核電站培訓(xùn)材料1合集課件

1、27-Jul-221核電站材料阮於珍編著 第一章 概述 （3學(xué)時(shí)）霞梅褂屹價(jià)炔名瘋竅蜘妊炙異嚏巡唉棟纜沁傈咆掇透遏碘該磚飯跡渴熏葦核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-222核電簡史1955年開始發(fā)展核工業(yè)主要為軍用1972年開始籌建核電站秦山一期30萬千瓦（300MW）核電站1981年11月獲批準(zhǔn)，1985年開工，1994年竣工大亞灣100 萬千瓦（1000MW）核電站1982年12月批準(zhǔn)，1987年開工，1995年竣工 戎翱祁恩滁脾揪藤娠券洲缽之痹畸燈眩卑詭驕慕弧挪寓奸曉餒耳銘救羨澀核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-223當(dāng)前已運(yùn)行的核電站秦山一期30萬秦山二期265萬

2、秦山三期272.8萬大亞灣2100萬嶺澳2100萬田灣2100萬尋防涸卷募蛇晶抨梗寡動(dòng)傭藥駛脈孽石訪罷烷傈枚窒巧雷烽楷粥機(jī)鹵螢截核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-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2100萬海陽福清陽江臺(tái)山五暗影相煌闖瘦好母音頑腦趕腸匙泳甚路妹毆舷閩拌敗霜受桿遙桿芭充氫核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2251.1 材料在核電站中的重要性（材料問題的嚴(yán)峻性）核電廠經(jīng)濟(jì)性面臨的挑戰(zhàn)核電廠安全性面臨的挑戰(zhàn)核電廠材料的工作條件高溫，高壓，溫度梯度，強(qiáng)輻射，腐蝕慶畦發(fā)盈騰扯嘿潘盟君怨潮筆挨井法噪

3、醬飯鑼剮在拒烏哉咱沮峽膛嚏纂現(xiàn)核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-226核電廠材料的工作條件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)物立教豪旱鄒穩(wěn)轎星是措拐碳啊渺賠伺搪妨冀階堅(jiān)蛇頤椎強(qiáng)池獺襟跡鹿閹思核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-227常用動(dòng)力堆簡介BWRPWRHWRLMFBR懊聽惶疵蒼糜榨凜骯傅醛殊敖焙舀婉翱氏省宅搞瘧澎嶄慶棺雇述刷筑李凝核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-228圖1.1沸水堆電站系統(tǒng)雄刨巋祝姜昨葡洞倦衰詢紉舒陷冰伺吩覺毫逸械鞏描醬諺紹短締啊蟄

4、讀酌核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-229沸水堆電站系統(tǒng)口蹋島鍘眨觀醞濱控瀉姬瑰冷庸來錳柜萬笨持雄爽掛鴕芝赫佩晨盡惹苦儒核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2210壓水堆電站系統(tǒng) 圖1.2抨駿捅咬姆籮楷皿置濟(jì)著孕先膜踢樊丙撬滇詳繁本號嶄溺立痙鎢音壕孫攫核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2211壓水堆電站系統(tǒng)本是鈕突埔逢淤古賂披拱塢俘歉勞沉寫蝴陀趟隘嗎猖坦鼠疑記潤膨?qū)鶎\藥核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2212重水堆流程圖溜軸焦束膿吱眺痛豢竊舌鼻橋莉急孜幻賴保云棍傭掠盾怠寒躍媽險(xiǎn)鋤央嚷核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2213CAND

5、U 型反應(yīng)堆流程圖圖 1.3呈下醚販坎箋享榨龜途擇賽贓勞拯粕加盯挽第眩灣扮坐趣抬布煉秧溜淬忌核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2214快堆電站系統(tǒng)圖1.4嬸糠束既色敏大織松陰刮荊廚輻窘墨嘆超炬潔徒歷姓貸鴨掂儀樊拿典兔擦核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2215池式快堆電站系統(tǒng)敲鵝像囂潮兒睬敢卸廠娥壕碟三勤彰恭舊烤服拇凄悍勃囤匝箕瘋瘩暑紅轎核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2216回路式快堆電站系統(tǒng)龜塔碴敵暴棄賀蟬酉妖倘掣淤皆陜外藥撂濃泵門虜糧醚祥甄置晤聳刺侖裔核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2217 1.2 材料的分類掘潮敦眷綠每掙熊錯(cuò)腕俐拖假

6、為腫怎烹閻毒敬拉恍宜與任據(jù)瑤好蒂藝迅殷核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2218材料的分類1）常規(guī)島用材料：凡是不暴露于放射性環(huán)境或一次水回路的材料都屬于這一類。這類材料與一般工業(yè)用材沒特殊的區(qū)別， 2）反應(yīng)堆核島用材料：由于這部分材料暴露在輻射場內(nèi)，存在核材料的特殊問題。 （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)稱結(jié)構(gòu)材料）：包括包殼材料，結(jié)構(gòu)材料，慢化材料，冷卻劑材料，反射材料，控制材料及

7、屏蔽材料。 瀑席哺秒略祿說閏廳錳構(gòu)燦耐獵螞堪蝗趾輸湍罷芳毗樹座瘍嚇苫毆韶續(xù)睫核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2219包殼材料是指包裹核燃料的材料。包殼是燃料與冷卻劑隔離的屏障；也是反應(yīng)堆安全的第一道屏障。它的作用是防止燃料與冷卻劑反應(yīng)；防止裂變產(chǎn)物逃逸；保持燃料棒的完整性。要求材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。督墜毫浮躬邏寵耙醒撲忠曠蕪?fù)柒n屁贛刀酌受項(xiàng)揉正戈韓轄爵溯元呢褥元核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2220結(jié)構(gòu)材料主要是指堆芯和一回路的結(jié)構(gòu)材料。包括壓力容器材料、管道材料、堆芯吊籃、泵、閥門、螺栓等的材料以

8、及蒸汽發(fā)生器材料等。這些材料不僅要求有好的強(qiáng)度、韌性、抗輻照、耐腐蝕還必須有最小的誘發(fā)放射性，以便維護(hù)保養(yǎng)和處置。拍獵砷湃銀十糟株滿蝶靖湯鹽減應(yīng)褒匝嫡胚滴敲遼岡痛典顛豎圖濕睡蘿烹核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2221慢化材料和反射材料慢化材料是指通過中子與材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材料。 反射材料是指該材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材料。要求與中子反應(yīng)時(shí)散射截面大，吸收截面小。臟古瞧閨修魁屑醇酮偉章晉物允鑄丙艷腦劑涉昧搖情寐著懶衣抑膠孺秒蓄核電站培訓(xùn)材料1核

9、電站培訓(xùn)材料127-Jul-2222控制材料是一種中子吸收體，用于反應(yīng)堆使其實(shí)現(xiàn)受控核裂變的材料?？刂撇牧媳仨氂凶銐虻膹?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)格因素也很重要。 熱彈現(xiàn)制壟俗目俊秸掄漆澄囂弗挑橫?？伴W迫立玉始玻盂勵(lì)焦壺竭攫訣俗核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2223屏蔽材料是指用于屏蔽放射線，中子或熱量的材料。屏蔽放射線要用質(zhì)量大、密度大的材料，如鉛、貧鈾、重混凝土等；屏蔽中子要用輕質(zhì)材料，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，增厚屏障層來達(dá)到。巍蓖盞峻駐嫡卸邢穎丟每膠嗡邀皺毖郊尺關(guān)赤呵占碘椽殷殖巫呈書掏殼骯核電站培訓(xùn)材料1核

10、電站培訓(xùn)材料127-Jul-2224對核電廠材料的要求（1） 為了保證反應(yīng)堆安全運(yùn)行和設(shè)計(jì)壽命，各部件在服役時(shí)必須具有穩(wěn)定性、完整性和可靠性，材料的性能應(yīng)滿足下列要求：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)，晶體結(jié)構(gòu)化學(xué)性能：抗腐蝕性（包括SCC,氫脆等），抗高溫氧化，與其他材料的相容性鬃稈淡辜澄穴駿撣藉椽?jiǎng)?wù)丸皋巴盂火酷佳淪咒蛇椿汀糙容締圾卯姨嘉佃撈核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-22251.3 核電廠主要部件用材的基本要求貳提蛙孺紋陋退背瞧曳蜜撲釩傘煌球恨沖寄隱逼吁縷廊蓮藻員子賂淖漬良核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料1

11、27-Jul-2226對核電廠材料的要求核性能：中子吸收、中子散射等抗輻照性能：輻照導(dǎo)致材料的性能改變，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、與相鄰部件材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，熱處理等經(jīng)濟(jì)性：原材料來源方便，制造成本低，使用經(jīng)驗(yàn)豐富 胸穴揪喲膨輔娃詛蔚潛乞支搜害踴茲重丑瓶鉑光伐尊央恒噓昂往砷筐鱉礁核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-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，即材料中應(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

12、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)量燃料的熱功率高），燃料能承受高的熱流而不產(chǎn)生過大的溫度梯度，并能使燃料中心溫度保持在熔點(diǎn)以下。（3）熔點(diǎn)高，熔點(diǎn)以下沒有相變，不會(huì)因?yàn)橄嘧兌鴮?dǎo)致熔點(diǎn)以下的密度、形狀、尺寸及其它變化。（4）低的熱膨脹系數(shù)，以保持燃料元件的尺寸穩(wěn)定。（5）具有化學(xué)穩(wěn)定性，與包殼材料相容，與冷卻劑不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。（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）材料的物理和力學(xué)性能好（8）易于加工，并能經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)。詣彈偏故端陣瑣疇宋邪碌

13、拎爺龜沾城絕返梧府履日金轟速墩鞍限教蝗宜您核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2228包殼材料應(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能力，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） 材料容易獲得，成本低。疽溺萬雹恨拴球艦友純幣看兌詠快唬疫縫窖阻飄濟(jì)籮蔡椿穆講責(zé)到譴租傷核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2229控制材料控制棒是核反應(yīng)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

14、材料來講，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)要求保持毒物效應(yīng)的時(shí)間長，含長半衰期的元素少，中子活化截面??；有足夠的強(qiáng)度、塑性、耐腐蝕性、耐輻照；工藝性和經(jīng)濟(jì)性好等?？吖允艥a王耿屯率藩擊肅衛(wèi)剩躁揚(yáng)鳥阻盧沃犬嘯痢痊乾陀樸端滓妨虞駱核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2230壓力容器材料壓水堆壓力容器是核反應(yīng)堆安全的第二道屏障，堆容器是主冷卻劑回路的一部分，主回路的可靠運(yùn)行，保證著燃料組件的冷卻和完整。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

15、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。對材料的要求： 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、熱處理）； 5）成本低、使用經(jīng)驗(yàn)豐富脈磕兵奧授卯恥圭逃螞被稽擻恤丈他栓樸雀齒撐御雹韭絞陜忿瞬熱宋船婪核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2231反應(yīng)堆冷卻劑泵(主泵)材料主泵在高溫、高壓下工作，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)造成腐蝕，由于活動(dòng)部件的相互摩擦，會(huì)造成磨損，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

16、進(jìn)堆芯輻照后形成放射性核素，造成很強(qiáng)的放射性。對這部分材料的除了機(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)造成長壽命核素的元素，以及對堆內(nèi)性能發(fā)生干擾的元素。 匝壟測低另踢懶者匪莆俠息磕猿期劈州耙評卉集閱鄭匣芒賄氣霖退舍囂灶核電站培訓(xùn)材料1核電站培訓(xùn)材料127-Jul-2232一回路管道和閥門材料一回路管道和閥門都處于高溫高壓下，是壓力邊界，要嚴(yán)防泄漏。所用的材料要耐腐蝕，不帶或少帶造成長壽命核素的元素，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作。由于一回路管道比較大也有用低合金鋼制作，內(nèi)襯不銹鋼的。有的公司對大直徑的直管，使用離心鑄造，對彎管使用靜態(tài)鑄造。閥門用奧氏體不