核反应堆最后一道安全防线用什么钢?

2019-08-28 01:01:25 changyuan 141
核反应堆最后一道安全防线用什么钢?
2019-08-27 11:06:11 作者:防腐保温  http://www.xinaoyuan.com 分享至:

核电站安全的基本目标是,确保公众和厂区工作人员在所有运行工况下受到的辐射照射保持在适当的规定限值之内;在事故工况下受到的辐射保持在可接受的限值之内;同时,确保在事故工况期间和之后的任何释放不超过可接受的限值。为此,核电站设计中设置了四道反应堆安全屏障。


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第一道屏障——核燃料芯块。现代反应堆广泛采用耐高温、耐辐射和耐腐蚀的二氧化铀陶瓷核燃料。


第二道屏障——锆合金包壳管。二氧化铀陶瓷芯块被装入包壳管,叠成柱体,组成了燃料棒。


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图1 压水堆核燃料组件

 

第三道屏障——压力容器和封闭的一回路系统。


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图2 AP1000第三道防御屏障

 

第四道屏障——安全壳。安全壳,俗称“核反应堆厂房”,一般是壁厚近1米的钢筋混凝土结构,内表面加有不锈钢内衬以确保良好的密封性,防止放射性泄漏。


对于AP1000核电站,反应堆厂房采用双层壳体结构,内层为钢制安全壳,外层为混凝土结构的屏蔽厂房。


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图3 第四道防御屏障

 

核电站安全壳是核反应堆的围护结构,它是阻止放射性物质向环境逸散的最后一道屏障,它一般采用双层壳体结构,对放射性物质有很强的防护作用,万一反应堆发生严重事故,放射性物质从堆内漏出,由于有安全壳厂房的屏障,对厂房外的环境和人员的影响也微乎其微。


安全壳外层用钢

 

安全壳的外层是钢筋混凝土结构,厚度900mm,能抗拒飞机俯冲撞击、常规爆炸物的破坏、台风、海啸、地震,内部爆炸冲击等,现在国内设计的核电安全壳其主要用钢为普通的建筑用三级以上螺纹钢。


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图4 “华龙一号”福清核电站安全壳钢筋混凝土层用钢筋

 

安全壳内层用钢

 

安全壳的内层称为钢衬里,当前,对于钢衬里的重要作用和结构形式人类的认识也是逐渐深入,核电站安全壳钢衬里已简单退化成核电站安全壳密封性能的需求,不再充当结构强度需要,但是对于壳体混凝土裂缝开展隐患起到有利的降低作用。作为钢衬里密封板既充当密封性能作用,又降低了混凝土的收缩和徐变、减少了混凝土开裂风险。


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图5 “华龙一号”福清核电站钢衬里外侧施工图貌

 

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图6 “华龙一号”福清核电站钢衬里内侧施工图貌

 

钢衬里的主体是用厚度8mm以上的钢板焊接而成的罐体结构,主要用钢牌号有20HR、20HR-B两个,其牌号化学成分表如下:


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20HR、20HR-B牌号力学性能如下:


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另外,其还需要满足300℃的高温力学性能。


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同时,对焊接性能也有一定要求。


20HR牌号的起源

 

20HR牌号,其20是指C名义含量为0.20,H是核电,R为压力容器()。其早期是由老国标锅炉钢20g牌号演变而来。而我国核电技术起初是从法国引进,与法国牌号A42近似。20HR牌号首用与我国秦山核电站二期的钢衬里。

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