Sa phríomhlúb, i bpríomhchaidéil, i ngineadóirí gaile, agus i gcórais comhlaí gléasraí cumhachta núicléacha, seasann comhpháirteanna séalaithe le dálaí foircneacha lena n-áirítear uisce brúite ardteochta 350°C, radaíocht dhian (10²¹ n/cm²), creimeadh aigéid bhóraigh, agus ualaí seismeacha. D’fhéadfadh teip sceitheadh radaighníomhach nó múchadh imoibritheora a chur faoi deara. Cruthaíonn séalaí miotail agus séalaí graifíte córas déchosanta do shábháilteacht oileáin núicléacha trí airíonna comhlántacha. Déanann an t-alt seo anailís ar theicneolaíocht séalaithe grád núicléach ó cheithre thoise: eolaíocht ábhar, dearadh struchtúrach, freagairt do thimpistí, agus nuálaíocht cheannródaíoch.
1. Dúshláin mhóra a bhaineann le Séalú Núicléach
Paraiméadair Oibriúcháin Lárnacha:
- PWR: 350°C/15.5MPa;BWR: 290°C/7.2MPa (snéalú ábhair → cailliúint brú sonrach séalaithe)
- Damáiste RadaíochtaSreabhadh neodrón tapa >10²¹ n/cm² (brioscaíocht miotail/púdarú graifíte)
- Creimeadh Ceimiceachaigéad bórach 1800ppm + 2.2ppm LiOH (scoilteadh creimeadh struis)
- Ualaí DinimiciúlaCreathadh píblíne SSE 0.3g + 20mm/s (sceitheadh micrea-shleamhnáin chomhéadain séalaithe)
Príomh-Mhéadrachtaí Séala Núicléacha:
- Saolré deartha ≥60 bliain (ceanglas EPR Gen-III)
- Ráta sceite ≤1 × 10⁻⁹ m³/s (ASME III Aguisín)
- Coinnigh séalaithe i ndiaidh LOCA
2. Séalaí Miotail: Daingean i gcoinne Radaíochta & Neart Ard
2.1 Ábhair Chóimhiotail Núicléacha
- Inconel 718: Frithsheasmhach in aghaidh radaíochta 15 dpa, 950MPa @350°C (príomhshéalaí caidéil)
- Cruach Dhosmálta 316LN: friotaíocht 20 dpa, 450MPa @350°C (flainsí lúb príomhúla)
- Cóimhiotal 690: friotaíocht 25 dpa, imdhíonachta i gcoinne creimeadh idirghráinneach (bileoga feadáin gineadóra gaile)
- Cóimhiotal Siorcóiniam (Zr-2.5Nb): friotaíocht 100 dpa, 300MPa @400°C (séalaí slat breosla)
dpa = damáiste díláithrithe adamhach
2.2 Struchtúir Nuálacha
- Fáinní-C Miotail Féinfhuinnimhithe:
- Leathnú gathach bhíoma dé-áirse faoi bhrú (féinfheabhsú brú)
- Sceitheadh <10⁻¹¹ m³/s @15MPa (feidhmchlár Westinghouse AP1000)
- Boilg Miotail Táthaithe:
-
100 sraith de scragall Hastelloy® C276 50μm atá táthaithe le léasar
- Cumas cúitimh aiseach ±15mm (friotaíocht seismeach)
-
3. Séalaí Graifíte: Croílár Bealaithe Ard-T & Séalaithe Éigeandála
3.1 Feidhmíocht Grafít Núicléach
- Graifít Isostatach: dlús 1.85g/cm³, neart 90MPa (boscaí líonta comhla)
- Graifít Piriliteach: dlús 2.20g/cm³, comhéifeacht frithchuimilte μ=0.08 (tiomántáin slat rialaithe)
- Grafít athneartaithe le SiC: neart 220MPa, friotaíocht 900°C (HTGRanna)
- Grafít Ionsaithe le Bórón: friotaíocht ocsaídiúcháin 700°C (séalaí éigeandála LOCA)
3.2 Nuálaíochtaí Struchtúracha
- Fáinní Grafíte Fuinnimh Earraigh:
- Earrach Inconel + liopa graifíte + fáinne frith-easbhrúite
- Gan sceitheadh iar-LOCA (gaile sáithithe 170°C)
- Pacáil Graifíte Scoilte:
- Dearadh féin-teannta uillinn dingeach 15°
-
Saolré 250,000 timthriall (comhlaí núicléacha Fisher)
4. Fíorú Coinníoll Foircneach
4.1 Tástáil Aosaithe Radaíochta (ASTM E521)
- Inconel 718: laghdú 12% ar neart toraidh tar éis radaíocht prótóin/5dpa 3MeV
- Graifít Núicléach: Coinneáil neart >85% ag 10²¹ n/cm²
4.2 Insamhladh LOCA (IEEE 317-2013)
- Seicheamh15.5MPa/350℃ staid sheasmhach → 0.2MPa i 2 nóiméad → 24 uair ag 170℃ gaile
- CritéirSéalaí miotail <1.0 sceitheadh Scc/s; Séalaí graifíte: gan aon sceitheadh le feiceáil
4.3 Tástáil Sheismeach (ASME QME-1).
- OBE: creathadh 0.1g/5-35Hz/30s
- SSE: insamhalta stair ama 0.3g
- Luaineacht sceite iar-chreatha <10%
5. Feidhmchláir Ghnátha
5.1 Séalaí Ceann Soithigh Imoibritheora
- Flanse Ø5m, saor ó chothabháil ar feadh 60 bliain, frithsheasmhach in aghaidh LOCA
- Réiteach: Fáinní-C déacha Inconel 718 (príomhúil) + graifít bhórónaithe (cúltaca)
5.2 Príomhshéalaí Caidéil
- Fáinne rothlach ceirmeach SiC (2800HV) + fáinne seasta graifíte pirilíteach
- Tacaíocht builg Hastelloy® C276
- Sceitheadh: <0.1L/lá (sonraí Hualong One)
5.3 Córais Héiliam HTGR
- Fáinne-O cóimhiotail Haynes® 230 (brataithe le Al₂O₃)
- Grafít athneartaithe le snáithín SiC (friotaíocht caitheamh 5×)
6. Nuálaíochtaí Ceannródaíocha
6.1 Séalaí Braite Cliste
- Monatóireacht ar dhamáiste neodrón: ríomh dpa trí fhriotaíocht (earráid <5%)
- Snáithín optúil FBG: monatóireacht struis fíor-ama (cruinneas ±0.1MPa)
6.2 Ábhair atá Seasmhach i dTimpistí
- Séalaí miotail féinleighis: micreacapsúil miotail Field (séalaithe leáite 62°C)
- Grafít dlúthaithe CVD: tréscaoilteacht <0.1%
6.3 Réitigh Imoibritheora Gen-IV
| Cineál Imoibritheora | Réiteach Séalaithe |
|---|---|
| Fuaraithe le sóidiam | Fáinne-C brataithe le Ta + pacáil BN |
| Salann Leáite | Hastelloy N® + graifít pirilíteach |
| Comhleá | Graifít athneartaithe le W + Li leachtach |
Fealsúnacht Thrí-Bhacainn
Bacainn 1: Séalaí Miotail
- Déanann Inconel 718 brú córais 15MPa a thiontú go fórsa séalaithe 300MPa
- Slata breosla cóimhiotail Zr: sceitheadh nialasach ag dóiteán 40GWd/tU
Bacainn 2: Séalaí Graifíte
- Cruthaíonn graifít bhórónaithe gloine bhóróisilice le linn LOCA
- Scaoileann graifít pirilíteach gáis féin-bhealaithe ag teochtaí arda
Bacainn 3: Monatóireacht Chliste
- Braiteoirí neodrón: rabhadh luath 15 bliana
- Insamhlaíonn cúpla digiteach sláine seismeach
Treoracha sa Todhchaí
Le himoibreoirí comhleá agus SMRanna, forbróidh an teicneolaíocht séalaithe i dtreo:
- Oiriúnú foircneach don chomhshaol (ionradaíocht ian He/creimeadh salainn leáite)
- Mionathrú (séalaí micrisféir breosla <1mm trastomhas)
Braitheann oibriú sábháilte 60 bliain de ghléasraí núicléacha ar na “daingneáin shéalaithe” seo ar scála ceintiméadar.
Am an phoist: 16 Meitheamh 2025