最近網(wǎng)上扒了下核電安全的話題,發(fā)現(xiàn)很有意思。
A說核電很好,B提日本福島、切爾諾貝利;
A說那火電好,B提北方霧霾;
A說那那水電好,B提三峽,提南方暴雨和干旱
小清新都抱著“就算是很安全的,一旦發(fā)生事故了呢”、“一旦發(fā)生事故,毀滅的將是千千萬鮮活的生命”的心理在矯情,我們偉大的工程師們就算證明了一個項目99.9%是安全的,小清新們也死咬那0.1%不放,從而對整個項目進行100%的否定。這跟反對轉(zhuǎn)基因問題的崔叫獸是一樣樣的。
回到核電站的話題。
(中國核電站全景圖)
其實我國自1994年4月1日秦山核電站一期開始商運,已經(jīng)走過了23年的里程。中國作為核大國,更是將核電發(fā)展作為重要國家戰(zhàn)略。截止到2017年10月,我國已商業(yè)運營核電總裝機容量達到35748MW。
英國石油公司(BP)預(yù)測,未來20年,平均每三個月中國就有一個新的反應(yīng)堆啟動,中國核電將以年均11%速度增長,屆時占據(jù)全球新增核電發(fā)電量近四分之三的江山。日本和歐盟隨著核電老化和退役,新核電裝機容量將會下降。
(全球不同地區(qū)核電增量預(yù)測)
核電站為啥都建在海邊?
我國在役和擬建的核電站基本都在海邊,至于原因并不像大家想象的那樣,一旦出了事故方便排污,而是綜合了冷卻、排放、區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展等一系列因素的考量。沿海高鹽、高濕的惡劣環(huán)境,也給核電站防腐提出更高要求。
沿海服役環(huán)境,如何搞好防腐?
利用核電的關(guān)鍵在于控制,如何控制能量均勻釋放、如何控制服役材料的腐蝕等等,而腐蝕問題會嚴重影響核安全和經(jīng)濟運行。其腐蝕和防護一般經(jīng)歷材料研發(fā)、可靠性設(shè)計和水化學(xué)優(yōu)化三個步驟,核電站涂料從材料研發(fā)、配方設(shè)計、涂層設(shè)計都需要專門開發(fā),行業(yè)標準主要有三:美國ASTM標準、法國NF標準、中國EJ標準。
(核電站涂料的EJ標準)
(核級專用涂料性能試驗標準)
核電站的主要涂裝部位有哪些?
核島內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)、核島內(nèi)部混凝土結(jié)構(gòu)、安全殼常規(guī)島、BOP(電站配套設(shè)施)鋼結(jié)構(gòu)/混凝土結(jié)構(gòu)等風(fēng)道、管道、各類儲罐埋地件、與液體介質(zhì)接觸部位等。
(核電站運行結(jié)構(gòu)圖)
核電站涂層系統(tǒng)是如何分類的?
核電站內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜,各部分對涂層的要求也不盡相同,所以在核電涂裝中會將核電站的涂層系統(tǒng)進行分類。
涂層系統(tǒng)一般根據(jù)以下幾個方面分類:
1、涂層所處的位置,如反應(yīng)堆廠房、反應(yīng)堆廠房外核區(qū)、非核區(qū)
2、涂層所處的環(huán)境,如室內(nèi)大氣環(huán)境、沿海環(huán)境
3、涂層所涂覆設(shè)備的運行條件,如溫度、是否為保溫材料4、基底材料的性質(zhì),如鋼鐵、鍍鋅根據(jù)不同的涂層系統(tǒng)分類,會有對應(yīng)的涂層系統(tǒng)代號。
涂層系統(tǒng)代號由三個英文字母、三個阿拉伯?dāng)?shù)字組成:三個英文字母代表涂層系統(tǒng)的系列代號,三個阿拉伯?dāng)?shù)字代表基底材料的性質(zhì)和運行條件。
以與大氣系統(tǒng)接觸的涂層系統(tǒng)代號為例:
系統(tǒng)代號 |
適用的廠房和環(huán)境 |
系統(tǒng)代號 |
涂層所接觸的介質(zhì) |
PIB |
用于非核廠房內(nèi)腐蝕性氣氛環(huán)境下的涂層系統(tǒng) |
PLA |
埋入地下 |
PIC |
用于安全殼內(nèi)的涂層系統(tǒng)(如果設(shè)備運行溫度t>100℃且包保溫材料,歸入PIT類) |
PLB |
硬水 |
PID |
用于安全殼外核廠房內(nèi)的涂層系統(tǒng)(如果設(shè)備運行溫度t>100℃且包保溫材料,歸于PIT類 |
PLC |
軟水 |
PIT |
用于安全殼內(nèi)及安全殼外核廠房內(nèi)包保溫材料的高溫設(shè)備(t>100℃) |
PLD |
除鹽水 |
PEC |
用于露天環(huán)境下的涂層系統(tǒng)(海洋性大氣環(huán)境) |
PLE |
海水 |
(核電站涂層系統(tǒng)代號)
單一的涂層體系不能滿足復(fù)雜的核電站服役環(huán)境,都是由幾種不同類型的涂層組合而成。以金屬機械部分為例,一般都是由“底-中-面”三層組成完整的涂層配套系統(tǒng)。
底漆:主要為無機富鋅底漆、富鋅環(huán)氧底漆。要求對金屬基底有良好的附著力,并有優(yōu)異的防銹作用。
中間漆:主要有高固體分環(huán)氧厚漿漆、云母氧化鐵環(huán)氧漆。主要作用在于增加涂層厚度,以提高整個涂層系統(tǒng)的屏蔽性。
面漆:主要有丙烯酸聚氨酯面漆。主要起遮蔽紫外輻照、阻擋雨水風(fēng)雪的作用,同時兼具裝飾作用。
以大亞灣核電站為例,室內(nèi)金屬構(gòu)件主要采用膦酸鋅環(huán)氧聚酰胺底漆/聚酰胺環(huán)氧苯酚面漆或環(huán)氧云母氧化鐵涂料/高固體分環(huán)氧涂料;室外金屬構(gòu)件主要采用含硅或環(huán)氧富鋅底漆/聚酰胺環(huán)氧乙烯中間漆/脂肪族聚酯聚氨酯面漆或環(huán)氧富鋅涂料,以及環(huán)氧云母氧化鐵涂料。
核電涂層系統(tǒng)的檢測也異常嚴格
要經(jīng)歷附著力測試、耐鹽霧試驗、人工老化試驗、耐溫試驗、耐液體性試驗、去污試驗、耐輻照試驗、模擬DBA試驗、修補性試驗、耐磨試驗、以及鹵素、硫含量的測定。
核電站涂料系統(tǒng)以保護金屬構(gòu)件和混凝土構(gòu)件為主,除要滿足上述測試外,還要具有重防腐要求,特別是在非核區(qū)域的室外環(huán)境。
去污、耐輻照和LOCA模擬試驗反而不是最重要的測試要求,這時候的金屬構(gòu)件主要以防電化學(xué)腐蝕、附著力、耐久性、機械性能等為重點,混凝土構(gòu)件的涂裝則主要關(guān)注如何防止CO2的滲透,以防止其內(nèi)部的堿性環(huán)境被打破。
所以混凝土構(gòu)件涂裝方面,涂料多選用環(huán)氧涂料,因為環(huán)氧涂料中沒有聚合物結(jié)構(gòu)中常見的酯鍵,而酯鍵會在堿性環(huán)境中發(fā)生皂化反應(yīng),從而破壞堿性環(huán)境和涂層結(jié)構(gòu)。
核電涂料種類有哪些?
未來20年,平均每3個月中國就有一個核反應(yīng)堆啟動!涂料是核電站用量最大的非金屬材料,在核電站建設(shè)中占據(jù)著重要一環(huán)。核電涂料企業(yè)以美國PPG、法國Peintures Maestria、美國Carboline Co、日本關(guān)西等為代表。
(核電常用涂料種類)
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