引言
AP1000堆型一種數字化高度集成的核電站, 是第三代核電的代表。與傳統核電站相比, AP1000堆型核電電纜數量減少了近70%, 運用了先進的數字化控制系統, 代表著未來核電的發展趨勢。
由于AP1000核電是新堆型, 吸納了許多新工藝、新材料, 甚至存在著一些設計不完善、設計與施工脫節等特點, 這就給施工帶來了一定的困難, 在施工中也暴露出很多問題。本文將重點對核島范圍電纜施工技術進行分析。
1 AP1000核電電纜概況
根據AP1000電纜設計標準劃分原則, AP1000核電電纜按照服務級別分為以下幾種:
2 AP1000核電倒送電電纜施工技術要求
2.1 電纜敷設要求
服務代碼為W/XB的電纜在橋架上應單層敷設, 每隔3英尺需對電纜進行綁扎。其他服務級別的電纜按現場情況具體敷設、綁扎。在垂直橋架上, 每隔至多3英尺需對電纜進行綁扎;
服務代碼為W/XB的電纜在橋架中敷設時, 電纜間距一般為電纜間、電纜與橋架側邊保證1/4倍的外徑間距。
電纜彎曲半徑應滿足設計要求。
2.2 電纜端接要求
端接設備的開孔及密封應根據圖紙及設備的出廠文件確定, 開孔的大小根據電纜的數量及規格確定, 最大填充率不能超過60%;
電纜與銅鼻子采用機械冷壓接, 選用的銅鼻子規格應與電纜芯線匹配, 壓鉗的模具應與銅鼻子匹配。銅鼻子應壓接牢固, 壓接位置應均勻分布;
螺栓連接時, 螺栓需達到規定的力矩值, 力矩值需參考UL486A標準;
所有電纜在制作端接頭前應做電纜連續性檢查和絕緣電阻試驗;
3 AP1000核電倒送電電纜施工技術分析
3.1 設計方面
電纜數據庫包含了電纜編號、型號、功能、負載服務級別、預計長度、起終端設備及部件號、彎曲半徑、系統、移交包、端接圖紙等主要信息。
由于設計尚不完善, 電纜清冊的發布比較混亂, 對現場施工影響較大。不過, 隨著設計的逐步完善, 在后續其他AP1000核電項目施工時, 該問題將會得到解決。通過數據庫可以很好的理解設計意圖, 電纜的施工組織管理會更有條理, 更為容易。
3.2 材料方面
AP1000核電項目設計要求的材料大多參照美標要求, 與國內以往核電相比存在差異。
a) 電纜
需滿足60年使用壽命, 電纜芯線間填充物充足, 電纜絕緣較厚, 屏蔽層結構較為復雜。外護套材質為低煙無鹵阻燃聚烯烴, 較為柔軟, 容易破損。
b) 熱縮套管
材質為無鹵聚烯烴, 滿足IEC 60502的要求。核級熱縮套管與非核級熱縮套管需要滿足以下試驗要求:
核級熱縮套管:材料在導線溫度為90°C, 護套溫度為70°C, 及2.1×107伽馬輻射的情況下, 滿足IEEE 383和R.G.1.131的要求, 應達到60年壽命;
非核級熱縮套管:材料在導線溫度為90°C, 護套溫度為70°C, 及20×106伽馬輻射的情況下, 滿足IEEE 383的熱老化要求, 應達到60年壽命;
3.3 施工方面
AP1000核電從廠房結構、內部設計、施工進度計劃等方面相對于國內以往核電均有所不同。因此, AP1000核電電纜施工具有其自身特點。
a) 電纜施工邏輯影響
AP1000核電施工進度計劃的一大特點是土建與安裝各專業之間并行施工, 大量的交叉作業對電纜施工造成影響, 也對成品保護工作帶來困難。施工邏輯也受到設計、甲供物項等方面的影響。電纜施工時部分路徑還不完善, 盤柜還未安裝, 這勢必打亂了正常的施工邏輯順序。
因此, 電纜施工時需要綜合考慮各種制約因素, 既要滿足施工進度要求, 又要避免盲目趕工造成后續返工或施工受限的情況發生。
b) 電纜彎曲半徑不足
AP1000核電的房間較小, 直接導致了設計的盤柜間距小、盤柜內部空間小, 電纜彎曲半徑無法滿足設計要求的情況時有發生, 給現場施工帶來挑戰。
以蓄電池充電器為例, 該盤柜有2根上進線, 均為3×185mm2+3×35 mm2的電纜。接線銅排距盤柜頂部只有20厘米, 三相間銅排水平間距15厘米, 無法從端子排正上方開孔接線。電纜進盤柜后在狹小空間連接到銅排上, 電纜彎曲半徑無法滿足要求。經過多次現場討論, 將端子排移動16厘米, 再通過增加90度銅排, 解決了問題。
同時, 該盤柜下進線為6根240 mm2單芯電纜, 兩個電纜預埋管口與盤柜正、負極銅排成垂直角度, 盤柜底板距預埋管口間距30厘米, 且盤柜只有側邊有15厘米供6根電纜穿進盤柜。按照設計的安裝方式, 電纜彎曲半徑無法滿足要求。通過將銅排加工成45度, 最終滿足了要求。
c) 屏蔽層施工優化
電纜屏蔽層可以將電磁場屏蔽, 減小對其他元件的干擾。AP1000核電數字化高度集成, 屏蔽電纜的應用更多。以往電纜屏蔽層接地處理一般是扎成麻花辮接在接地排上, AP1000核電屏蔽層施工采用了EMC戈蘭。EMC戈蘭安裝方法與普通戈蘭類似, 只是在其內部增加了一個導電圈, 該導電圈與電纜的屏蔽層卡在一起, 由于戈蘭與盤柜固定在一起, 從而達到屏蔽層接地的功能。
4 結論
電纜施工工作是電氣施工的一項重要內容, AP1000核電是世界首次建造, 電纜施工存在諸多無法預料的困難。因此, 在施工前必須進行周密的施工準備和組織, 施工時采用合理的施工工藝, 嚴格遵循電纜的相關規范、程序要求進行施工。同時應加強施工過程中的內外部協調, 以此才能確保優質高效的完成AP1000核電電纜的施工任務。希望通過本文對AP1000核電核島范圍電纜施工技術方面所進行的分析, 能夠為AP1000核電今后的電纜施工工作提供一定的參考和借鑒價值。
摘要：本文針對第三代核電AP1000堆型核島倒送電范圍電纜施工技術要求及施工特點進行了分析, 闡述了AP1000核電中電纜施工的新工藝、新材料、特點、難點, 同時對倒送電范圍電纜施工過程中所出現的技術問題進行了初步探討。
關鍵詞：AP1000核電,電纜施工,技術分析
參考文獻
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[2] .Ian Beam著《AP1000 Electrical Installation Specification》
[3] .Keith Petty著《Cable Splices and Terminations》