核電站培訓(xùn)材料1ppt課件

1、2022/7/221核電站資料阮於珍編著 第一章 概述 3學(xué)時(shí).2022/7/222核電簡史1955年開場開展核工業(yè)主要為軍用1972年開場籌建核電站秦山一期30萬千瓦300MW核電站1981年11月獲同意，1985年開工，1994年開工大亞灣100 萬千瓦1000MW核電站1982年12月同意，1987年開工，1995年開工 .2022/7/223當(dāng)前已運(yùn)轉(zhuǎn)的核電站秦山一期30萬秦山二期265萬秦山三期272.8萬大亞灣2100萬嶺澳2100萬田灣2100萬.2022/7/224在建核電站秦山二期265萬三門 2100萬嶺澳二期2100萬方家山2100萬紅沿河2100萬寧德2100萬海陽福清

2、陽江臺(tái)山.2022/7/2251.1 資料在核電站中的重要性資料問題的嚴(yán)峻性核電廠經(jīng)濟(jì)性面臨的挑戰(zhàn)核電廠平安性面臨的挑戰(zhàn)核電廠資料的任務(wù)條件高溫，高壓，溫度梯度，強(qiáng)輻射，腐蝕.2022/7/226核電廠資料的任務(wù)條件PWR高溫：290-320高壓：15.5 MPa溫度梯度：2000-4000 /cm強(qiáng)輻射: 、中子、裂變產(chǎn)物腐蝕：腐蝕介質(zhì)、水的輻照分解產(chǎn)物.2022/7/227常用動(dòng)力堆簡介BWRPWRHWRLMFBR.2022/7/228圖1.1沸水堆電站系統(tǒng).2022/7/229沸水堆電站系統(tǒng).2022/7/2210壓水堆電站系統(tǒng) 圖1.2.2022/7/2211壓水堆電站系統(tǒng).2022/

3、7/2212重水堆流程圖.2022/7/2213CANDU 型反響堆流程圖圖 1.3.2022/7/2214快堆電站系統(tǒng)圖1.4.2022/7/2215池式快堆電站系統(tǒng).2022/7/2216回路式快堆電站系統(tǒng).2022/7/2217 1.2 資料的分類.2022/7/2218資料的分類1常規(guī)島用資料：凡是不暴露于放射性環(huán)境或一次水回路的資料都屬于這一類。這類資料與普通工業(yè)用材沒特殊的區(qū)別， 2反響堆核島用資料：由于這部分資料暴露在輻射場內(nèi)，存在核資料的特殊問題。 1核燃料： a 易裂變核素任何能量中子都能引起核裂變的核素。如鈾-235、鈾-233、钚-239。 b 可轉(zhuǎn)換核素是指某核素在俘獲

4、高能中子1MeV以后會(huì)轉(zhuǎn)換為可裂變核素。 如釷-232、鈾-238 。 (2) 非核燃料又統(tǒng)稱構(gòu)造資料：包括包殼資料，構(gòu)造資料，慢化資料，冷卻劑資料，反射資料，控制資料及屏蔽資料。 .2022/7/2219包殼資料是指包裹核燃料的資料。包殼是燃料與冷卻劑隔離的屏障；也是反響堆平安的第一道屏障。它的作用是防止燃料與冷卻劑反響；防止裂變產(chǎn)物逃逸；堅(jiān)持燃料棒的完好性。要求資料具有小的中子吸收截面、高的導(dǎo)熱系數(shù)、強(qiáng)度好、韌塑性好、耐腐蝕、抗輻照、熱穩(wěn)定性好等。.2022/7/2220構(gòu)造資料主要是指堆芯和一回路的構(gòu)造資料。包括壓力容器資料、管道資料、堆芯吊籃、泵、閥門、螺栓等的資料以及蒸汽發(fā)生器資料等

5、。這些資料不僅要求有好的強(qiáng)度、韌性、抗輻照、耐腐蝕還必需有最小的誘發(fā)放射性，以便維護(hù)保養(yǎng)和處置。.2022/7/2221慢化資料和反射資料慢化資料是指經(jīng)過中子與資料原子之間的彈性碰撞來降低中子能量，使高能快中子變?yōu)槟鼙涣炎冊臃@，并激發(fā)另一次裂變的熱中子的資料。 反射資料是指該資料的原子與從堆芯逃逸的中子發(fā)生碰撞后，能使從堆芯逃逸的中子無吸收地反彈回堆芯的資料。要求與中子反響時(shí)散射截面大，吸收截面小。.2022/7/2222控制資料是一種中子吸收體，用于反響堆使其實(shí)現(xiàn)受控核裂變的資料?？刂瀑Y料必需有足夠的強(qiáng)度，抗腐蝕、耐輻照、少的感生放射性、物理性能好，同時(shí)價(jià)錢要素也很重要。 .2022/7

6、/2223屏蔽資料是指用于屏蔽放射線，中子或熱量的資料。屏蔽放射線要用質(zhì)量大、密度大的資料，如鉛、貧鈾、重混凝土等；屏蔽中子要用輕質(zhì)資料，如輕水、石蠟、石墨等；屏蔽熱量要用空腔不銹鋼弧形瓦或增大間距，增厚屏障層來到達(dá)。.2022/7/2224對核電廠資料的要求1 為了保證反響堆平安運(yùn)轉(zhuǎn)和設(shè)計(jì)壽命，各部件在服役時(shí)必需具有穩(wěn)定性、完好性和可靠性，資料的性能應(yīng)滿足以下要求：核性能：中子吸收截面，活化截面等力學(xué)性能：足夠的強(qiáng)度，韌、塑性，耐熱性 物理性能：導(dǎo)熱，熱膨脹，熔點(diǎn)，晶體構(gòu)造化學(xué)性能：抗腐蝕性包括SCC,氫脆等，抗高溫氧化，與其他資料的相容性.2022/7/22251.3 核電廠主要部件用材的

7、根本要求.2022/7/2226對核電廠資料的要求核性能：中子吸收、中子散射等抗輻照性能：輻照導(dǎo)致資料的性能改動(dòng)，輻照腫脹，輻照生長，氦脆，輻照誘導(dǎo)放射性等抗腐蝕性能：與環(huán)境、與相鄰部件資料的相容性等物理性能：導(dǎo)熱性，熱膨脹，熔點(diǎn)等機(jī)械性能：強(qiáng)度、塑性、韌性、蠕變、疲勞等工藝性能：冷加工，熱加工，焊接，熱處置等經(jīng)濟(jì)性：原資料來源方便，制造本錢低，運(yùn)用閱歷豐富 .2022/7/2227理想的燃料須具備以下特點(diǎn)1燃料中易裂變原子密度高，即資料中應(yīng)含有高濃度的裂變或增殖原子，其它組合元素中不應(yīng)有中子吸收截面大的原子。2導(dǎo)熱性能好，即可以有高的功率密度每單位堆芯體積的熱功率高，或高的比功率每單位質(zhì)量燃

8、料的熱功率高，燃料能接受高的熱流而不產(chǎn)生過大的溫度梯度，并能使燃料中心溫度堅(jiān)持在熔點(diǎn)以下。3熔點(diǎn)高，熔點(diǎn)以下沒有相變，不會(huì)由于相變而導(dǎo)致熔點(diǎn)以下的密度、外形、尺寸及其它變化。4低的熱膨脹系數(shù)，以堅(jiān)持燃料元件的尺寸穩(wěn)定。5具有化學(xué)穩(wěn)定性，與包殼資料相容，與冷卻劑不發(fā)生化學(xué)反響。6輻照下穩(wěn)定性好，即在強(qiáng)輻照下不會(huì)因腫脹、開裂和蠕變等引起變形而失效；機(jī)械性能強(qiáng)度、韌性等也不應(yīng)在輻照下有很大的變化。7資料的物理和力學(xué)性能好8易于加工，并能經(jīng)濟(jì)地消費(fèi)。.2022/7/2228包殼資料應(yīng)具備的性能1 具有小的中子吸收截面；2 具有良好的抗輻照損傷才干，并且在快中子輻照下不要產(chǎn)生強(qiáng)的長壽命核素。3 具有良好

9、的抗腐蝕性能，與燃料、冷卻劑相容性好。4 具有好的強(qiáng)度、塑性及蠕變性能。5 好的導(dǎo)熱性能及低的線膨脹系數(shù)。6 易于加工，焊接性能好。7 資料容易獲得，本錢低。.2022/7/2229控制資料控制棒是核反響堆實(shí)現(xiàn)可控和自持核裂變不可缺或的重要部件。對控制資料來講，最要緊的還是中子吸收截面大，對壓水堆來說不僅要求對熱中子的吸收，還要求對超熱中子的吸收；同時(shí)要求堅(jiān)持毒物效應(yīng)的時(shí)間長，含長半衰期的元素少，中子活化截面?。挥凶銐虻膹?qiáng)度、塑性、耐腐蝕性、耐輻照；工藝性和經(jīng)濟(jì)性好等。.2022/7/2230壓力容器資料壓水堆壓力容器是核反響堆平安的第二道屏障，堆容器是主冷卻劑回路的一部分，主回路的可靠運(yùn)轉(zhuǎn)，

10、保證著燃料組件的冷卻和完好。因此壓力容器是壓水堆電站最關(guān)鍵的設(shè)備之一。壓水堆容器的設(shè)計(jì)壓力為17.6MPa，設(shè)計(jì)溫度350。作用于壓力容器的載荷除此以外還有因吸收射線引起的熱應(yīng)力；各種工況變動(dòng)引起的溫度、壓力變動(dòng)及由此引起的熱沖擊；溫度循環(huán)幾百到幾萬次引起的熱疲勞等。對資料的要求： 1強(qiáng)度高、塑韌性好； 2抗輻照耐腐蝕； 3偏析與夾雜物少、晶粒細(xì)、組織穩(wěn)定； 4工藝性能好冷熱加工、焊接、熱處置； 5本錢低、運(yùn)用閱歷豐富.2022/7/2231反響堆冷卻劑泵(主泵)資料主泵在高溫、高壓下任務(wù)，殼體、葉輪、轉(zhuǎn)子等雖然不直接接受中子輻照，但由于與介質(zhì)接觸，會(huì)呵斥腐蝕，由于活動(dòng)部件的相互摩擦，會(huì)呵斥磨損，同時(shí)由于介質(zhì)的循環(huán)作用，會(huì)把磨損或腐蝕的微粒帶進(jìn)堆芯輻照后構(gòu)成放射性核素，呵斥很強(qiáng)的放射性。對這部分資料的除了機(jī)械性能和工藝性能方面要求外，還要求抗腐蝕，不帶和少帶會(huì)呵斥長壽命核素的元素，以及對堆內(nèi)性能發(fā)生干擾的元素。 .2022/7/2232一回路管道和閥門資料一回路管道和閥門都處于高溫高壓下，是壓力邊境，要嚴(yán)防走漏。所用的資料要耐腐蝕，不帶或少帶呵斥長壽命核素的元素，以及對堆內(nèi)性能發(fā)生干擾的元素，如鈷、硼等。大部分的一回路管道和閥門都采用奧氏體不銹鋼制造。由于一回路管道比較大也有用低合金鋼制造，內(nèi)襯不銹鋼的。有的公司對大直徑的直管，運(yùn)用離心鑄造，對彎管運(yùn)