Ceanglais Chóimhiotail Ghléasra Cumhachta Núicléiche: Na rudaí is gá duit a bheith ar eolas

Réamhrá

Tá gléasra cumhachta núicléiche ar cheann de na timpeallachtaí ábharacha is déine ar domhan. Ní mór do chóimhiotail a úsáidtear taobh istigh d'imoibreoir seasamh in aghaidh teas foircneach, radaíocht dhian, ardbhrú uisce nó gal, agus bagairt gan staonadh ó chreimeadh - go minic ar feadh 60 bliain nó níos mó gan athsholáthar. Faigh an t-ábhar mícheart, agus raon na n-iarmhairtí ó mhúchadh costasach gan phleanáil go, sa chás is measa, éilliú radaighníomhach.

Míníonn an treoir seo na gráid cruach dhosmálta agus cóimhiotal nicil a úsáidtear i stáisiúin chumhachta núicléacha, cén fáth ar roghnaíodh gach ceann acu, agus cad iad na caighdeáin idirnáisiúnta a rialaíonn a n-úsáid. Cibé an bhfuil tú i d'innealtóir ag sonrú ábhair le haghaidh foirgneamh nua, barra agus pláta foinsithe gairmiúla soláthair, nó go simplí duine fiosrach faoi conas a thógtar gléasraí núicléacha le maireachtáil, tugann an t-alt seo na fíricí atá uait duit.

Mínigh Ábhair Núicléacha

Tá ceithre bhagairt chomhuaineacha roimh chomhpháirteanna gléasraí núicléacha nach féidir le haon ghnáth-mhiotal amháin a láimhseáil leis féin:

Teocht ard:Ritheann fuarán príomhúil in imoibreoir uisce brú (PWR) ag thart ar 315-343 céim ag 155 bar. Feidhmíonn imoibreoirí fiuchphointe uisce (BWRanna) ag thart ar 285 céim ag 75 bar.

Radaíocht ard:Is cúis le neodrón gasta agus gáma-ghathanna díláithriú adamhach i miotail, rud as a dtagann swelling, embrittlement, agus athruithe ar airíonna meicniúla le himeacht ama - feiniméan ar a dtugtar damáiste radaíochta nó breabadh ionradaíochta.

Creimeadh:Cruthaíonn uisce te ardíonachta le hidrigin tuaslagtha (PWRanna) nó uisce ocsaiginithe (BWRanna) timpeallacht leictriceimiceach an-ionsaitheach, atá thar a bheith contúirteach do chóimhiotail atá i mbaol scoilteadh struis-chreimeadh (SCC).

Saol seirbhíse fada:Tá gléasraí núicléacha ceadúnaithe ar feadh 40-60 bliain, agus cuireann cláir leathnaithe saoil na comhpháirteanna go dtí 80 bliain. Ní mór d’ábhair airíonna a choinneáil ar feadh an tsaoil iomlán seo.

Is iad cruach dhosmálta austéinít agus sár-chóimhiotail atá bunaithe ar nicile an réiteach ar an dúshlán seo. Cuireann a struchtúir chriostail aghaidh-láraithe ciúbach (FCC) i gcoinne bhrabús radaíochta, cruthaíonn a n-ábhar ard cróimiam ciseal ocsaíd féin-leighis in aghaidh creimthe, agus soláthraíonn a n-ábhar ardaithe nicil cruas eisceachtúil thar an raon teochta oibriúcháin iomlán.

Cóimhiotail Nicil i nGléasraí Cumhachta Núicléacha

Má tá cóimhiotal amháin ann a shainíonn dearadh PWR nua-aimseartha, is é Alloy 690 (UNS N06690). Le comhdhéanamh ainmniúil de 58 % nicil, 29 % cróimiam, agus 9 % iarann, forbraíodh Alloy 690 go sonrach chun athsholáthar a dhéanamh ar an Alloy 600 níos sine, rud a d'fhéadfadh a bheith i mbaol scoilteadh creimeadh strus uisce príomhúil (PWSCC) tar éis blianta seirbhíse - fadhb a d'eascair deisiúcháin an-daor ar phlandaí ar fud an domhain.

Seasann an t-ainmniúchán "TT" do chóireáil teasa rialaithe a dhéanann cairbídí cróimiam a réamhshocrú ag teorainneacha gráin. Cuireann an modhnú micreastruchtúrach seo deireadh beagnach le so-ghabhálacht PWSCC. Sa lá atá inniu ann, sonraíonn gach gineadóir gaile PWR nua a tógadh ar fud an domhain - ón AP1000 sa tSín agus sna Stáit Aontaithe go dtí an EPR sa Fhrainc agus sa Ríocht Aontaithe - feadánra Alloy 690TT in aghaidh an ASME SB-163, de ghnáth i 19.05 mm OD le tiús balla 1.07 mm. Tá thart ar 10,000 feadáin i gineadóir mór gaile amháin, gach ceann suas le 21 méadar ar fad.

Cóimhiotal 625a thugann meascán cumhachtach airíonna do sheirbhís núicléach: Níos mó ná nó cothrom le 58 % nicil, 20–23 % cróimiam, agus 8–10 % moluibdín. Tá a neart teanntachta sa riocht annealed níos mó ná 830 MPa, agus coinníonn sé toughness den scoth tar éis ionradaíocht neodrón. Déanann na saintréithe seo Alloy 625 an t-ábhar is fearr le haghaidh inmheánach croí an imoibreora, cumhdach soic soithí brú an imoibreora, agus comhpháirteanna struchtúracha taobh istigh den soitheach imoibreora, áit nach féidir an dá nochtadh radaíochta agus an teagmháil chuisnithe creimneach a sheachaint. Tá sé sonraithe do ASME SB-443 (pláta) agus ASME SB-446 (barra).

cóimhiotal 718 is cóimhiotal cróimiam deascadh -níicil cruaite- a bhfuil neart teanntachta deiridh aige ar mó é ná 1,380 MPa san aois-riocht cruaite - i measc an chóimhiotail is airde d’aon chóimhiotal resistant creimeadh atá ar fáil. I ngléasraí núicléacha, úsáidtear é le haghaidh dúntóirí ard-láidre, spriongaí coinneála, agus inmheánaigh imoibreora a chaithfidh toisí meicniúla beachta a choinneáil thar na blianta. Tá a fhriotaíocht in aghaidh scíthe (caillteanas de réir a chéile fórsa clampála faoi ualach marthanach ag teocht ard) ríthábhachtach maidir le hailt bolted i gcórais chuisnithe imoibreora. Cloíonn sé le ASME SB-637 agus ASTM B637.

Cóimhiotal 600(UNS N06600), le Níos mó ná nó cothrom le 72 % nicil agus 14–17 % cróimiam, an caighdeán tionscail do fheadáin gineadóir gaile PWR ó na 1960í go dtí na 1980í. Mar sin féin, léirigh taithí allamuigh go bhfuil Alloy 600 i mbaol PWSCC in uisce príomh-teocht ard -, i riocht muileann-annealaithe, meicníocht creimthe a iomadaíonn scoilteanna go hidirghráinneach faoi strus teanntachta.

Chaith an tionscal thart ar 20 billiún+ USD in ionad comhpháirteanna Alloy 600 le blianta fada anuas. Tá Alloy 600 fós i mbun seirbhíse ag roinnt gléasraí níos sine ach níl sé sonraithe a thuilleadh le haghaidh tógála nua. Is comhthéacs riachtanach é an stair seo a thuiscint chun a thuiscint cén fáth a bhfuil ceannas ag Alloy 690TT ar shonraíochtaí nua-aimseartha.

Gráid Cruach Dhosmálta i Seirbhís Núicléach

Grád 316L(UNS S31603) agus a mhalairt feabhsaithe nítrigine 316LN na capaill oibre do phíopaí córais chuisnithe núicléach. Cuireann an tsonraíocht ísealcharbóin (Níos lú ná nó cothrom le 0.03 % C) cosc ​​ar íogrú le linn táthú, ag caomhnú friotaíocht creimthe ag limistéir a bhfuil tionchar ag teas orthu. Trí nítrigine a chur leis i 316LN (0.10–0.16 % N) is cúiteamh é an laghdú ar neart de bharr ísealcharbóin, rud a bhain íosmhéid 0.2 % de neart cruthúnais de 205 MPa - ceanglas tábhachtach amach mar ní mór do phíobáin núicléacha dianchaighdeáin sláine teorann brú a chomhlíonadh faoi ASME Roinn III, NB Aicme 1.

Cruthaíonn píobán mór-trastomhas 316LN, brionnaithe chuig ASME SA-182 nó ASME SA-376, an phríomhlúb chuisnithe i PWRanna - an lúb a scaipeann uisce te idir soitheach brú an imoibreora agus na gineadóirí gaile. Is píobán ríthábhachtach sábháilteachta é seo: is éard atá i gceist le teip anseo an sainmhíniú ar thionóisc um chailliúint chuisnithe (LOCA), an teagmhas tionscnaimh i bpleanáil éigeandála núicléach.

Grád 304L(UNS S30403) an t-ábhar caighdeánach le haghaidh líneálacha coimeádta núicléach, linnte breosla caite, canálacha athbhreoslaithe, agus umair stórála toirte móra. Tá a infheictheacht den scoth, agus cuireann an grád carbóin íseal deireadh le riosca íograithe thar na mílte méadar de shíoga táthaithe i struchtúr mór coimeádta. Soláthraítear pláta agus bileog do ASME SA-240; píopa agus feadán chuig ASME SA-312.

Gráid 321(tíotáiniam-cobhsaithe) agus 347 (niobium-cobhsaithe) le haghaidh comhpháirteanna a théann faoi thimthriall teirmeach - aththéamh agus fuarú - amhail malartóirí teasa, lúba fuaraithe idirmheánacha, agus córais áirithe píopaí. Na heilimintí a chobhsú ceangailteach go ceimiceach carbóin, a chosc deascadh chomhdhúile cróimiam fiú tar éis síneadh ama ag teochtaí sa raon íogrú (425-850 céim ). Cloíonn an dá ghrád le ASME SA-240 (pláta) agus SA-182 (gaibhneachta).

Cóimhiotail Siorcóiniam - Cumhdach Breosla

Níl aon phlé ar ábhair núicléacha críochnaithe gan cóimhiotail siorcóiniam a lua. Tá trasghearradh de 0.18 scioból ag Zircaloy-4 agus Zr-2.5Nb, nach bhfuil ann ach 0.18 scioból - thart ar 40 uair níos ísle ná cruach dhosmálta - rud a fhágann go bhfuil siad trédhearcach go bunúsach do na neodrón a theastaíonn chun an t-imoibriú slabhra a choinneáil. Tá millíní breosla clúdaithe i bhfeadáin cumhdaigh cóimhiotal siorcóiniam (go hiondúil balla 9.5 mm OD, 0.57 mm) atá mar an chéad bhac idir an breosla radaighníomhach agus an chuisnithe. Cé go dtagann cóimhiotail siorcóiniam lasmuigh den raon táirgí cóimhiotail cruach dhosmálta agus nicil, míníonn a ról cén fáth go bhfuil cruach dhosmálta teoranta d'iarratais struchtúracha lasmuigh den tionól breosla féin.

Ceanglais Chóimhiotal Núicléach: Tábla Tagartha Tapa

Soláthraíonn an tábla thíos tagairt chomhdhlúite d’innealtóirí agus d’fhoirne soláthair ina sonraítear cóimhiotail le haghaidh feidhmeanna gléasra cumhachta núicléiche.

Tábla 1: Cóimhiotail eochair agus gráid cruach dhosmálta a úsáidtear i stáisiúin chumhachta núicléacha, le caighdeáin infheidhme. * Cóimhiotal 600 coinnithe i roinnt gléasraí oidhreachta; nach bhfuil sonraithe le haghaidh tógála nua. Zircaloy liostaithe le haghaidh tagartha amháin.

Cóid agus Caighdeáin Núicléacha: An Rud a Rialaíonn Cáilíocht Ábhar

Tá ábhair núicléacha ar na cinn is déine rialaithe in aon tionscal. Ní féidir le hábhar a shonraíocht cheimiceach agus mheicniúil a chomhlíonadh - caithfidh sé a bheith inrianaithe, a thástáil, a dhoiciméadú agus a bheith cáilithe faoi chlár dearbhaithe cáilíochta. Is iad na príomhchreatanna rialaithe:

Cód Coirí agus Árthaí Brú ASME (BPVC) Cuid III: An cód príomhúil le haghaidh soithí brú núicléach, píobáin, caidéil, agus comhlaí sna Stáit Aontaithe agus go leor margaí idirnáisiúnta. Ní mór ábhair a bheith i dtáblaí ábhar ceadaithe (m.sh., Cás Cód N-60 le haghaidh Cóimhiotal 690).

RCC-M (Cód Núicléach na Fraince): An choibhéis Fhrancach, éigeantach d’imoibreoirí EPR agus a ndéantar tagairt forleathan dó go hidirnáisiúnta. Clúdaíonn RCC-M M4105 feadánra Alloy 690TT.

ASME NQA-1: Ceanglais dearbhaithe cáilíochta do shaoráidí núicléacha. Ní mór gach deimhniú ábhar, taifead cóireála teasa, agus tuarascáil tástála a bheith inrianaithe go dtí uimhir teasa uathúil.

10 CFR 50 Aguisín B (US NRC): Critéir dearbhaithe cáilíochta Choimisiún Rialála Núicléach na SA do stáisiúin chumhachta núicléacha, a bhaineann le gach ábhar a bhaineann le sábháilteacht.

Caighdeáin Sábháilteachta IAEA (SSR-2/1): Ceanglais na Gníomhaireachta Idirnáisiúnta d'Fhuinneamh Adamhach maidir le dearadh gléasraí cumhachta núicléiche, dá dtagraítear ag comhlachtaí rialála i níos mó ná 40 tír.

Go praiticiúil, ciallaíonn sé seo go bhféadfadh deimhniú tástála muilne (MTC) le haghaidh feadáin núicléach de ghrád Alloy 690 a bheith 10 leathanach nó níos mó, ag doiciméadú na ceimice (anailís teasa agus anailís táirge), airíonna teanntachta ag teocht an tseomra agus ardaithe, cruas, tástálacha creimthe, cigireacht tríthoiseach, agus torthaí scrúduithe neamh-millteach - sínithe ag cigire údaraithe.

Cad ba cheart a lorg agus Cóimhiotail Gráid á bhFoinsiú-Grád

Ba cheart d’fhoirne soláthair a shonraíonn cruach dhosmálta nó cóimhiotail nicil le haghaidh seirbhíse núicléach an méid seo a leanas a fhíorú sula n-eisítear ordú ceannaigh:

Cáilíocht núicléach: Deimhnigh go bhfuil an t-ábhar ceadaithe faoin gcód infheidhme (ASME III, RCC-M, JSME, nó KEPIC) agus go bhfuil an clár cáilíochta núicléach (NQA-1 nó a chomhionann) riachtanach i bhfeidhm ag an muileann.

Inrianaitheacht teasa: Caithfidh gach píosa dul siar go dtí uimhir uathúil teasa leáite. Ní-chomhlíonfaidh sé i slabhraí soláthair núicléacha téamh a mheascadh gan doiciméadú.

Cigireacht tríú páirtí: Ní mór do chigire núicléach údaraithe (ANI) nó tríú páirtí ceadaithe príomhthástálacha ag an muileann a fhinné agus a dheimhniú. Sainmhínítear ceanglais phointe finné (W) agus pointe coinneála (H) san ordú ceannaigh.

Sainaithint ábhair dhearfach (PMI): Tá fíorú ar-suíomh XRF nó OES go bhfuil an cóimhiotal a fuarthas ag teacht leis an gcóimhiotal a ordaíodh, éigeantach maidir le sábháilteacht-comhpháirteanna aicmithe.

Míreanna góchumtha agus calaoiseacha (CFSI): Ní mór bearta coiscthe CFSI in aghaidh an NRC IN 2012-10 a áireamh i soláthar núicléach. Ná faigh ach ó sholáthróirí faofa a bhfuil liosta doiciméadaithe soláthraithe ceadaithe (ASL) acu.

Conclúid

Éilíonn stáisiúin chumhachta núicléacha cóimhiotail a théann i bhfad níos faide ná gráid thionsclaíocha caighdeánacha. Is é Alloy 690TT an tagarmharc do fheadáin gineadóir gaile go beacht toisc go réitíonn sé an fhadhb PWSCC a bhí ag cur isteach ar Alloy 600 ar feadh na mblianta. Seachadann Alloy 625 agus Alloy 718 an neart agus an fhriotaíocht radaíochta atá ag teastáil le haghaidh inmheánach croí agus dúntóirí ardstrus. Is cruacha dosmálta austéiníteacha - go háirithe 316LN, 304L, agus gráid chobhsaithe 321 agus 347 - atá mar chnámh droma do chórais píobaireachta, srianta agus malartaithe teasa chuisnithe.

Is é an rud a aontaíonn na hábhair seo go léir ná cáilíocht dhian: ceimic, tástáil mheicniúil, inrianaitheacht teasa, comhlíonadh cód, agus iniúchadh neamhspleách. I gcumhacht núicléach, ní maorlathas an páipéarachas - is sláine innealtóireachta é. Ní rogha é soláthróir cáilithe a roghnú le clár cáilíochta cruthaithe núicléach; is riachtanas é.