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，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說，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，正如日本福島第一核電站事故所暴露的問題一樣，這些老式的貫穿件無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。”

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需維護(hù)的特性使得肖特電氣貫穿件從長(zhǎng)期來看是一個(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。