核電站(zhan)安全(quan)的(de)(de)(de)基本(ben)目(mu)標是(shi)，確(que)保(bao)公眾和(he)廠(chang)區工作人員(yuan)在所(suo)有運行工況下(xia)受(shou)(shou)到(dao)的(de)(de)(de)輻(fu)射照(zhao)射保(bao)持在適當的(de)(de)(de)規(gui)定限值(zhi)(zhi)之(zhi)(zhi)內；在事(shi)故(gu)(gu)工況下(xia)受(shou)(shou)到(dao)的(de)(de)(de)輻(fu)射保(bao)持在可接受(shou)(shou)的(de)(de)(de)限值(zhi)(zhi)之(zhi)(zhi)內；同(tong)時，確(que)保(bao)在事(shi)故(gu)(gu)工況期間(jian)和(he)之(zhi)(zhi)后(hou)的(de)(de)(de)任何釋(shi)放(fang)不超過(guo)可接受(shou)(shou)的(de)(de)(de)限值(zhi)(zhi)。為此，核電站(zhan)設計(ji)中(zhong)設置了四道反(fan)應(ying)堆(dui)安全(quan)屏障。

第(di)一道(dao)屏障——核燃料(liao)芯塊(kuai)。現代反應堆廣(guang)泛采用(yong)耐(nai)(nai)高溫(wen)、耐(nai)(nai)輻射和耐(nai)(nai)腐蝕的(de)二氧化鈾陶瓷核燃料(liao)。

第二道屏障——鋯合金(jin)包殼管。二氧化鈾陶(tao)瓷芯塊被(bei)裝入(ru)包殼管，疊成柱體，組成了燃料棒。

圖1 壓水堆核燃(ran)料組件

第三道(dao)屏障——壓力容器(qi)和(he)封(feng)閉的一回路(lu)系(xi)統。

圖2 AP1000第(di)三道防(fang)御屏障

第四道屏障——安全殼。安全殼，俗稱“核反應堆廠房(fang)”，一般(ban)是壁厚近1米的鋼(gang)筋混凝(ning)土(tu)結(jie)構(gou)，內表面加有不銹鋼(gang)內襯以確保良好的密封性，防止放射性泄(xie)漏。

對于AP1000核電站，反應堆(dui)廠(chang)(chang)房(fang)采用雙層(ceng)殼體結(jie)構，內層(ceng)為鋼(gang)制安全殼，外層(ceng)為混凝(ning)土結(jie)構的屏蔽廠(chang)(chang)房(fang)。

圖3 第四道防御屏障(zhang)

核(he)電站安全(quan)殼是核(he)反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)的(de)圍(wei)護(hu)結構(gou)，它是阻止放(fang)射性(xing)物質(zhi)(zhi)向環境(jing)逸散的(de)最后一道屏障，它一般采用雙層殼體(ti)結構(gou)，對放(fang)射性(xing)物質(zhi)(zhi)有很(hen)強的(de)防護(hu)作用，萬一反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)發生(sheng)嚴重事故，放(fang)射性(xing)物質(zhi)(zhi)從堆(dui)內漏出，由于有安全(quan)殼廠(chang)房(fang)的(de)屏障，對廠(chang)房(fang)外的(de)環境(jing)和人(ren)員的(de)影響也微乎其(qi)微。

安全殼(ke)外層(ceng)用鋼(gang)

安全殼的外層是鋼(gang)筋混凝土(tu)結(jie)構，厚度(du)900mm，能抗(kang)拒飛機俯(fu)沖(chong)撞擊、常規爆炸物的破(po)壞(huai)、臺(tai)風、海嘯、地(di)震(zhen)，內(nei)(nei)部爆炸沖(chong)擊等，現在國內(nei)(nei)設(she)計的核(he)電安全殼其(qi)主要用鋼(gang)為普通的建筑用三(san)級以上螺紋鋼(gang)。

圖4 “華龍一號”福清核(he)電(dian)站(zhan)安全殼鋼(gang)筋混凝(ning)土層用鋼(gang)筋

安全殼(ke)內層用(yong)鋼

安(an)全殼的(de)(de)內(nei)層(ceng)稱為(wei)鋼襯里(li)，當(dang)前(qian)，對于鋼襯里(li)的(de)(de)重(zhong)要(yao)作用(yong)和(he)結構(gou)形式人類的(de)(de)認識也(ye)是逐漸深入，核(he)電(dian)站安(an)全殼鋼襯里(li)已簡(jian)單退化成(cheng)核(he)電(dian)站安(an)全殼密封性(xing)能(neng)的(de)(de)需(xu)求，不再充當(dang)結構(gou)強(qiang)度需(xu)要(yao)，但是對于殼體(ti)混(hun)(hun)凝(ning)土裂縫開(kai)展隱患起到有利(li)的(de)(de)降低作用(yong)。作為(wei)鋼襯里(li)密封板(ban)既(ji)充當(dang)密封性(xing)能(neng)作用(yong)，又降低了混(hun)(hun)凝(ning)土的(de)(de)收縮和(he)徐(xu)變(bian)、減少了混(hun)(hun)凝(ning)土開(kai)裂風險。

圖5 “華(hua)龍一號”福清核電(dian)站鋼襯里外側施工圖貌

圖(tu)6 “華龍一號”福清核電站鋼襯里內側施工圖(tu)貌

鋼(gang)襯里的(de)主(zhu)體(ti)是用厚度8mm以上(shang)的(de)鋼(gang)板焊接而成的(de)罐體(ti)結(jie)構，主(zhu)要(yao)用鋼(gang)牌(pai)號有20HR、20HR-B兩(liang)個，其牌(pai)號化學成分表(biao)如下(xia)：

20HR、20HR-B牌號力學(xue)性能(neng)如下：

另外，其還(huan)需要滿足300℃的高溫(wen)力學(xue)性能。

同時(shi)，對焊接性能(neng)也有(you)一定(ding)要求。

20HR牌號的起源

20HR牌號，其(qi)20是指C名義含量(liang)為0.20，H是核電(dian)(dian)，R為壓(ya)力容器（）。其(qi)早期(qi)是由老國標鍋(guo)爐鋼20g牌號演(yan)變而來。而我(wo)國核電(dian)(dian)技術(shu)起初是從法國引進(jin)，與(yu)法國牌號A42近(jin)似。20HR牌號首(shou)用(yong)與(yu)我(wo)國秦山(shan)核電(dian)(dian)站二(er)期(qi)的鋼襯里。