核能電站,簡稱核電站,是指利用若干核反應(yīng)堆中核燃料裂變所放出的熱能來發(fā)電,或者發(fā)電兼供熱的動力設(shè)施。以核能發(fā)電為主的發(fā)電廠稱為核能發(fā)電廠。
目前, 上核電站常用的反應(yīng)堆有壓水堆、沸水堆、重水堆和改進(jìn)型氣冷堆以及快堆等。
外部腐蝕環(huán)境
核電站大都處于海濱或河濱,鋼筋混凝土及鋼結(jié)構(gòu)長期受到海河大氣及酸、堿、鹽等化學(xué)介質(zhì)的腐蝕;同時,核反應(yīng)堆中的放射性元素也極易對人體造成傷害。因此,核電建筑、核電設(shè)施需要嚴(yán)格的防輻射保護(hù),以及有效的防腐保護(hù)。
針對核電建筑和設(shè)備的不同部位及其所處環(huán)境,該章節(jié)主要介紹壓水堆核電站的相關(guān)防腐的設(shè)計(jì)。
核電站防護(hù)涂層簡介
根據(jù)核電站廠房功能和分布區(qū)域,壓水堆核電站可劃分為核島、常規(guī)島、輔助系統(tǒng)三部分;其中常規(guī)島和輔助系統(tǒng)統(tǒng)稱為常規(guī)島。為此對應(yīng),核電涂料分為核電專用涂料和核電常規(guī)涂料(見下圖)。
砼質(zhì)壓力管道內(nèi)壁防腐防護(hù)涂層配套體系
核級專用涂層是指能滿足核電站所特有的環(huán)境條件、技術(shù)要求的涂層體系。核電站涂層主要有以下幾種類型:
·輻射控制區(qū)涂層
輻射控制區(qū)涂層是指除安全殼的輻射控制區(qū)之外的核電站其余設(shè)備及構(gòu)筑物表面涂層。主要應(yīng)用于構(gòu)筑物包括電氣廠房、連接廠房、應(yīng)急柴油機(jī)廠房等。
·安全殼內(nèi)涂層
安全殼內(nèi)涂層,包括安全殼內(nèi)全部設(shè)備以及構(gòu)筑物表面的涂層體系。核級防護(hù)涂料主要應(yīng)用于設(shè)備包括有反應(yīng)堆容器、蒸發(fā)器、穩(wěn)壓器、安注箱、硼注箱、堆內(nèi)構(gòu)件與驅(qū)動機(jī)構(gòu),主泵、核島里面的主管道等;構(gòu)筑物包括反應(yīng)堆廠房、核輔助廠房、核燃料廠房與換料水池等。
輻射控制區(qū)外的安全設(shè)備涂層
輻射控制區(qū)外安全設(shè)備涂層是指非輻射控制區(qū)的主要核安全相關(guān)設(shè)備、構(gòu)筑物表面的涂層。主要包括:海水冷卻系統(tǒng)設(shè)備、強(qiáng)制通風(fēng)和通水管道或溝槽,核級儲罐內(nèi)、外部涂層,高架煙囪或設(shè)施,氣機(jī)主油箱及應(yīng)急柴油機(jī)油箱內(nèi)部涂層等。
核電常規(guī)涂料
核電常規(guī)涂料應(yīng)用于包括核電站非輻射控制區(qū)內(nèi),除核安全設(shè)備內(nèi)外表面涂層以外的全部設(shè)備及構(gòu)筑物涂層,技術(shù)要求與其它工業(yè)領(lǐng)域同等環(huán)境條件下涂層技術(shù)指標(biāo)基本一致。
防核輻射涂層設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)
砼質(zhì)壓力管道內(nèi)壁防腐防護(hù)涂層配套體系
表-1核電用常規(guī)防腐蝕涂層性能試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
序號 | 標(biāo)準(zhǔn)號 | 名稱 |
1 | GB/T5210-2006 | 色漆和清漆 拉開法附著力實(shí)驗(yàn) |
2 | GB/T1865-1997 | 色漆和清漆 人工氣候老化和人工輻射暴露(濾過的疝弧輻射) |
3 | GB/T1771-1991 | 色漆和清漆 耐中性鹽霧性能測定 |
4 | GB/T1766-1995 | 色漆和清漆 涂層老化的評級方法 |
5 | GB/T1735-1979(1989) | 漆膜耐熱性測定法 |
6 | GB/T6751-86 | 色漆和清漆 揮發(fā)物和不揮發(fā)物的測定 |
7 | GB/T1768-1979(1989) | 漆膜耐磨性測定法 |
核級涂料與核級專用涂層適用法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)
核級專用涂層應(yīng)用由上層文件、標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行文件三部分組成。
范圍內(nèi)主要由美國和法國兩套體系。美國體系由上層文件NRC1.54+ASTM標(biāo)準(zhǔn)+執(zhí)行程序組成;法國體系由RCCM F5300+NF標(biāo)準(zhǔn)+可執(zhí)行文件。
中國核級專用涂層標(biāo)準(zhǔn)以秦山一期、秦山二期涂層技術(shù)的成功應(yīng)用為前提,提出核電專用涂層的EJ標(biāo)準(zhǔn),見表-2。
表-2核電站涂層適用EJ標(biāo)準(zhǔn)
序號 | 標(biāo)準(zhǔn)號 | 名稱 |
1 | EJ413-1989 | 30萬千瓦核電廠管道系統(tǒng)標(biāo)色規(guī)定 |
2 | EJ419-1989 | 30萬千瓦核電廠二級泵、三級泵涂裝工藝技術(shù)條件 |
3 | EJ453-1989 | 30萬千瓦核電廠安全二級、三級壓力容器油漆、包裝和運(yùn)輸條件 |
4 | EJ492-1989 | 30萬千瓦核電廠核設(shè)施防護(hù)涂層質(zhì)量保證 |
5 | EJ/T508-1989 | 30萬千瓦核電廠防護(hù)涂層規(guī)范 |
6 | EJ/T509-1989 | 30萬千瓦核電廠安全殼內(nèi)設(shè)施、設(shè)備防護(hù)涂層 |
7 | EJ/T1086-1998 | 壓水堆核電廠用涂料漆膜在模擬設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故條件下評價試驗(yàn)方法 |
8 | EJ/T1087-1998 | 壓水堆核電廠用涂料漆膜耐化學(xué)介質(zhì)的測定 |
9 | EJ/T1111-2000 | 壓水堆核電廠用涂料漆膜受y射線輻照影響的試驗(yàn)方法 |
10 | EJ/T1112-2000 | 壓水堆核電廠用涂料漆膜可去污性的性能、測定 |
11 | RCCM-200 | 壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則 |
12 | HAD102/06 | 核電廠反應(yīng)堆安全殼系統(tǒng)的設(shè)計(jì) |
核級專用涂料,除了滿足防腐蝕和美觀裝飾的要求外,還必須具備易于去除放射性沾污、耐輻照和在事故條件(LOCA)下保持穩(wěn)定的特殊性能。這些特殊性能對于保障核電站安全,防止放射性污染,保證人員安全是非常重要的。RCCM F5300涂漆中規(guī)定,安全殼內(nèi)涂層系統(tǒng)必須進(jìn)行去污、輻照、LOCA三項(xiàng)核性能評定試驗(yàn)。核級專用涂層性能試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表-2,表內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目的中國EJ標(biāo)準(zhǔn)等同于NF(法國),ASTM(美國)標(biāo)準(zhǔn)。
表-3核級專用涂層性能試驗(yàn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
試驗(yàn)項(xiàng)目 | NF(法國) | ASTM(美國) | EJ(中國) | 其它 |
輻照試驗(yàn) | NF T30-903 | ASTM D4082 | EJ/T1111-2000 | ---- |
去污試驗(yàn) | NF T30-901 | ---- | EJ/T1112-2000 | ISO8690-1993 |
LOCA試驗(yàn) | NF T30-900 | ASTM D3911 | EJ/T1086-1998 | ---- |