AP1000核电倒送电电缆施工技术分析

引言

AP1000堆型一种数字化高度集成的核电站, 是第三代核电的代表。与传统核电站相比, AP1000堆型核电电缆数量减少了近70%, 运用了先进的数字化控制系统, 代表着未来核电的发展趋势。

由于AP1000核电是新堆型, 吸纳了许多新工艺、新材料, 甚至存在着一些设计不完善、设计与施工脱节等特点, 这就给施工带来了一定的困难, 在施工中也暴露出很多问题。本文将重点对核岛范围电缆施工技术进行分析。

1 AP1000核电电缆概况

根据AP1000电缆设计标准划分原则, AP1000核电电缆按照服务级别分为以下几种:

2 AP1000核电倒送电电缆施工技术要求

2.1 电缆敷设要求

服务代码为W/XB的电缆在桥架上应单层敷设, 每隔3英尺需对电缆进行绑扎。其他服务级别的电缆按现场情况具体敷设、绑扎。在垂直桥架上, 每隔至多3英尺需对电缆进行绑扎;

服务代码为W/XB的电缆在桥架中敷设时, 电缆间距一般为电缆间、电缆与桥架侧边保证1/4倍的外径间距。

电缆弯曲半径应满足设计要求。

2.2 电缆端接要求

端接设备的开孔及密封应根据图纸及设备的出厂文件确定, 开孔的大小根据电缆的数量及规格确定, 最大填充率不能超过60%;

电缆与铜鼻子采用机械冷压接, 选用的铜鼻子规格应与电缆芯线匹配, 压钳的模具应与铜鼻子匹配。铜鼻子应压接牢固, 压接位置应均匀分布;

螺栓连接时, 螺栓需达到规定的力矩值, 力矩值需参考UL486A标准;

所有电缆在制作端接头前应做电缆连续性检查和绝缘电阻试验;

3 AP1000核电倒送电电缆施工技术分析

3.1 设计方面

电缆数据库包含了电缆编号、型号、功能、负载服务级别、预计长度、起终端设备及部件号、弯曲半径、系统、移交包、端接图纸等主要信息。

由于设计尚不完善, 电缆清册的发布比较混乱, 对现场施工影响较大。不过, 随着设计的逐步完善, 在后续其他AP1000核电项目施工时, 该问题将会得到解决。通过数据库可以很好的理解设计意图, 电缆的施工组织管理会更有条理, 更为容易。

3.2 材料方面

AP1000核电项目设计要求的材料大多参照美标要求, 与国内以往核电相比存在差异。

a) 电缆

需满足60年使用寿命, 电缆芯线间填充物充足, 电缆绝缘较厚, 屏蔽层结构较为复杂。外护套材质为低烟无卤阻燃聚烯烃, 较为柔软, 容易破损。

b) 热缩套管

材质为无卤聚烯烃, 满足IEC 60502的要求。核级热缩套管与非核级热缩套管需要满足以下试验要求:

核级热缩套管:材料在导线温度为90°C, 护套温度为70°C, 及2.1×107伽马辐射的情况下, 满足IEEE 383和R.G.1.131的要求, 应达到60年寿命;

非核级热缩套管:材料在导线温度为90°C, 护套温度为70°C, 及20×106伽马辐射的情况下, 满足IEEE 383的热老化要求, 应达到60年寿命;

3.3 施工方面

AP1000核电从厂房结构、内部设计、施工进度计划等方面相对于国内以往核电均有所不同。因此, AP1000核电电缆施工具有其自身特点。

a) 电缆施工逻辑影响

AP1000核电施工进度计划的一大特点是土建与安装各专业之间并行施工, 大量的交叉作业对电缆施工造成影响, 也对成品保护工作带来困难。施工逻辑也受到设计、甲供物项等方面的影响。电缆施工时部分路径还不完善, 盘柜还未安装, 这势必打乱了正常的施工逻辑顺序。

因此, 电缆施工时需要综合考虑各种制约因素, 既要满足施工进度要求, 又要避免盲目赶工造成后续返工或施工受限的情况发生。

b) 电缆弯曲半径不足

AP1000核电的房间较小, 直接导致了设计的盘柜间距小、盘柜内部空间小, 电缆弯曲半径无法满足设计要求的情况时有发生, 给现场施工带来挑战。

以蓄电池充电器为例, 该盘柜有2根上进线, 均为3×185mm2+3×35 mm2的电缆。接线铜排距盘柜顶部只有20厘米, 三相间铜排水平间距15厘米, 无法从端子排正上方开孔接线。电缆进盘柜后在狭小空间连接到铜排上, 电缆弯曲半径无法满足要求。经过多次现场讨论, 将端子排移动16厘米, 再通过增加90度铜排, 解决了问题。

同时, 该盘柜下进线为6根240 mm2单芯电缆, 两个电缆预埋管口与盘柜正、负极铜排成垂直角度, 盘柜底板距预埋管口间距30厘米, 且盘柜只有侧边有15厘米供6根电缆穿进盘柜。按照设计的安装方式, 电缆弯曲半径无法满足要求。通过将铜排加工成45度, 最终满足了要求。

c) 屏蔽层施工优化

电缆屏蔽层可以将电磁场屏蔽, 减小对其他元件的干扰。AP1000核电数字化高度集成, 屏蔽电缆的应用更多。以往电缆屏蔽层接地处理一般是扎成麻花辫接在接地排上, AP1000核电屏蔽层施工采用了EMC戈兰。EMC戈兰安装方法与普通戈兰类似, 只是在其内部增加了一个导电圈, 该导电圈与电缆的屏蔽层卡在一起, 由于戈兰与盘柜固定在一起, 从而达到屏蔽层接地的功能。

4 结论

电缆施工工作是电气施工的一项重要内容, AP1000核电是世界首次建造, 电缆施工存在诸多无法预料的困难。因此, 在施工前必须进行周密的施工准备和组织, 施工时采用合理的施工工艺, 严格遵循电缆的相关规范、程序要求进行施工。同时应加强施工过程中的内外部协调, 以此才能确保优质高效的完成AP1000核电电缆的施工任务。希望通过本文对AP1000核电核岛范围电缆施工技术方面所进行的分析, 能够为AP1000核电今后的电缆施工工作提供一定的参考和借鉴价值。

摘要：本文针对第三代核电AP1000堆型核岛倒送电范围电缆施工技术要求及施工特点进行了分析, 阐述了AP1000核电中电缆施工的新工艺、新材料、特点、难点, 同时对倒送电范围电缆施工过程中所出现的技术问题进行了初步探讨。

关键词：AP1000核电,电缆施工,技术分析

参考文献

[1] .孙汉虹《第三代核电技术AP1000》中国电力出版社 (第一版) 2010.9

[2] .Ian Beam著《AP1000 Electrical Installation Specification》

[3] .Keith Petty著《Cable Splices and Terminations》