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确保反应堆容器的结构完整性以确保安全

来源:上海自动化仪表有限企业编辑:发表时间:2018-08-30 08:57:42

     反应堆容器是围绕核反应堆核裂变核心的保护性容器。作为反应堆冷却剂系统的中心部件的容器具有圆柱形壳体,该壳体具有球形底部头部和顶部的环形凸缘。封头用螺栓固定在法兰上。它是典型的反应器容器与不锈钢通常是非常适用于焊接,并用中子辐射下的高强度和韧性,但低的孔隙率,铁素体类型的制成。当反应堆运行时,来自反应堆堆芯的中子辐射引起反应堆压力容器材料的脆化,使其不太坚韧并且不能保持其结构完整性。

 
确保反应堆容器的结构完整性以确保安全
 
    降低反应堆容器中的脆化速率
    认为压水反应堆(PWR)比沸水反应堆(BWR)更容易发生脆化,因为BWR容器通常经历较少的中子辐照并因此较少脆化。许多公用事业企业利用核心设计来减少将到达容器壁的中子数量,并将反应器容器上的脆化速率降至最低。
    在一定程度上有助于反应堆容器脆化的另一个因素是所用的钢种。具有较高比例的铜和镍的钢倾向于比具有较低比例的2种元素的钢更易于脆化。 
    PWR反应堆容器脆化的另一个原因是在某些事故情况下可能发生的加压热冲击,此时冷水在仍然加压时被引入反应堆容器。冷水的引入会导致容器迅速冷却,从而导致对钢的大的热应力。这些热应力以及高内压和脆弱的反应器容器可能导致裂缝,最终导致容器失效。这可能是潜在的安全问题,这是检查反应堆容器结构完整性的重点。
 
    不锈钢反应堆容器的冶金和制造
    用于轻水冷却反应器的反应器容器通常由低碳合金钢制成以确保强度。就安全性和工厂寿命而言,反应堆压力容器是最关键的压力边界组分,其要求压力保持组件的材料应具有足够的强度和断裂韧性以确保结构完整性。
    当用作反应堆冷却剂时,反应器容器通常衬有不锈钢以防止水的腐蚀。不锈钢含有足够量的铬以形成氧化铬的钝化膜,其通过阻止氧扩散到钢表面中来阻止表面腐蚀并阻止腐蚀扩散到反应器容器的内部结构中。
    由于在成形,焊接和机加工中绝对需要接近完美,反应器容器的制造困难,耗时且昂贵。零件经过锻造,热处理,淬火和回火处理,然后进行超声波检测,有形拉伸试验,冲击试验,弯曲试验,最后进行磁粉探伤。 
 
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