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摘 要：随着中国自主研发的三代核电站示范堆的平稳推进以及中国“走出去”战略的重要部署，三代核电已逐步走向批量化的成熟应用。本文以我国自主研发的华龙一号示范堆型为例，介绍了华龙一号电缆终端热缩套管的特点以及采购难点。并对此进行了风险评估和风险措施分析。最后结合现在电缆热缩套管的市场现状，提出了总结与展望。
关键词：核电 热缩套管 采购
一、我国三代核电的发展
上世纪90年代，美国和欧洲先后提出了符合“用户要求”（URD、ERD）的概念，并在此基础上，开发了安全性、经济性更好的第三代核电技术。第三代核电技术最主要的特点为采用非能动安全系统，重点是具有更好的安全性。我国在2011开始着手引入美国西屋AP1000堆芯，AP1000的全球首堆示范堆为三门核电。因三代核电的必然趋势，2010年中广核启动研发了三代核电堆型ACPR1000，后更名为ACPR1000+，中核集团也于2010年将其研发的三代核电由CNP1000更名为CP1000，后进一步更名为ACP1000。2011年开始，中核和中广核两家公司着手技术融合，共同打造华龙一号三代核电技术，即HPR1000。华龙一号是我国在30余年核电科研、设计、建设和运营经验基础上，采用国际最高安全标准研发设计，具有完整自主知识产权的第三代先进压水堆核电机型。对我国核电走出去的发展战略具有重大的意义。作为我国的自主化品牌，华龙一号在计算分析软件、反应堆堆芯设计、燃料技术、能动和非能动安全技术等方面实现了重大突破。中核集团的华龙一号有三大特点：第一大特点是177堆芯，第二大特点是燃料组件具有完全自主知识产权，这对中国核电“走出去”十分关键。第三大特点是装备实现国产化。福清5、6项目是华龙一号的全球首堆示范工程，具有重要的示范意义。
二、三代核级电缆热缩热缩套管的特点
核电站电缆热缩套管是电缆与设备永久性连接和再绝缘的电缆附件。电缆在现场与配电装置和电气设备的连接必须保证密封、绝缘、防水、防潮、防机械碰撞和阻热等一系列性能，电缆套管完成了电缆芯线导体与设备端头的连接，并实现了这一系列性能。电缆热缩套管的安全分级及执行的安全功能与其所连接的电缆和设备的安全分级和安全功能安全一致，与安全相关的电缆和设备端接的热缩套管的安全分级为安全级（1E级），按使用环境条件及质量鉴定需求又分为K1类、K2类、K3类。长期以来，电缆热缩套管的市场呈现垄断态势。从世界范围看，热缩套管被tyco（泰科电子）垄断，从国内来看，八十年代中期，我国结束了热缩材料完全依靠进口的历史，后续发展出两家公司具备生产1E（K2/K3）级热缩套管的能力，但具有核安全局证书的只有一家。但国内一直没有具备投产1E级K1类电缆热缩套管能力的厂家。这种垄断格局造成了K1类电缆终端热缩套管的价格居高不下，供货周期可控性差，受制于美方的技术和贸易壁垒。Tyco的热缩套管产品按照流水线批量化生产。在例行试验和鉴定试验阶段，为了满足一系列的性能要求，其产品进行了大量的试验，包括热老化、电气性能、绝缘性能、机械性嫩个、辐照性能、LOCA性能。在产品研制成功后，热缩材料的制造厂制定了一系列严格的质保流程，用以确保后续产品与例行试验产品的一致性。与此同时，在产品制造完成后，只进行长度、直径、厚度、热缩率、密度、等材料方面的性能以及表面清洁度、标识、包装等包装方面的检查。并不进行电气、机械、阻燃、热老化等这些买方最关心的性能的检测。对于买方来说，这些性能只能通过早年的试验报告获得，无法亲自见证。即使买方提出了此类要求，制造厂由于其复杂而严谨的体系，几乎不能增加验证试验，至多只能进行机械拉伸方面的一些验证。对于买方来说，无法亲自验证所买产品的性能，不得不说是一件缺憾的事。三代核电站开始建设后，对于核级电缆热缩终端也提出了新的要求。以华龙一号1E级电缆热缩套管为例，包括60年热老化寿命，60年辐照老化，60年热老化和辐照老化后的阻燃性能要求，LOCA（事故工况下的高温高压环境）要求，60年热老化及60年正常累计辐照老化、辐照剂量老化后再通过LOCA试验继而进行的电气性能要求，浸泡试验，在异常运行情况（化学喷淋条件）下的相关要求等都是与以往项目不同的要求。这一系列要求是与华龙一号1E级K1类电缆的要求相匹配，从而满足三代核电的整体安全性。对于材料类的电缆和热缩套管来说，這一系列要求的提高是极为严苛的条件。即使通过难度最大的研发环节，后续一系列数据对比、鉴定大纲、鉴定试验的验证也需要花费大量的时间和精力。目前来看，三代核电1E级电缆热缩套管K2、K3类在国内的技术难关基本攻克，还需进一步满足监管环节的要求。三代核电1E级电缆热缩套管K1类是重中之重，国外厂家目前暂时未开展新要求的产品试验验证，国内厂家尚未研发完成，直接制约了采购进度，且存在后续供货的风险。
三、核级电缆终端热缩采购现状及难点
鉴于三代核电的新要求，以及长期以来K1套管供货厂家与中核工程公司极个别技术方面的不符，K1类电缆终端热缩套管的合同签订工作迟迟无法展开。因目前国内厂家尚未具备生产、投标条件，因此在现有市场条件下，首先与Tyco进行K1类电缆热缩套管的技术澄清对比。目前tyco通过分析计算，证明其热缩套管产品满足60年热老化寿命，60年辐照老化和设计基准事故辐照，满足要求。具体情况如下：（1）阻燃性能。通过试验，未做老化的热缩套管阻然试验以及60年热老化和辐照老化后热缩套管的阻燃试验满足要求。（2）LOCA性能。通过分析，虽然Tyco现有产品的LOCA曲线并不完全包络华龙一号技术要求，但其试验的最高温度和最大压力均同时大于买方要求，总的试验包络面积大于要求。满足使用要求。（3）电气性能。通过试验，分为低压和中压两类考虑。需要测试其交流耐压情况以及绝缘电阻。老化前电气性能满足使用要求；60年热老化以及60年正常累计辐照老化、事故剂量老化后通过LOCA试验，再进行电气性能测试，结果同样满足使用要求。（4）浸泡试验。原有试验表明，Tyco产品具有良好的抗浸泡性能。 在双方沟通中，具体存在如下分歧：（1）产品性能方面，在卤素含量、LOCA曲线、阻燃性能等方面双方未达成一致。卤素含量的原有要求：电缆终端热缩套管材料应具有无卤、阻燃，在燃烧时产生的腐蚀性小和低烟等特性。tyco套管为低卤，不满足无卤要求，其生产的1E级电缆附件符合欧盟RoHS（关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令）、REACH（化学品注册、评估、授权和限制）这两项要求。LOCA曲线的原有要求：反应堆厂房内/严重事故工况下的LOCA压力及温度曲线。Tyco不满完全满足这一曲线，但其所做LOCA试验的最高温度和最大压力均同时大于要求，总的试验包络面积大于要求。阻燃性能的原有要求：电缆终端热缩套管应具有阻燃性能，电缆终端热缩套管应能经受住GB18380 或IEC60332 中规定的阻燃试验 。tyco公司核电1E级电缆附件是依据IEEE-383相关规定进行燃烧试验（IEEE-1202标准进行） 。（2）验收要求方面。原有要求：泰科公司核电1E级电缆附件是依据IEEE-383相关规定进行燃烧试验（IEEE-1202标准进行） 。而目前泰科只能在制造厂进行机械性能例行试验，其它试验在型式试验报告中提供 。 目前K1类电缆终端热缩套管国产化尚未实现，与国外厂家的技术交流还面临部分分歧，无法达成一致。采购面临困难，一方面督促国内厂家，尽快完成鉴定试验，尽快取得国家核安全局的相关鉴定，另一方面督促现有可以供货的厂家重新进行试验，匹配设计要求。
四、核级电缆热缩套管国产化历程
国内核电站，包括已建项目，从大亚湾，秦山二期、岭澳、田湾，到秦山二期和岭澳的扩建，1E级电缆热缩套管均由美国泰科（TYCO）公司供货，其主要原因是我国的研制工作滞后难以满足核电站的使用需求。由此带来的问题是不可避免的技术壁垒和贸易壁垒，对我国核电站的建设和发展带来了很大影响，在采购费用上，亦难免形成“屈高不下”的局面（以田湾核电站为例，此项采购价约达五千多万元）。因此，研制出满足核电站要求的1E级电缆终端热缩套管势在必行。华龙一号机型核电站1E型电缆热缩套管（组件）研制属于中核集团“龙腾2020”科技创新示范工程核心技术提升项目关键设备研制项目，受到了中核集团的高度重视。项目研制和试验过程由核安全局全程监管。2011年初，K1电缆终端热缩套管国产化研制工作即开始启动，从最初的研制机构组织构架搭建、供应商调研，逐步开始确定合作单位，培养共建。2012年7月，国内首次采用成熟燃烧试验方法评定阻燃性能的1E及K2/K3类电缆热缩套管组件通过了中国核工业集团公司科技与信息化部主持的产品鉴定。具有国际先进水的材料加工工艺，具有多项自主知识全和多项专利属性，具有很好的应用前景。“该产品在国内首次完成全部单根和成束燃烧试验、电气性能和机械性能型式试验、热老化、辐照老化试验等特殊型式试验，其无卤、低烟、低毒、阻燃等特性指标，均达到并超过了国际上同类产品的最高水平。”项目组经过大量的前期调研、专家咨询、试验标准和参数比对、试验方法研讨和产品试制，按照研发阶段严格进行节点技术评审，历时近一年，终于研制出性能指标满足先进核电站使用要求的“核電站1E级（K2＼K3）电缆热缩套管”产品。为最终研发目标——K1级电缆热缩套管的实现奠定了基础，将最终彻底突破制约我国核电发展的瓶颈。2015年4月，华龙一号机型核电站1E级电缆终端热缩套管鉴定试验大纲评审会通过，可用于指导随后的研制和试验工作，为今后的研制工作打下了良好的基础。
五、风险评估及风险措施
尽管国产化工作在稳步进行，国外供货商的这条路也在继续拓展，但是K1类电缆终端热缩套管的风险是显而易见的。国产化的整个流程，目前乐观估计还需1年的时间。国外供应商新的鉴定大纲也已提交，但因为没有充分的市场竞争，国外厂家的动力不够足，进度不够快，预计时间不够准。面对目前的交货时间点，有可能两条路都无法满足到货要求。据此，我们从宏观和微观上都需推动措施一：实时跟踪Tyco新的鉴定试验情况，及时与设计保持沟通，对出现的问题及时排查，请求更高层更多人的帮助。措施二：关注国产化产品的进展，鼓励、推动国产化的稳步推进。措施三：必要时部分鉴定试验由我们自己来做，以确保泰科的产品能满足技术规格书要求。
六、结语
三代核电在安全性能方面比二代核电要求更高，对核级电缆热缩终端也提出了更高的技术要求。不同的三代核电堆芯，又有一些差别。K1类电缆热缩套管长期被独家垄断，加上该供应商的企业文化，任何技术改动以及技术验证都是一件非常困难的事。因此一度为电缆热缩套管的采购带来困境。虽然国产化工作很早就达成共识，并早已启动，但材料类产品的研发难度很高，鉴定方案制定复杂，核级产品受国家核安全局监管，取证严格等因素，导致目前K1类电缆热缩套管未实现国产化，但国产化工作已经深入到一定程度，相信国产化的实现之日可待。届时三代核电电缆热缩终端采购困难便可迎刃而解。
参考文献：
[1]核级电缆热缩终端概述，王之瑄，电工文摘，2012（03）.
[2]核电站K1类电缆采购标准化及鉴定方法， 马培锋，吴超群，管线与电缆及其应用技术，2012（N0.04）.
[3]第三代核电技术与中国何能行业的发展 ， 张华祝，发展，2007（06）.
[4]华龙一号和HPR1000是怎么得名的。 中国核电信息网.
作者简介：王之瑄（1984.04—），女。籍贯：内蒙古鄂尔多斯人。学历：硕士研究生，毕业于西安交通大学。现有职称：中级工程师。研究方向：采购管理。
关键词：核电 热缩套管 采购
一、我国三代核电的发展
上世纪90年代，美国和欧洲先后提出了符合“用户要求”（URD、ERD）的概念，并在此基础上，开发了安全性、经济性更好的第三代核电技术。第三代核电技术最主要的特点为采用非能动安全系统，重点是具有更好的安全性。我国在2011开始着手引入美国西屋AP1000堆芯，AP1000的全球首堆示范堆为三门核电。因三代核电的必然趋势，2010年中广核启动研发了三代核电堆型ACPR1000，后更名为ACPR1000+，中核集团也于2010年将其研发的三代核电由CNP1000更名为CP1000，后进一步更名为ACP1000。2011年开始，中核和中广核两家公司着手技术融合，共同打造华龙一号三代核电技术，即HPR1000。华龙一号是我国在30余年核电科研、设计、建设和运营经验基础上，采用国际最高安全标准研发设计，具有完整自主知识产权的第三代先进压水堆核电机型。对我国核电走出去的发展战略具有重大的意义。作为我国的自主化品牌，华龙一号在计算分析软件、反应堆堆芯设计、燃料技术、能动和非能动安全技术等方面实现了重大突破。中核集团的华龙一号有三大特点：第一大特点是177堆芯，第二大特点是燃料组件具有完全自主知识产权，这对中国核电“走出去”十分关键。第三大特点是装备实现国产化。福清5、6项目是华龙一号的全球首堆示范工程，具有重要的示范意义。
二、三代核级电缆热缩热缩套管的特点
核电站电缆热缩套管是电缆与设备永久性连接和再绝缘的电缆附件。电缆在现场与配电装置和电气设备的连接必须保证密封、绝缘、防水、防潮、防机械碰撞和阻热等一系列性能，电缆套管完成了电缆芯线导体与设备端头的连接，并实现了这一系列性能。电缆热缩套管的安全分级及执行的安全功能与其所连接的电缆和设备的安全分级和安全功能安全一致，与安全相关的电缆和设备端接的热缩套管的安全分级为安全级（1E级），按使用环境条件及质量鉴定需求又分为K1类、K2类、K3类。长期以来，电缆热缩套管的市场呈现垄断态势。从世界范围看，热缩套管被tyco（泰科电子）垄断，从国内来看，八十年代中期，我国结束了热缩材料完全依靠进口的历史，后续发展出两家公司具备生产1E（K2/K3）级热缩套管的能力，但具有核安全局证书的只有一家。但国内一直没有具备投产1E级K1类电缆热缩套管能力的厂家。这种垄断格局造成了K1类电缆终端热缩套管的价格居高不下，供货周期可控性差，受制于美方的技术和贸易壁垒。Tyco的热缩套管产品按照流水线批量化生产。在例行试验和鉴定试验阶段，为了满足一系列的性能要求，其产品进行了大量的试验，包括热老化、电气性能、绝缘性能、机械性嫩个、辐照性能、LOCA性能。在产品研制成功后，热缩材料的制造厂制定了一系列严格的质保流程，用以确保后续产品与例行试验产品的一致性。与此同时，在产品制造完成后，只进行长度、直径、厚度、热缩率、密度、等材料方面的性能以及表面清洁度、标识、包装等包装方面的检查。并不进行电气、机械、阻燃、热老化等这些买方最关心的性能的检测。对于买方来说，这些性能只能通过早年的试验报告获得，无法亲自见证。即使买方提出了此类要求，制造厂由于其复杂而严谨的体系，几乎不能增加验证试验，至多只能进行机械拉伸方面的一些验证。对于买方来说，无法亲自验证所买产品的性能，不得不说是一件缺憾的事。三代核电站开始建设后，对于核级电缆热缩终端也提出了新的要求。以华龙一号1E级电缆热缩套管为例，包括60年热老化寿命，60年辐照老化，60年热老化和辐照老化后的阻燃性能要求，LOCA（事故工况下的高温高压环境）要求，60年热老化及60年正常累计辐照老化、辐照剂量老化后再通过LOCA试验继而进行的电气性能要求，浸泡试验，在异常运行情况（化学喷淋条件）下的相关要求等都是与以往项目不同的要求。这一系列要求是与华龙一号1E级K1类电缆的要求相匹配，从而满足三代核电的整体安全性。对于材料类的电缆和热缩套管来说，這一系列要求的提高是极为严苛的条件。即使通过难度最大的研发环节，后续一系列数据对比、鉴定大纲、鉴定试验的验证也需要花费大量的时间和精力。目前来看，三代核电1E级电缆热缩套管K2、K3类在国内的技术难关基本攻克，还需进一步满足监管环节的要求。三代核电1E级电缆热缩套管K1类是重中之重，国外厂家目前暂时未开展新要求的产品试验验证，国内厂家尚未研发完成，直接制约了采购进度，且存在后续供货的风险。
三、核级电缆终端热缩采购现状及难点
鉴于三代核电的新要求，以及长期以来K1套管供货厂家与中核工程公司极个别技术方面的不符，K1类电缆终端热缩套管的合同签订工作迟迟无法展开。因目前国内厂家尚未具备生产、投标条件，因此在现有市场条件下，首先与Tyco进行K1类电缆热缩套管的技术澄清对比。目前tyco通过分析计算，证明其热缩套管产品满足60年热老化寿命，60年辐照老化和设计基准事故辐照，满足要求。具体情况如下：（1）阻燃性能。通过试验，未做老化的热缩套管阻然试验以及60年热老化和辐照老化后热缩套管的阻燃试验满足要求。（2）LOCA性能。通过分析，虽然Tyco现有产品的LOCA曲线并不完全包络华龙一号技术要求，但其试验的最高温度和最大压力均同时大于买方要求，总的试验包络面积大于要求。满足使用要求。（3）电气性能。通过试验，分为低压和中压两类考虑。需要测试其交流耐压情况以及绝缘电阻。老化前电气性能满足使用要求；60年热老化以及60年正常累计辐照老化、事故剂量老化后通过LOCA试验，再进行电气性能测试，结果同样满足使用要求。（4）浸泡试验。原有试验表明，Tyco产品具有良好的抗浸泡性能。 在双方沟通中，具体存在如下分歧：（1）产品性能方面，在卤素含量、LOCA曲线、阻燃性能等方面双方未达成一致。卤素含量的原有要求：电缆终端热缩套管材料应具有无卤、阻燃，在燃烧时产生的腐蚀性小和低烟等特性。tyco套管为低卤，不满足无卤要求，其生产的1E级电缆附件符合欧盟RoHS（关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令）、REACH（化学品注册、评估、授权和限制）这两项要求。LOCA曲线的原有要求：反应堆厂房内/严重事故工况下的LOCA压力及温度曲线。Tyco不满完全满足这一曲线，但其所做LOCA试验的最高温度和最大压力均同时大于要求，总的试验包络面积大于要求。阻燃性能的原有要求：电缆终端热缩套管应具有阻燃性能，电缆终端热缩套管应能经受住GB18380 或IEC60332 中规定的阻燃试验 。tyco公司核电1E级电缆附件是依据IEEE-383相关规定进行燃烧试验（IEEE-1202标准进行） 。（2）验收要求方面。原有要求：泰科公司核电1E级电缆附件是依据IEEE-383相关规定进行燃烧试验（IEEE-1202标准进行） 。而目前泰科只能在制造厂进行机械性能例行试验，其它试验在型式试验报告中提供 。 目前K1类电缆终端热缩套管国产化尚未实现，与国外厂家的技术交流还面临部分分歧，无法达成一致。采购面临困难，一方面督促国内厂家，尽快完成鉴定试验，尽快取得国家核安全局的相关鉴定，另一方面督促现有可以供货的厂家重新进行试验，匹配设计要求。
四、核级电缆热缩套管国产化历程
国内核电站，包括已建项目，从大亚湾，秦山二期、岭澳、田湾，到秦山二期和岭澳的扩建，1E级电缆热缩套管均由美国泰科（TYCO）公司供货，其主要原因是我国的研制工作滞后难以满足核电站的使用需求。由此带来的问题是不可避免的技术壁垒和贸易壁垒，对我国核电站的建设和发展带来了很大影响，在采购费用上，亦难免形成“屈高不下”的局面（以田湾核电站为例，此项采购价约达五千多万元）。因此，研制出满足核电站要求的1E级电缆终端热缩套管势在必行。华龙一号机型核电站1E型电缆热缩套管（组件）研制属于中核集团“龙腾2020”科技创新示范工程核心技术提升项目关键设备研制项目，受到了中核集团的高度重视。项目研制和试验过程由核安全局全程监管。2011年初，K1电缆终端热缩套管国产化研制工作即开始启动，从最初的研制机构组织构架搭建、供应商调研，逐步开始确定合作单位，培养共建。2012年7月，国内首次采用成熟燃烧试验方法评定阻燃性能的1E及K2/K3类电缆热缩套管组件通过了中国核工业集团公司科技与信息化部主持的产品鉴定。具有国际先进水的材料加工工艺，具有多项自主知识全和多项专利属性，具有很好的应用前景。“该产品在国内首次完成全部单根和成束燃烧试验、电气性能和机械性能型式试验、热老化、辐照老化试验等特殊型式试验，其无卤、低烟、低毒、阻燃等特性指标，均达到并超过了国际上同类产品的最高水平。”项目组经过大量的前期调研、专家咨询、试验标准和参数比对、试验方法研讨和产品试制，按照研发阶段严格进行节点技术评审，历时近一年，终于研制出性能指标满足先进核电站使用要求的“核電站1E级（K2＼K3）电缆热缩套管”产品。为最终研发目标——K1级电缆热缩套管的实现奠定了基础，将最终彻底突破制约我国核电发展的瓶颈。2015年4月，华龙一号机型核电站1E级电缆终端热缩套管鉴定试验大纲评审会通过，可用于指导随后的研制和试验工作，为今后的研制工作打下了良好的基础。
五、风险评估及风险措施
尽管国产化工作在稳步进行，国外供货商的这条路也在继续拓展，但是K1类电缆终端热缩套管的风险是显而易见的。国产化的整个流程，目前乐观估计还需1年的时间。国外供应商新的鉴定大纲也已提交，但因为没有充分的市场竞争，国外厂家的动力不够足，进度不够快，预计时间不够准。面对目前的交货时间点，有可能两条路都无法满足到货要求。据此，我们从宏观和微观上都需推动措施一：实时跟踪Tyco新的鉴定试验情况，及时与设计保持沟通，对出现的问题及时排查，请求更高层更多人的帮助。措施二：关注国产化产品的进展，鼓励、推动国产化的稳步推进。措施三：必要时部分鉴定试验由我们自己来做，以确保泰科的产品能满足技术规格书要求。
六、结语
三代核电在安全性能方面比二代核电要求更高，对核级电缆热缩终端也提出了更高的技术要求。不同的三代核电堆芯，又有一些差别。K1类电缆热缩套管长期被独家垄断，加上该供应商的企业文化，任何技术改动以及技术验证都是一件非常困难的事。因此一度为电缆热缩套管的采购带来困境。虽然国产化工作很早就达成共识，并早已启动，但材料类产品的研发难度很高，鉴定方案制定复杂，核级产品受国家核安全局监管，取证严格等因素，导致目前K1类电缆热缩套管未实现国产化，但国产化工作已经深入到一定程度，相信国产化的实现之日可待。届时三代核电电缆热缩终端采购困难便可迎刃而解。
参考文献：
[1]核级电缆热缩终端概述，王之瑄，电工文摘，2012（03）.
[2]核电站K1类电缆采购标准化及鉴定方法， 马培锋，吴超群，管线与电缆及其应用技术，2012（N0.04）.
[3]第三代核电技术与中国何能行业的发展 ， 张华祝，发展，2007（06）.
[4]华龙一号和HPR1000是怎么得名的。 中国核电信息网.
作者简介：王之瑄（1984.04—），女。籍贯：内蒙古鄂尔多斯人。学历：硕士研究生，毕业于西安交通大学。现有职称：中级工程师。研究方向：采购管理。