[科普中國]-反應堆容器

結(jié)構(gòu)

反應堆容器是由反應堆容器和頂蓋組成，前者由下法蘭(含接管段) 、筒體和半球形下封頭組焊而成，頂蓋由半球形上封頭和上法蘭焊接組成(或者為一體化頂蓋) 。上下法蘭面之間用兩道自緊式空心金屬(高鎳耐蝕合金In2718 或1828 鋼)“O”形環(huán)密封。為了避免容器內(nèi)表面和密封面腐蝕，在壓力容器內(nèi)壁堆焊有大于5mm 厚的不銹鋼襯里( 過渡層309L(00Cr23Ni11) + 308L (00Cr20Ni10) ) 。為防止外表面腐蝕，壓力容器外表面通常涂漆保護。1

作用反應堆壓力容器的作用是：

1、裝載著活性區(qū)及堆內(nèi)所有構(gòu)件，對堆芯具有輻射屏蔽作用，在頂蓋上安裝著控制棒管座及其驅(qū)動機構(gòu)，承受很大的機械和動載荷;

2、作為承壓邊界，密封高溫高壓含放射性的一回路冷卻劑并維持其壓力，承受動載荷和溫度載荷;

3、作為第二道屏障，在燃料元件破損后有防止裂變產(chǎn)物外逸的功能。

特點制作反應堆容器的材料具備良好的純凈度、致密度、成分和性能均勻性，在中高溫度下具有優(yōu)良的力學性能(強度、塑性、沖擊韌性、斷裂韌性等) 、冶金質(zhì)量及良好的耐蝕性、焊接性和抗輻照的性能(中子輻照脆化敏感性低) 、熱穩(wěn)定性、加工性等。其中，以面對活性區(qū)的筒體段材料性能要求最高。

反應堆壓力容器的制造現(xiàn)狀國際上反應堆容器材料大型鍛件制造商主要有日本制鋼所(J SW) 、法國克魯索、韓國斗山重工等。其中J SW 整體技術(shù)水平世界領(lǐng)先，2007 年產(chǎn)鍛件8. 7 萬噸，它擁有600t 級鋼錠制造能力，裝備有2 臺300t 煉鋼天車、100t 電渣重熔爐。法國克魯索公司擁有空心鋼錠制造技術(shù)，在筒形鍛件制造上獨占鰲頭。斗山重工的生產(chǎn)能力世界最大，2007 年生產(chǎn)鍛件12 萬噸。2

我國有3 大重型機械廠，都擁有12000t 自由鍛造水壓機，可供生產(chǎn)核電壓力容器大鍛件之用。一重有生產(chǎn)船用小型反應堆設備的經(jīng)驗，二重有生產(chǎn)高壓容器條件，三重曾為秦山一期核電站生產(chǎn)過壓力容器鍛件，他們在勞動生產(chǎn)率和技術(shù)水平上與國外先進水平之間差距正在縮小。3

研究熱點及存在問題目前國內(nèi)外反應堆壓力容器研究熱點主要集中在以下方面。

1、由美國能源部倡導發(fā)起，在第4 代核能系統(tǒng)國際論壇組織下，第4 代先進核能系統(tǒng)正朝著既定方向研究發(fā)展 ，其中作為關(guān)鍵技術(shù)之一的反應堆壓力容器材料選擇、設計、制造等一直都為研究的熱點與焦點。

2、 隨著20 世紀六七十年代國外大規(guī)模建造的核電站運行時間接近設計壽命，目前急需反應堆壓力容器壽期評估與延壽分析論證，國外有美國核管會、美國西屋公司等、國內(nèi)主要有核工業(yè)728 設計院、核動力設計院等[37 ]機構(gòu)開展了這方面的工作，并已取得階段性的研究成果。目前國內(nèi)反應堆壓力容器材料存在的主要問題就是材料的制造國產(chǎn)化，特別是大型鑄鍛件的冶煉、機械加工方面的國產(chǎn)化。其中中國第一重型機械集團近年來在國家的大力支持下，實施鑄鍛鋼基地及大型鑄鍛件自主化改造項目，在能力水平上都瞄準了世界一流。