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核电站寿命设计与电缆的关系

冯琳采访编辑

世界上不少地区的居民反对建设核电站，因为恐惧核辐射的威胁。据说德国有一条法律

规定，到2020年将关闭最后的二处核电站。但当前全球石炭能源短缺，传统燃料枯竭，二

氧化碳过度排放，创议全球发展低碳经济。很多国家认为发展核电是最敏捷之路，中国的核

电站建设，正是方兴未艾。

研究延长核电寿命、减少更换芯棒和保障安全运行是当今努力的目标。核电站中使用数

量最多的产品是控制电缆、仪表电缆和低压电力电缆，因此本文主要针对这三类产品的寿命

问题进行讨论。

一、核电站寿命设计的不断延伸

世界上最初核电站的设计寿命为20年～30年，最初机组容量为30万kW。国外核电站

积累了几十年运行经验后，认为设计寿命可以提高到40年。后来技术进一步提高，机组容

量扩大超过100万kW，从经济利益考虑，40年的设计不能满足发展要求，所以在20世

纪末期，要求设计寿命为60年。最近收索的信息，国外已开始研究核反应堆运行100年的

可能性，如技术成熟后，也会要求电缆使用期限提高到100年。

核能发电是我国今后中长期阶段内最重要的清洁能源，也是我国今后20年内主要低碳经

济建设中的基础项目，延长核电站的使用寿命是经济建设的长远目标。秦山核电站是我国自

行设计、建造和运营管理的第一座30万kW压水堆核电站，它的设计寿命为30年，1991

年12月并网使用，运行约20年，电缆并未出现事故。秦山核电二期是我国首座自主设计、

自主建造、自主管理、自主运营的2×65万kW压水堆核电站，1号机组2002年4月15

日投入商营，2号机组2004年5月3日投入商营，由于时间较短，没有电缆事故反应。我

国建成并投入商业营运核电站的设计寿命均为40年。

目前在建的核电站项目中，2台为实验性核电站，5台设计寿命为40年，有四处共8台

设计寿命为60年，这四处是：浙江秦山核电站扩建-海盐(2×110万kW)、浙江三门核电站

(2×125万kW)、广东台山核电站一期赤溪镇(2×175万kW)、山东海阳核电站(2×125万

kW)。

另外筹建中的二十一处102台机组，容量均大于100万kW，设计寿命不会低于60年，

但尚未获得全部的确切的寿命设计年限。就此而推想总的发展趋势，要求电缆使用寿命达

100年也并不过分。

二、十年前的产品寿命评定结果

大约在十年前，核电站用电缆加速国产化。根据国外经验和核电设计院的核电规范要求，

K3类电缆均需要进行寿命评定试验，并在产品鉴定时，鉴定小组应对电缆寿命评定试验结

果给予认可，当时电缆寿命评定指标要求不低于40年，鼓励接近60年。上海电缆研究所

根据核电设计院和电缆生产厂的要求，采用阿累尼乌斯技术的加速寿命试验数据，外推法导

出的寿命评定时间，进行了数批交联聚乙烯绝缘的寿命评定试验，按照多方共议的试验方案，

评定的结果是满意的。试验参数如下：

试样制备：交联聚乙烯绝缘管状试样，用交联聚乙烯绝缘电线，抽出其直径1mm铜

单线制成。

试验设备：符合GB/T标准的空气老化烘箱；拉力试验机。

试验条件：温度取135℃、150℃、165℃、180℃四点。

考核指标：采用断裂伸长率下降到原始值的50%作为终止点。这样的规定比较严格，

假设原始值为120%，则终止点的伸率为60%。如果原始值为300%，则终止点取原始值

的百分数还可降低，即使取25%，其绝对伸率仍有75%，在安全限度内。

试验和评定结论：其中三批试样的外推寿命，分别为42.6年、46.0年、57.5年。

三、寿命评定与使用期限之差异

根据美国IEEE383-1974规范等资料，美国的观点认为：在电缆设计寿命期间，电缆“

工作中所出现情况，在实验室内找不到完全等效施加物理条件的加速试验方法，所以只得应

用阿累尼乌斯技术或其他实验室技术。加速热寿命试验只能提供材料的相对热寿命数据，通

常发现，采用阿累尼乌斯技术的加速寿命试验数据，用外推法所导出的寿命时间，比实际寿

命低。”美国的这个观点，是由电缆实际运行记录与当初实验室寿命评定结果，这两组数据

的对比所得到的证据。

国内上世纪80