ໃນວົງການປະຖົມ, ປັ໊ມຕົ້ນຕໍ, ເຄື່ອງຜະລິດໄອນ້ໍາ, ແລະລະບົບວາວຂອງໂຮງງານໄຟຟ້ານິວເຄລຍ, ອົງປະກອບຜະນຶກທົນທານຕໍ່ສະພາບທີ່ຮຸນແຮງລວມທັງນ້ໍາຄວາມກົດດັນທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ 350 ° C, ລັງສີທີ່ຮຸນແຮງ (10²¹ n / cm²), ການກັດກ່ອນຂອງອາຊິດ boric, ແລະການໂຫຼດແຜ່ນດິນໄຫວ. ຄວາມລົ້ມເຫຼວອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການຮົ່ວໄຫຼຂອງ radioactive ຫຼືປິດເຄື່ອງປະຕິກອນ. ປະທັບຕາໂລຫະແລະປະທັບຕາ graphite ປະກອບເປັນລະບົບການປົກປ້ອງສອງດ້ານສໍາລັບຄວາມປອດໄພຂອງເກາະນິວເຄລຍໂດຍຜ່ານຄຸນສົມບັດເສີມ. ບົດຄວາມນີ້ວິເຄາະເຕັກໂນໂລຊີປະທັບຕາລະດັບ nuclear ຈາກສີ່ຂະຫນາດ: ວິທະຍາສາດອຸປະກອນການ, ການອອກແບບໂຄງສ້າງ, ການຕອບສະຫນອງອຸບັດຕິເຫດ, ແລະການປະດິດສ້າງທີ່ທັນສະໄຫມ.
1. ສິ່ງທ້າທາຍອັນຮ້າຍແຮງຂອງການຜະນຶກນິວເຄລຍ
ຕົວກໍານົດການການດໍາເນີນງານຫຼັກ:
- PWR: 350°C/15.5MPa; BWR: 290°C / 7.2MPa (ການ creep ວັດສະດຸ → ການສູນເສຍຄວາມກົດດັນສະເພາະການຜະນຶກ)
- ຄວາມເສຍຫາຍຈາກລັງສີ: ຄວາມຄ່ອງແຄ້ວຂອງນິວຕຣອນໄວ > 10²¹ n/cm² (ການຝັງຕົວໂລຫະ/ກາໄຟຟຣິກຟ໌)
- ການກັດເຊາະທາງເຄມີ: 1800ppm ອາຊິດ boric + 2.2ppm LiOH (ຮອຍແຕກ corrosion ຄວາມກົດດັນ)
- ການໂຫຼດແບບໄດນາມິກ: SSE 0.3g + 20mm/s ການສັ່ນສະເທືອນຂອງທໍ່ທໍ່ (ການຮົ່ວໄຫຼຂອງຊ່ອງສຽບ micro-slip)
ຕົວຊີ້ວັດຫຼັກຂອງປະທັບຕານິວເຄຼຍ:
- ອາຍຸການອອກແບບ ≥60 ປີ (ຄວາມຕ້ອງການ EPR Gen-III)
- ອັດຕາການຮົ່ວໄຫຼ ≤1×10⁻⁹ m³/s (ASME III Appendix)
- ຮັກສາການຜະນຶກຫຼັງຈາກ LOCA
2. ປະທັບຕາໂລຫະ: ປ້ອມປ້ອງກັນລັງສີ & ຄວາມເຂັ້ມແຂງສູງ
2.1 ວັດສະດຸໂລຫະປະສົມນິວເຄລຍ
- Inconel 718: ທົນທານຕໍ່ລັງສີ 15 dpa, 950MPa @350°C (ປະທັບຕາປໍ້າຫຼັກ)
- ສະແຕນເລດ 316LN: ຄວາມຕ້ານທານ 20 dpa, 450MPa @ 350 ° C ( flanges ຕົ້ນຕໍ)
- ໂລຫະປະສົມ 690: ຄວາມຕ້ານທານ 25 dpa, ພູມຕ້ານທານຕໍ່ການກັດກ່ອນ intergranular (ທໍ່ເຄື່ອງກໍາເນີດອາຍນ້ໍາ)
- Zirconium Alloy (Zr-2.5Nb): ຄວາມຕ້ານທານ 100 dpa, 300MPa @ 400 ° C (ປະທັບຕາທໍ່ນໍ້າມັນ)
dpa = ຄວາມເສຍຫາຍການຍ້າຍປະລໍາມະນູ
2.2 ໂຄງສ້າງປະດິດສ້າງ
- ແຫວນໂລຫະ C-Energizing ຕົນເອງ:
- Dual-arch beam expansion radial ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນ (ການປັບປຸງຕົນເອງຄວາມກົດດັນ)
- ການຮົ່ວໄຫຼ <10⁻¹¹ m³/s @15MPa (ແອັບພລິເຄຊັນ Westinghouse AP1000)
- ທໍ່ໂລຫະເຊື່ອມ:
-
100 ຊັ້ນການເຊື່ອມເລເຊີຂອງ 50μm Hastelloy® C276 foil
- ± 15mm ຄວາມອາດສາມາດການຊົດເຊີຍຕາມແກນ (ຄວາມທົນທານຕໍ່ແຜ່ນດິນໄຫວ)
-
3. Graphite Seals: Core of High-T lubrication & Emergency sealing
3.1 ການປະຕິບັດ Nuclear Graphite
- Isostatic Graphite: ຄວາມໜາແໜ້ນ 1.85g/cm³, ຄວາມແຮງ 90MPa (ກ່ອງບັນຈຸວາວ)
- Pyrolytic Graphite: ຄວາມຫນາແຫນ້ນ 2.20g/cm³, μ=0.08 ຄ່າສໍາປະສິດຂອງ friction (ຂັບແຂງຄວບຄຸມ)
- SiC-Reinforced Graphite: ຄວາມແຮງ 220MPa, ຄວາມຕ້ານທານ 900°C (HTGRs)
- Boron-Infiltrated Graphite: ຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງ 700°C (ປະທັບຕາສຸກເສີນ LOCA)
3.2 ການປະດິດສ້າງໂຄງສ້າງ
- Spring-Energized Graphite Rings:
- Inconel spring + lip graphite + ວົງຕ້ານການ extrusion
- ສູນການຮົ່ວໄຫຼຫຼັງ LOCA (ໄອນ້ຳອີ່ມຕົວ 170°C)
- ການຫຸ້ມຫໍ່ Graphite Split:
- 15° wedge-angle ການອອກແບບການເຄັ່ງຄັດດ້ວຍຕົນເອງ
-
ອາຍຸ 250,000 ຮອບ (ປ່ຽງນິວເຄລຍ Fisher)
4. ການກວດສອບສະພາບທີ່ຮຸນແຮງ
4.1 ການທົດສອບອາຍຸລັງສີ (ASTM E521)
- Inconel 718: ການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມແຮງຂອງຜົນຜະລິດ 12% ຫຼັງຈາກ 3MeV proton/5dpa irradiation
- Nuclear Graphite:> 85% ການຮັກສາຄວາມເຂັ້ມແຂງຢູ່ທີ່ 10²¹ n/cm²
4.2 ການຈຳລອງ LOCA (IEEE 317-2013).
- ລໍາດັບ: 15.5MPa/350℃ ສະຖານະຄົງທີ່ → 0.2MPa ໃນ 2 ນາທີ → 24h ທີ່ 170 ℃ ອາຍ
- ເງື່ອນໄຂ: ປະທັບຕາໂລຫະ <1.0 Scc/s ຮົ່ວ; ປະທັບຕາ Graphite: ບໍ່ມີການຮົ່ວໄຫຼທີ່ເຫັນໄດ້
4.3 ການທົດສອບແຜ່ນດິນໄຫວ (ASME QME-1).
- OBE: ການສັ່ນສະເທືອນ 0.1g/5-35Hz/30s
- SSE: 0.3g ການຈຳລອງປະຫວັດສາດເວລາ
- ຄວາມຜັນຜວນຂອງການຮົ່ວໄຫຼຫຼັງການສັ່ນສະເທືອນ <10%
5. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປ
5.1 Reactor Vessel Head Seals
- Ø5m flange, 60 ປີບໍ່ມີການບໍາລຸງຮັກສາ, ທົນທານຕໍ່ LOCA
- ການແກ້ໄຂ: Dual Inconel 718 C-rings (ປະຖົມ) + boronized graphite (ສໍາຮອງຂໍ້ມູນ)
5.2 ປະທັບຕາປັ໊ມຕົ້ນຕໍ
- ແຫວນໝູນວຽນເຊລາມິກ SiC (2800HV) + ວົງແຫວນສະຖາທິກາຟ pyrolytic
- Hastelloy® C276 ສະຫນັບສະຫນູນ
- ການຮົ່ວໄຫຼ: <0.1L/ມື້ (ຂໍ້ມູນ Hualong One)
5.3 HTGR ລະບົບ Helium
- Haynes® 230 ໂລຫະປະສົມ O-ring (ເຄືອບ Al₂O₃)
- SiC graphite ເສີມສ້າງເສັ້ນໄຍ (5 × ທົນທານຕໍ່ສວມໃສ່)
6. ການປະດິດສ້າງທີ່ທັນສະໄໝ
6.1 Smart Sensing Seals
- ການຕິດຕາມຄວາມເສຍຫາຍ Neutron: ການຄິດໄລ່ dpa ຜ່ານຄວາມຕ້ານທານ (ຜິດພາດ <5%)
- FBG ໃຍແກ້ວນໍາແສງ: ການກວດສອບຄວາມກົດດັນໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ (± 0.1MPa ຄວາມຖືກຕ້ອງ)
6.2 ອຸປະກອນທີ່ທົນທານຕໍ່ອຸປະຕິເຫດ
- ປະທັບຕາໂລຫະທີ່ປິ່ນປົວດ້ວຍຕົນເອງ: ໄມໂຄຣແຄບຊູນໂລຫະພາກສະຫນາມ (62°C ການຜະນຶກເຂົ້າກັນໄດ້)
- CVD-densified graphite: porosity <0.1%
6.3 Gen-IV Reactor Solutions
| ປະເພດເຄື່ອງປະຕິກອນ | ການແກ້ໄຂການຜະນຶກ |
|---|---|
| ເຢັນໂຊດຽມ | Ta-coated C-ring + ການຫຸ້ມຫໍ່ BN |
| ເກືອ molten | Hastelloy N® + pyrolytic graphite |
| ຟິວຊັນ | W-ເສີມ graphite + ແຫຼວ Li |
ປັດຊະຍາ Triple-Barrier
ສິ່ງກີດຂວາງ 1: ປະທັບຕາໂລຫະ
- Inconel 718 ປ່ຽນຄວາມດັນລະບົບ 15MPa ເປັນ 300MPa ແຮງຜະນຶກ
- ທໍ່ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ Zr-alloy: ສູນການຮົ່ວໄຫຼຢູ່ທີ່ 40GWd/tU burnup
ສິ່ງກີດຂວາງ 2: ກາຟເຟດປະທັບຕາ
- graphite boronized ສ້າງເປັນແກ້ວ borosilicate ໃນລະຫວ່າງ LOCA
- Pyrolytic graphite ປ່ອຍອາຍແກັສ lubricating ຕົນເອງຢູ່ໃນອຸນຫະພູມສູງ
ອຸປະສັກ 3: ການຕິດຕາມອັດສະລິຍະ
- ເຊັນເຊີ Neutron: ການເຕືອນໄພລ່ວງໜ້າ 15 ປີ
- ຄູ່ແຝດດິຈິຕອນຈໍາລອງຄວາມສົມບູນຂອງແຜ່ນດິນໄຫວ
ທິດທາງໃນອະນາຄົດ
ດ້ວຍເຄື່ອງປະຕິກອນ fusion ແລະ SMRs, ເຕັກໂນໂລຢີການຜະນຶກຈະພັດທະນາໄປສູ່:
- ການປັບຕົວສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮ້າຍແຮງ (ການ irradiation He-ion / corrosion ເກືອ molten)
- Miniaturization (ປະທັບຕາ microsphere ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ <ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ 1mm)
ການດໍາເນີນງານທີ່ປອດໄພໃນ 60 ປີຂອງໂຮງງານນິວເຄຼຍແມ່ນອີງໃສ່ "ປ້ອມປ້ອງກັນການຜະນຶກ."
ເວລາປະກາດ: 16-06-2025