填于缆芯间隙。

4.如权利要求2所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述阻水纱编织层包覆于填充体外侧。

5.如权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述阻水纱编织层编织密度不小于90％。

6.如权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述内绝缘层、外绝缘层、聚醚醚酮隔离层厚度比为1：3：1。

7.如权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述中心承载芯采用芳纶丝制成；镀锡铜丝同向均匀缠绕于芳纶丝周围。

8.如权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述外包覆层包括设置于防水层外侧外护套层，外护套层外周包覆设置聚醚醚酮外薄壁层。

9.如权利要求8所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述外护套层采用辐照交联低烟无卤阻燃聚烯烃制成。

10.如权利要求1所述的核电站用1E级K1类电缆，其特征是，所述内绝缘层采用辐照交联聚乙烯制成，外绝缘层采用辐照交联无卤低烟阻燃聚烯烃制成。

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