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核电站密封件简述

自21世纪以来,煤、石油、天然气能化石能源的过度利用对人类生活及生存环境造成了严重破坏,所以人们开始越来越重视核能的应用,而核能最主要的应用就是核能发电。核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,每千瓦时电能的成本比火电站要低20%以上。核电站还可以大大减少燃料的运输量。但是核电最怕泄露,所以核电密封件显得尤为关键和重要。


中国对于核电的发展已经开始放宽政策,2013年8月29日,国家能源核电站核级设备研发中心核级静密封实验室正式获批,主要从事核电领域核心关键密封技术的研发,标志着核级密封件的创新研发上升到了一个新的阶段。


核电站的组成通常有两部分:核系统及核设备,又称为核岛;常规系统及常规设备,又称为常规岛。这两部分就组成了核能发电系统。核电厂主泵的轴密封为机械密封,采用三级相同的流体动压密封串联而成,动环材料为石墨,静环材料为碳化钨,其他静密封材料为合成EPDM等。三级密封各承受的压力降按系统压力的40%、40%、20%来分配,但每级设计能承受系统的全压力。各级密封压降值分配是靠流过节流装置的受控泄漏流来实现的,第一级和第二级密封的节流装置由两组盘绕式毛细管组成,第三级密封节流装置是依靠一只节流器来实现的。


另外管道多采用石墨垫片,非标设备则采用橡胶垫圈。核级石墨垫片对卤素和硫含量要求很高。橡胶垫片则要考虑耐辐照性能,保证辐照不会加快橡胶老化。对于建筑物接缝会使用密封胶将缝隙填满。反应堆主冷却剂泵(以下简称主泵)是反应堆的心脏。在主系统充水时,利用主泵进行动态赶气,在开堆前,利用主泵循环升温,达到开堆280℃条件。在反应堆正常运行时,冷却剂由反应堆流出经主管道流进蒸汽发生器,把热量传给二回路的给水,然后再由主泵送回反应堆进行循环,主泵电机设有大飞轮以增加主泵惰转时间,保持适当惯量,确保断电事故时堆芯燃料元件不致烧毁。

 

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