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真空在核电设备制造中的应用

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-09-01 16:08:05 * 浏览: 19
核电站是一个庞大而复杂的系统,具有成千上万的设备和各种各样的品种。它们的共同特点是它们必须在强辐射环境中长时间可靠地工作。真空技术在核电设备制造过程中的主要应用是:燃料元件和控制杆的制造,设备制造过程中的真空泄漏检测以及核电设备中某些特殊材料的制造。 1.燃料元件的制造燃料元件由铀球和包壳管组成。不同的反应堆类型对燃料元件有不同的要求,但是在制造过程中使用了真空技术。 (1)金属铀精炼粗铀精炼现在在专用的真空感应炉中进行。进一步纯化后,添加合金元素以铸造成便于加工的形状。精炼温度一般控制在1400℃左右,真空度控制在1.3倍,10-2Pa。 (2)二氧化铀的制备水冷堆使用二氧化铀陶瓷燃料。该方法是将六氟化铀溶解在水中,水解,然后真空过滤并洗涤,以制得二氧化铀。国外真空过滤技术的真空度已提高到10-1Pa的1.3倍。在组装水冷反应堆的燃料棒时,铀粒料和包壳管都必须经过高温真空脱气处理,然后将粒料装入真空室的包壳管中。真空焊接后,真空1.3倍,10-1Pa,z *,填充氦气并焊接密封的端盖,并对密封部分进行泄漏检测。 (3)制备分散燃料元件。高温气冷堆使用分散燃料元素,方法是将二氧化铀,二氧化th和石墨粉按一定比例添加到粘合剂中形成块状,然后在真空环境中加热到2000°C。周围烧结成直径数百微米的致密球形核颗粒。 (4)中子反应堆快速燃料元件的制备快中子反应堆使用铀和p的混合氧化物燃料元件,必须在真空条件下将其烧结并制成不锈钢包层管。有剧毒。所有操作必须在1.3倍10-1Pa真空手套箱中进行。杂物箱所在的房间也必须用真空吸尘器作为第二道屏障,以防止放射性物质逸出。美国实验堆II(EBR-II)的铀和fuel燃料是通过另一种真空工艺制造的。将所有设备放置在1.3倍的10 ^ -1Pa真空室中。因此,安装了具有很高抽速的真空泵。 2.控制棒的制造控制棒用于吸收反应堆中多余的中子,控制链反应并保持一定的功率。控制棒芯块是常用的碳化硼,它将在空气中氧化并失效。因此,制备碳化硼芯块必须严格进行真空脱气,然后放入专用玻璃管中进行真空储存。在制造控制杆时,首先将包层管抽成真空,然后放入丸粒中,并抽成1.3倍,10-1Pa,z *,然后充入氦气进行存储。 3.制造核电专用泄漏检测设备以防止放射性泄漏是核电厂设备的最低要求。一次和二次电路设备必须具有良好的密封性和密封性能,并且在制造过程中必须进行严格的真空泄漏检测。需要检漏的各种容器,连接管,蒸发器,热交换器,冷凝器等主要是一个回路。自1970年代以来,核动力设备的泄漏检测标准已提高到1.3倍,10-6Pa,L / s,即不允许有1.3倍,10 ^ -6Pa.L / s的泄漏。现代大型核电站需要容量大于几十立方米的大型检漏船。自世界上建立核电站以来,大型核动力船的泄漏检测一直是人们关注的研究课题。目前,国外有用于核素的专用氦气检漏仪动力设备,它们配备有吸嘴,用于检测大型容器的泄漏。 ,4.核电设备中某些特殊材料的制造核电设备需要许多特殊材料,它们的共同特征是高纯度,良好的核性能,耐磨性,抗辐射性和耐高温性。为了获得这些性能,在材料生产过程中使用了真空技术。活性炭被广泛用于处理核电站的三种废物。近年来,通过真空法制备活性炭的方法得到了极大的发展。该方法的主要目的是在高真空下碳化复合树脂以制备具有良好的致密性和大的微孔体积的碳。通过真空法制备的活性炭具有优异的活化性能。石墨被广泛用作反应器缓和剂。为了增加石墨的密度并改善核性能,必须在真空环境中将沥青以沥青浸渍,然后烘烤。高温气冷堆燃料元件包壳由不渗透石墨制成。石墨必须在真空中加热到约1000°C。通过丙烷后,碳被热解。真空加热的目的是在石墨表面形成致密的涂层。获得透气性极低的石墨。锆合金广泛用作水冷反应堆的覆层管和结构材料。由于锆将在不太高的温度下与空气中的氧气,氮气和氢气发生反应,因此锆及其合金的熔融,热加工和冷加工以及焊接必须在真空中进行。