Existe una amplia gama de cables especiales para centrales nucleares. Según las estimaciones, una central nuclear con una capacidad de un millón de kilovatios requiere más de 100 tipos de cables diferentes, con una longitud total cercana a los dos millones de metros y un valor de alrededor de mil millones de yuanes.
Si se clasifican por su función, los cables utilizados en la central nuclear se dividen en cinco categorías principales: cables de alimentación eléctrica, cables de control, cables de medición, cables de comunicación y cables contra incendios. No solo deben tener las características generales de los cables ordinarios, sino que también deben tener características específicas, como baja emisión de humo, libre de halógenos, retardante de llama y resistencia ambiental específica (como resistencia a la radiación y a la LOCA).
Requisitos de Cables Especiales para Centrales Nucleares
En comparación con los cables industriales generales, la mayor diferencia de los cables utilizados en la energía nuclear radica en el rendimiento de los materiales utilizados en la central nuclear. Los materiales de aislamiento y revestimiento de estos cables especiales deben ser compuestos de cables de baja emisión de humo, no tóxicos y no corrosivos, y deben ser ignífugos y sin halógenos. Por ejemplo, solo los materiales de termoplástico ignífugo sin halógenos o los materiales de reticulación ignífugos sin halógenos pueden cumplir con los requisitos especiales de seguridad nuclear.
Requisitos de LSZH
Los LSZH cables utilizan polímeros sin halógenos como materiales básicos. En caso de incendio, estos cables emiten muy poco humo, sin toxicidad ni corrosividad. Los componentes ignífugos pueden desempeñar un papel efectivo en la prevención de la propagación del fuego.
Los polímeros sin halógenos pueden rellenarse con grandes cantidades de cargas como hidróxido de aluminio o hidróxido de magnesio. Así, liberarán agua cristalina cuando se quemen, absorbiendo una gran cantidad de calor. De esta manera, se puede suprimir la elevación de temperatura del polímero, retrasar la descomposición térmica y reducir la velocidad de combustión.
Además, el vapor de agua producido por la descomposición y la deshidratación puede diluir los gases combustibles y producir un efecto ignífugo. La ignifugación del polímero se evalúa generalmente mediante el índice de oxígeno. Indica la cantidad mínima de oxígeno requerida para que la muestra se queme en una mezcla de oxígeno y nitrógeno. Cuanto mayor sea este índice, menor será la inflamabilidad y mejor será el efecto ignífugo. El índice de oxígeno (OI) debe ser de al menos 28 para mostrar la propiedad ignífuga.
Resistencia al Fuego
Cuando se utilizan cables en áreas de alto riesgo, deben tener la capacidad de resistir al fuego. En caso de un incendio, estos cables deben ser capaces de seguir funcionando de manera segura durante un cierto período de tiempo, proporcionando energía para el rescate de personas y equipos.
La resistencia al fuego de los cables nucleares se divide en requisitos generales y requisitos especiales, según los requisitos de uso. Los requisitos especiales incluyen una prueba de combustión del 1000% durante 5 minutos bajo condiciones de impacto, seguida de 5 minutos adicionales de impacto y chorro de agua a alta presión, con el requisito de que el cable pueda seguir suministrando electricidad durante toda la prueba.
Desde la aprobación del estándar IEEE383 de cables en 1974 en Estados Unidos, la gente ha prestado cada vez más atención a la rigurosidad de los estándares de prueba de resistencia al fuego. Para los cables especiales para centrales nucleares, se requiere que el producto pase la prueba de combustión de haz según IEC332-3, con una concentración de humo de combustión que cumpla con los requisitos técnicos de IEC1034-2 y gases de combustión corrosivos que cumplan con los valores recomendados en IEC754-2. Además, el aislamiento del núcleo del cable también debe pasar la prueba de combustión vertical según IPCEAS-19-81.
Resistencia al Calor
Los cables de las centrales nucleares suelen trabajar en entornos de alta temperatura, por lo que es necesario que tengan una capacidad de resistencia al calor a largo plazo. La elección de polímeros con la resistencia al calor adecuada puede permitir que los cables tengan una vida útil de más de 40 años.
Resistencia a la Radiación
El entorno severo de las centrales nucleares hace que los cables estén expuestos a grandes cantidades de radiación. Esto puede hacer que los materiales de aislamiento y revestimiento se vuelvan quebradizos y pierdan sus propiedades mecánicas. Por lo tanto, los materiales de aislamiento y revestimiento utilizados en los cables especiales en las aplicaciones de las centrales nucleares deben tener una excelente resistencia a la radiación.
Las diferentes polímeros tienen diferentes capacidades de resistencia a la radiación. Por lo general, se agregan agentes de resistencia a la radiación a los polímeros para mejorar su capacidad de resistencia. Los requisitos de resistencia a LOCA (accidente de pérdida de refrigerante) para los cables varían según las diferentes centrales nucleares.
Resumen
En resumen, los cables especiales para centrales nucleares deben tener características como ser libre de halógenos, baja emisión de humo y ser ignífugos, además de cumplir con los requisitos de rendimiento normales en su área de instalación. Estos cables también deben cumplir con los requisitos de uso en situaciones especiales como terremotos y accidentes (radiación, accidentes LOCA/HELB).