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(jī)容量達(dá)到35748MW。
(中國核電站全景圖)
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(jī)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(jì)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(yán)重影響核安全和經(jīng)濟(jì)運行。其腐蝕和防護(hù)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(biāo)準(zhǔn)主要有三:美國ASTM標(biāo)準(zhǔn)、法國NF標(biāo)準(zhǔn)、中國EJ標(biāo)準(zhǔn)。
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(jìn)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
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(jī)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(jī)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(yán)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(bǔ)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(hù)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(jī)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)。
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