核电站电气贯穿件导体组件老化寿命评估研究

郑兰疆，王广金，周 天

(中国核动力研究设计院，四川 成都 610041)

0 引 言

设备老化管理与寿命评估是反应堆结构力学领域的重要研究方向，老化因素对材料力学性能的影响直接表征到设备的各项性能指标上，利用设备性能指标进行寿命评估具备较强的工程实际意义。核电厂电气贯穿件（electrical penetration assemblies，EPA）是安装在核电厂安全壳上，用于电缆穿越安全壳的1E级专用电气设备，在正常和各种事故（包括地震和失水事故）条件下，维持反应堆安全壳压力边界的完整性和电气连续性，防止放射性物质外泄，设计寿命与安全壳同为60年[1-2]。导体组件作为承载EPA的电气连接性和密封性能的最关键部件，组件材料在复杂环境的长期作用下会发生缓慢的物理化学性能退化和力学性能退化，致使电气连接性和密封性能变差，因此其老化寿命直接决定了EPA的寿命。导体组件的基本结构如图1所示，具体是将绝缘包覆导体穿入填充制品内，然后在制品外套一个不锈钢管，通过专用工艺和特殊的结构设计使其形成致密整体。针对核电厂高分子材料的老化性能研究中，A.Chapiro等[3]对核电站的老化因素进行了研究，得知老化因素主要是由热效应、辐照、化学环境和机械应力等几个方面综合而成。M.D.Chipara等[4]对NBR-EPDM混合橡胶材料在不同辐照剂量率老化性能进行研究得出剂量率的影响呈现非线性。R.Clavreul等[5]对硅橡胶的辐照老化性能研究得出小的辐照剂量率对老化有更大的破坏性。V.Placek等[6]对核电站EPDM橡胶的辐照老化和热老化性能研究得出辐照老化和热老化试验是一种累积效应，先后进行或同时进行效果基本一致。……