電氣貫穿件，核電站的安全守護(hù)神

電氣貫穿件，核電站的安全守護(hù)神

2014年3月，中國(guó)國(guó)家主席習(xí)近平和50多位世界各地的領(lǐng)導(dǎo)人會(huì)聚荷蘭，出席在此舉行的第三屆核安全峰會(huì)。在峰會(huì)上，習(xí)近平主席指出了中國(guó)在核安全方面的立場(chǎng)，并簡(jiǎn)要闡述對(duì)開展相關(guān)國(guó)際合作的設(shè)想。他還著重強(qiáng)調(diào)了中國(guó)在核安全方面的成功經(jīng)驗(yàn)，并指出了在這一重大問(wèn)題上做出改進(jìn)的新途徑。各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)加強(qiáng)核安全方面所取得的重大進(jìn)展表示肯定，但也意識(shí)到，必須繼續(xù)努力，核安全工作才能取得新進(jìn)展。

核安全的一個(gè)重要的要素是確保核電廠能夠經(jīng)受住各種嚴(yán)重事故情景的考驗(yàn)。而電氣貫穿件雖然只是核電廠內(nèi)的一個(gè)小部件，但是它對(duì)提高核電廠的安全系數(shù)有著很大的作用。其作為核安全中的一個(gè)關(guān)鍵要素，重要性不言而喻。為此，德國(guó)跨國(guó)科技集團(tuán)肖特自1960年起就為核電廠的安全性提供大力支持，向世界各地的核電廠提供經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試的電氣貫穿件（Electrical?Penetration?Assembly,?EPA）。

肖特電氣貫穿件是通入核反應(yīng)堆安全殼的一個(gè)密封部件，可經(jīng)受住核電廠各種嚴(yán)重事故的考驗(yàn)。自2011年3月日本福島第一核電站事故以來(lái)，電氣貫穿件已成為核安全中一個(gè)至關(guān)重要的部件。國(guó)際電氣技術(shù)委員會(huì)（IEC）成員、肖特核安全部門技術(shù)負(fù)責(zé)人Oliver?Fritz博士表示：“盡管我們的電氣貫穿件規(guī)格要求高得多，但其成本僅占新建核電廠總成本的千分之一。對(duì)于大幅提高核安全來(lái)說(shuō)，這是一筆很小的投資。我們希望所有參與核電廠規(guī)劃、施工和認(rèn)證的各方人士認(rèn)真考慮這點(diǎn)?！?/p>

采用環(huán)氧樹脂或其他聚合物材料進(jìn)行密封的貫穿件會(huì)隨著時(shí)間、輻射以及壓力和高溫環(huán)境而自然老化，導(dǎo)致降解和破裂。此類電氣貫穿件曾被視為是安全的電氣組件，并應(yīng)用于20世紀(jì)所設(shè)計(jì)的部分核電廠內(nèi)。不過(guò)，正如日本福島第一核電站事故所暴露的問(wèn)題一樣，這些老式的貫穿件無(wú)法為更高壓力和溫度的下一代核電廠提供足夠的安全保障。以往的經(jīng)驗(yàn)證明，有些嚴(yán)重事故并不是由于缺乏安全措施而發(fā)生的。因此，所有與1E級(jí)安全相關(guān)的組件都應(yīng)具有更高的安全系數(shù)。

自然災(zāi)難或核電廠故障可能導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。這對(duì)核電廠的設(shè)計(jì)、組件和零部件的選擇，提出了非常復(fù)雜的要求。特別是有關(guān)核反應(yīng)堆安全殼的安全性能，因?yàn)樗菄?yán)重事故發(fā)生期間及之后維持控制的一個(gè)關(guān)鍵因素。

Fritz博士表示：“事實(shí)證明，嚴(yán)重核電安全事故實(shí)際發(fā)生的頻率超過(guò)了統(tǒng)計(jì)概率顯示的水平。為了讓安全殼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)其安全目標(biāo)，今后必須針對(duì)安全殼上的所有組件和零部件統(tǒng)一采用更高的安全系數(shù)和更高的規(guī)格要求?！?/p>

肖特的玻璃-金屬密封電氣貫穿件憑借其壓縮密封技術(shù)，可提供當(dāng)今市場(chǎng)上最高的安全標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，精選的玻璃預(yù)型件會(huì)熔化并完全填補(bǔ)不同金屬組件之間的空隙。當(dāng)玻璃冷卻并重新凝固后，即可形成極度緊密的壓力密封效果，并且不會(huì)破碎或破裂。肖特電氣貫穿件因其永不老化的玻璃-金屬壓力邊界，擁有無(wú)限的使用壽命，而且具有卓越的抗高溫和高壓性能。所有這些因素加上貫穿件幾乎完全無(wú)需維護(hù)的特性使得肖特電氣貫穿件從長(zhǎng)期來(lái)看是一個(gè)安全性能相對(duì)高得多的產(chǎn)品。鑒于貫穿件的成本在核電廠的總體成本中僅占據(jù)很小的部分，使用肖特玻璃-金屬密封電氣貫穿件對(duì)于所有新建核電廠以及翻新現(xiàn)有的核電廠而言，均具有重要意義。

2013年10月，肖特業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人參加了由中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)在北京主辦的國(guó)際核電安全研討會(huì)。該研討會(huì)探討了中國(guó)核電發(fā)展的未來(lái)狀況以及世界各地的核電安全標(biāo)準(zhǔn)。本次研討會(huì)的一個(gè)主要共識(shí)是，目前核反應(yīng)堆電氣貫穿件的標(biāo)準(zhǔn)中設(shè)定的安全系數(shù)是10%～50%，這個(gè)系數(shù)明顯偏低。與會(huì)者都認(rèn)可應(yīng)該將該系數(shù)提升到與安全殼結(jié)構(gòu)本身設(shè)定的100%的安全系數(shù)一致，對(duì)安全殼整體實(shí)行完全密封,而不是在貫穿件,閘門及法蘭等環(huán)節(jié)留下明顯的薄弱點(diǎn)。

而玻璃-金屬密封電氣貫穿件在高溫高壓下?lián)碛袠O其出色的性能，在反應(yīng)堆失水事故（LOCA）、高溫、高壓、地震波測(cè)試和其他嚴(yán)重安全事故（如蒸汽管道爆炸到電氣貫穿件上等）方面，其性能表現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)所有現(xiàn)行的設(shè)計(jì)規(guī)格要求。

肖特的玻璃-金屬密封電氣貫穿件于2012年在美國(guó)亞拉巴馬州亨茨維爾（Huntsville）市的Wyle實(shí)驗(yàn)室開展了嚴(yán)格的測(cè)試。該電氣貫穿件通過(guò)了IEEE（國(guó)際電子電氣工程師協(xié)會(huì)）317和344標(biāo)準(zhǔn)的各種合格性測(cè)試項(xiàng)目，包括在模擬達(dá)到里氏12級(jí)地震狀況下的全面耐受性測(cè)試。

肖特的電氣貫穿件使用壽命長(zhǎng)，并在核電廠的60年有效期內(nèi)無(wú)需維護(hù)，因此其總體使用周期成本相對(duì)更低。小小的投資就可以實(shí)現(xiàn)核電廠安全裕度顯著的提高。