核工程材料
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核军工背景知识伴随中国核工业成长的还有事业高于一切、责任重于一切、严细融入一切、进取成就一切的核工业精神。
在茫茫戈壁、深山峡谷中,成千上万年轻人隐姓埋名,风餐露宿,不辞劳苦,甘心奉献。
1964年10月16日晚,中国第一枚原子弹爆炸成功的消息震惊了世界。
从1955年至2005年的50年,中国核工业经历了两个发展阶段。
第一阶段从1955年至1978年,成功研制了原子弹、氢弹和核潜艇,建立了一套比较完整的核工业体系。
第二阶段从1979年至今,核电站建设成功起步,初步形成了军民结合和精干高效的新型核科技工业体系。
第一份原子弹资料是在违反"纪律"的情况下偷偷记录下的从1955年至1958年,在核科学技术和核工业领域,中苏两国政府先后共签订了6个协定。
1958年7月的一天,苏联政府派出的3位核武器专家抵达北京,向中国方面讲授"压紧型"原子弹的有关知识。
当时主管核工业的是第二机械工业部(简称"二机部")。
二机部的一间会议室安静极了,只听见记笔记的"沙沙"声。
见此情景,苏联驻二机部总顾问与正在讲课的苏联专家耳语了几句,苏联专家立即停下说:"不许记笔记!否则,我就不讲了。
"时任二机部部长的宋任穷立即说:"我是部长,这事我负责,会后把笔记本一律收回,大家不要再记录了。
"可是,九局副局长吴际霖却悄悄违反了纪律,他暗中记录了许多重点。
下课后,二机部和九局的有关领导及少数科技人员聚在一起,根据回忆整理出一份原子弹方面的资料。
"投篮"———第一颗原子弹起爆的密码命令1960年7月16日,苏联单方面撕毁协议,撤回全部专家。
周总理说:"他不给,我们自己动手,从头摸起,准备用8年的时间搞出原子弹。
"随后,中央政府成立了以周恩来总理为主任、由7位副总理和7位部长组成的"中央专委会"。
~(58)Ni全套中子核反应数据评价Ni是核工程建设中的重要结构核材料,其中子核反应数据对核能开发和核工程建设具有重要的意义。
<sup>58</sup>Ni又是天然Ni中含量最丰富的一个同位素,因此,<sup>58</sup>Ni的核反应数据具有重要应用,目前,实验测量数据尚不能满足实际需要,除了一些反应道实验数据较多外,还有一些反应道实验数据较少,或者没有实验数据,需要进行理论计算来补充和完善。
而且,近些年来,随着新的实验数据的补充,也需要对<sup>58</sup>Ni的核数据进一步评价,给出更合理的推荐数据。
因此对<sup>58</sup>Ni的核反应数据进行评价具有重要意义。
本工作首先收集并评价了<sup>58</sup>Ni中子核反应实验数据,给出实验数据的评价结果,然后以这些实验数据评价结果为基础主要使用APMN06、DWUCK4和UNF三个程序对<sup>58</sup>Ni的全套中子反应截面及角分布数据进行计算。
APMN06程序以光学模型为基础,用来计算最佳光学势参数;DWUCK4程序以扭曲波玻恩近似理论为基础,使用APMN06程序计算得到的光学势参数用来计算直接非弹截面及角分布勒让德系数。
DWUCK4程序的输出文件作为UNF的输入文件使用。
UNF程序作为本次计算最为核心的程序,理论基础是球形光学模型、改进pick-up机制的Iwamoto Harada 模型、带宽度涨落修正的Hauser-Feshbach模型和角动量-宇称相关的激子模型,我们用它来计算全套的中子反应截面数据。
本次计算的能量范围为0.8<sup>2</sup>0MeV或反应道阈能至20MeV,主要包括(n,tot)、(n,el)、(n,γ)、(n,n’)、(n,p)、(n,α)、(n,3he)、(n,d)、(n,t)、(n,2n)、(n,np)、(n,nα)、(n,2p)、(n,3n)截面值及弹性散射角分布。
核弹的制作方法是什么工艺核弹是一种具有巨大破坏力的武器,其制作方法涉及多个工艺过程和核技术知识。
尽管本回答无法提供具体施工细节,但可以概述下一般核弹制作的工艺流程和涉及的主要技术。
核弹的制作过程主要可分为以下几个阶段:核材料获取、核材料制备、核材料装料、触发装置制作与集成、弹头组装与整装。
在这些阶段中,核工艺和核技术是核弹制作的关键。
第一阶段,核材料获取。
核弹的核材料主要是铀或钚等重要的裂变材料,这些核材料可从天然铀或经过加工的核废料中提取。
核材料获取需要熔炼、化学分离和浓缩等一系列复杂工艺来获得纯度较高的核材料。
第二阶段,核材料制备。
核材料制备是将获取的核材料进一步加工成可用于核爆炸的形式。
主要包括浓缩核材料,使其达到一定的纯度和密度要求。
核材料制备需要涉及高温处理、物理冶炼和化学处理等工艺。
第三阶段,核材料装料。
核材料装料是指将制备好的核材料装入核弹的核引信中。
核材料装载需要在严格的环境控制下进行,确保核材料的安全性和稳定性。
同时,核材料需要经过层层包覆和隔离,以减少事故或非授权使用的风险。
第四阶段,触发装置制作与集成。
触发装置是控制核材料引爆的关键部件。
触发装置常常包括使用化学、电子等多种技术制作的装置,以确保在适当条件下触发核弹的引爆。
触发装置制作与核材料装载紧密结合,需要各部件配合、测试和确保一致性。
第五阶段,弹头组装与整装。
弹头组装是将核材料装载、触发装置和弹道控制系统等各部分集成到一起,形成完整的核弹头。
弹头组装涉及冲击感应器、引信与导爆索、保险机构等多个关键组件的安装和调试。
除了上述工艺流程,核弹的制作还需要涉及核武器相关技术和知识,包括核物理学、核工程学、熔合与裂变反应、释放能量的计算和控制等。
由于核材料和核技术具有极高的危险性和潜在的滥用风险,核工艺及其相关技术通常受到严格的国际监管和非扩散体系的限制。
需要强调的是,核弹是一种极其危险且残暴的武器,其使用、制造和传播都是被国际法律和道义所禁止的。
核电站建设中的天然建筑材料(人工骨料)调查摘要:对核电站建设中的天然建筑材料(人工骨料)的调查方法进行了探讨,并提出了一些调查中应注意的问题和建议,提出在核电站选址阶段应重点加强该方面的工作,对同类工程具有较强的指导作用。
关键词:核电站;天然建筑材料;人工骨料;调查1 引言随着石油、天然气和煤的成本不断攀升,一度受到冷落的核能发电,在国际能源结构中的地位将逐步提高,种种迹象表明,目前欧美不少国家正在调整能源政策,扩大核电比重,以解决未来的电力需求。
核电发展战略由“适当发展”向“积极发展”转变,这一政策的调整也给中国核电建设带来一个新的契机。
国务院审议通过的《核电中长期发展规划》预计,到2020年,我国的核电装机容量将从现在的870万千瓦达到4000万千瓦。
4000万千瓦的容量意味着还需要新开工建设30台左右的百万千瓦级核电机组,核电建设将在这15年的时间里翻一番。
核电站选址工作也日益成为今后几年里的重中之重。
核电工程建设期间需用大量的砂、碎石,以已建核电站为参考,4台机组混凝土用碎石、砂量约350万m3,用量较大,加之采石场配套设施建设、搅拌站生产线建设费用较高,工程地区附近有无足够数量的材料资源,往往影响到核电建设工程造价的高低。
因此,天然建筑材料调查是核电站建设中不可缺少的项目,尤其在核电站选址阶段,现已成为核电站可行性研究阶段评价的内容之一。
2 天然建筑材料调查任务、对象与要求2.1天然建筑材料调查任务核电站的天然建筑材料调查任务主要是查明核电站附近区域是否有符合核电站建筑物混凝土用人工骨料的料源,并评价其适宜性和可行性。
调查过程可分为普查、初查、详查三个阶段,在实际工作中,若调查的原岩料源性质稳定,储量满足工程需要,可视工程需要将初查、详查合并为一次性勘察进行,但在试验数量等方面要满足详查阶段要求。
天然建筑材料勘察的主要任务具体为:①在工程附近地区调查天然产地和分布范围;②测试各类材料的物理性质和技术性质,评价材料的适用性;③估算产地的天然存储量;④查明产地的开采条件和运输条件;⑤评价材料开采对环境的影响等。
锆合金和钛合金硬度-概述说明以及解释1.引言1.1 概述锆合金和钛合金是两种常见的结构材料,具有相似的性质和应用领域,但在硬度方面存在一定差异。
锆合金是一种以锆为主要成分的合金材料,具有良好的耐热性、耐腐蚀性和高强度。
钛合金则是一种以钛为主要成分的合金材料,具有高强度、轻量化、耐腐蚀等特点。
硬度作为材料力学性能的重要指标之一,对材料的使用性能和工程应用起着关键性的作用。
在硬度方面,锆合金相对于钛合金来说相对较低。
锆合金的硬度主要受到其晶体结构和成分的影响。
锆合金晶体结构为六方最密堆积结构,其晶体间的键结构较弱,因此锆合金的硬度相对较低。
而钛合金具有良好的热处理性能,其中添加不同的合金元素可以显著提高钛合金的硬度。
锆合金和钛合金由于其特殊的物理和化学性质,被广泛应用于航空航天、能源、医疗器械和汽车等领域。
锆合金在核工业中具有重要的应用,可以用于制作核反应堆组件和核燃料包壳,其优异的耐腐蚀性能和高温稳定性使其成为核工程领域的理想材料。
而钛合金由于其优良的强度和轻量化特点,被广泛应用于航空航天和航空制造领域,用于制作飞机结构件和发动机部件。
针对锆合金和钛合金的制备方法,随着科学技术的进步,不断涌现出更多的先进制备技术。
常见的锆合金制备方法包括熔炼法、粉末冶金法和等离子喷涂法等,通过合理的工艺参数可以得到不同组织和性能的锆合金。
而钛合金制备方法主要包括粉末冶金法、熔炼法和等离子喷涂法等,通过优化合金配比和工艺参数可以得到具有不同性能的钛合金材料。
总之,锆合金和钛合金作为常见的结构材料在硬度方面存在一定差异。
随着科学技术的发展和材料制备技术的进步,锆合金和钛合金的硬度特性将得到进一步的优化和改进,为其在不同领域的广泛应用提供更好的支持。
1.2 文章结构文章结构:本文分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个小节。
首先在概述部分,介绍了锆合金和钛合金硬度这一话题的背景和重要性。
接着在文章结构部分,说明了本文的大纲和各个章节的内容安排,以及各章节之间的逻辑关系。
tzm钼合金的泊松比
《tzm钼合金的泊松比》
tzm钼合金是一种高温合金材料,具有优异的耐热性能和机械性能,因此被广泛应用于航空航天、核工程和其他高温环境下的工程领域。
在材料力学性能中,泊松比是一个重要的参数,它描述了材料在受力时的变形特性和体积变化情况。
泊松比是描述材料在受力时的横向变形与纵向变形之间关系的一个物理量,通常用希腊字母ν表示。
对于tzm钼合金来说,其泊松比通常在0.33左右。
这意味着在tzm钼合金受力时,横向的变形会比纵向的变形大,材料在受力时会出现压缩膨胀的现象。
tzm钼合金的泊松比对于工程应用具有重要意义。
首先,它反映了材料的柔韧性和变形能力,能够帮助工程师选择合适的材料来满足设计要求。
其次,泊松比还能够影响材料在受力时的应变分布,进而影响材料的疲劳性能和寿命。
因此对于tzm钼合金等高温合金材料来说,了解其泊松比是非常重要的。
在实际工程应用中,为了保证tzm钼合金的性能和使用寿命,需要对其泊松比进行准确的测试和测量。
此外,在不同温度、应变速率和受力状态下,tzm钼合金的泊松比可能会发生变化,工程师需要充分考虑这些因素来准确预测材料的性能和行为。
综上所述,《tzm钼合金的泊松比》是关于这种高温合金材料性能的重要内容,对于工程设计和材料选择具有重要意义。
通过深入研究和了解tzm钼合金的泊松比,可以更好地应用这种材料,提高工程设计的准确性和可靠性。
铌的比热容一、什么是比热容?比热容是一个物质在单位质量下吸收或释放热量的能力。
它是描述物质热性质的重要物理量之一,通常用符号C表示。
比热容的单位是焦耳每千克每开尔文(J/(kg·K))或卡路里每克每开尔文(cal/(g·K))。
二、铌的基本特性铌(Nb)是一种化学元素,原子序数为41,属于过渡金属。
它的物理性质使得它在许多领域有广泛应用。
铌是一种银灰色的金属,具有良好的延展性和可锻性。
它的熔点为2468°C,沸点为4742°C,密度为8.57克/立方厘米。
铌在常温下具有良好的耐腐蚀性能,不溶于大多数酸和碱。
三、铌的比热容铌的比热容是指铌在单位质量下吸收或释放热量的能力。
铌的比热容随温度的变化而变化,通常用C表示。
铌的比热容在不同温度下的值如下所示:•25°C:24.60 J/(mol·K)•100°C:25.10 J/(mol·K)•200°C:26.70 J/(mol·K)•300°C:27.90 J/(mol·K)•400°C:29.10 J/(mol·K)四、铌的比热容对应用的影响铌的比热容对其在不同领域的应用有着重要的影响。
1. 材料科学铌在材料科学中被广泛用作合金的添加剂,以提高合金的硬度和强度。
铌的比热容决定了合金在高温下的热稳定性和热导率,对合金的加工性能和使用寿命有着重要影响。
2. 超导材料铌是一种良好的超导材料,广泛应用于超导电缆、磁共振成像(MRI)等领域。
铌的比热容对超导材料的制备和性能有着重要影响,可以影响超导材料的临界温度和能量损耗。
3. 核工程铌在核工程中被广泛应用于核反应堆的结构材料和燃料元件。
铌的比热容对核反应堆的热稳定性和热传导性能有着重要影响,可以影响核反应堆的安全性和效率。
4. 光学材料铌在光学材料中被用作玻璃和晶体的添加剂,以改善材料的光学性能。
核工程与核技术专业解析核工程专业主要研究利用核能来满足人类对能源及各种物质的需求。
它不仅是一门科学,而且可以说是一种技术。
它是理论与实践相结合的学科,融合了数学、物理、化学、材料学、计算机等学科,为人类发展提供强大的动力。
核工程专业目前主要分为核反应堆工程、核材料工程、核处理技术、核仪器分析、核安全与核应急、核辐射防护等方面。
核反应堆工程涉及核反应堆的设计、建造和运行,主要涉及核反应堆动力特性、核燃料选择和标定、核反应堆安全保证、核反应堆机械结构设计等。
核材料工程利用核反应堆和放射性同位素的发展,开发新型材料,研究其热物理和热力学特性,并运用其将其应用于核反应堆的建造中,使核反应堆的运行更加可靠和稳定。
核处理技术主要分为同位素分离、核素处理、核化学和原子能技术等。
这些技术的应用可以满足由核能源的应用而产生的新材料、新动力源和新技术的需求。
核仪器分析技术是核工程专业的重要组成部分,主要研究在核反应堆、核废物处理、核材料研究以及核技术应用过程中,通过测量和分析不同物理和化学参数来研究物质性质的问题。
核安全与核应急专业主要研究核反应堆运行的安全措施和核安全管理技术,包括核安全设施设计、核安全管理制度建立、核安全管理培训以及核安全应急准备及处置等。
核辐射防护专业包括核辐射源识别、核辐射检测、核辐射安全设施设计、核辐射安全措施优化、核辐射安全保障系统建立等技术。
核工程专业非常重要,它不仅可以解决能源问题,而且有助于科学技术的发展和实现技术的突破。
它的应用可以提供更安全、更清洁的能源环境,为人类社会建设奠定了坚实的基础。
因此,训练一批具有以上核工程专业知识和技能的专业人才,对提高国家核工程技术水平具有重要意义。
只有拥有先进的科学理论和技术,才能实现核能的有效利用。
此外,要建立和完善核技术的安全保障体系,为国家核安全建设提供保障。
总之,核工程专业具有重要的现实意义,它的发展对实现核能的安全利用和科学技术的发展都具有重要的意义。
怎样核实工程施工成本一、核实设计文件和合同在进行工程施工成本核实之前,首先需要核实项目的设计文件和合同。
设计文件包括施工图纸、工程量清单、工程规范等,而合同则包括工程项目的合同总金额、付款方式、变更条款等。
核实设计文件和合同可以确保工程施工过程中的费用和标准是符合设计要求和合同约定的。
二、核实材料和设备费用工程施工中会涉及到大量的材料和设备的采购和使用,这些费用占据了工程成本的很大比例。
在进行工程施工成本核实时,需要对材料和设备的采购单据、发票进行核对,确保其数量和金额与实际使用情况相符。
同时,还需要对材料和设备的质量进行检验,以确保其符合项目标准和要求。
三、核实人工费用人工费用是工程施工成本中的另一个重要组成部分。
在进行施工成本核实时,需要核实劳务合同、工资单、社保缴纳记录等相关文件,确保工人的工资和福利都已经按照合同和法规规定支付。
同时,也需要核实工人的实际工作时间和工作内容,确保工资的支付是合理和准确的。
四、核实机械使用费用在工程施工中,通常会使用各种机械设备来提高工作效率和质量。
对于机械设备的使用费用,需要核实设备租赁合同、使用记录、维护费用等相关文件,确保机械设备的使用费用是合理和准确的。
同时,还需要对机械设备的使用情况进行监控和管理,以确保机械设备的使用不超出合同约定和项目要求。
五、核实间接费用除了直接的施工成本,工程项目还会涉及到一些间接费用,例如差旅费、办公费、管理费等。
这些间接费用虽然在项目成本中占比不高,但也需要进行核实和管理。
在进行工程施工成本核实时,需要对间接费用的发票、报销单据等进行核查,确保这些费用的支出合理和符合规定。
六、核实变更和索赔费用在工程施工中,由于各种原因可能会发生工程变更和索赔,这会导致工程施工成本的增加。
在进行施工成本核实时,需要对工程变更和索赔的合同、协议、支付记录等进行核对,确保这些费用的支出是合理和符合法规要求的。
在进行工程施工成本核实时,需要注意以下几点:1.细心核对每一笔费用,确保每一笔费用都是合理和准确的;2.保持沟通和协调,与相关部门和供应商保持密切联系,及时解决问题;3.及时更新和管理核实资料,确保核实成本的准确性和可靠性;4.建立健全的成本核实流程,明确各个环节的责任和程序,确保核实工作的顺利进行。
工程核量工作方案一、项目概述工程核量是指在施工项目完成之后,通过对工程项目中的材料、设备、工程量等进行核对和计量,以确定工程实际完成的工程量。
工程核量工作是保证工程质量、完成工程验收的重要环节,对于保障工程项目的顺利进行具有重要意义。
本工程核量工作方案旨在对工程核量工作进行全面规划和部署,确保工程核量工作完成的质量和效率。
二、工程核量范围本工程核量工作范围涵盖建筑工程、水利工程、交通工程、市政工程等各类型工程的施工项目。
对各种类型的工程材料、设备、工程量等进行核量和计量,确保工程质量得到保障。
三、核量工作流程1.确定核量工作的责任人和组织机构核量工作的责任人由工程项目总监或总工程师负责,组织机构由工程检测部门和质量监督部门共同负责。
2.确定核量工作的时间节点和计划安排在施工项目完成后的2个月内进行核量工作,确保工程项目的及时验收和结算。
3.收集工程项目相关资料收集工程项目的施工图纸、合同文件、材料、设备清单等相关资料,为核量工作提供必要支持。
4.进行材料、设备、工程量的核对和计量对工程项目中的材料、设备、工程量进行逐项核对和计量,确保与设计文件和合同一致。
5.编制核量工作报告对核量工作结果进行整理和分析,编制核量工作报告,提出合理的建议和处理措施。
6.组织核量工作验收对核量工作报告进行内部审核和验收,确保核量工作结果的准确性和可信度。
四、核量工作的质量要求1.核量工作应符合国家有关标准和规范的要求,确保核量工作的准确性和可靠性。
2.核量工作应严格按照程序和要求进行,确保核量结果真实可靠。
3.核量工作应及时完成,满足工程项目验收和结算的需要。
五、核量工作的安全措施1.核量工作场所应设置合理的警示标识,确保工作环境的安全。
2.参与核量工作的人员应具备必要的专业知识和技能,做好个人防护和安全培训。
3.针对工程项目中可能存在的安全风险和隐患,提前进行安全排查和处理,确保核量工作的安全进行。
六、核量工作的效果评估1.对核量工作完成后的效果进行全面评估和总结,检查工作中存在的不足和问题,提出改进意见和措施。
核电现场钢筋进场验收质量控制要点[摘要]:钢筋是核电站土建阶段建筑工程中非常重要的结构材料,其质量的好坏直接决定建筑的结构性能(承载能力、刚度、裂缝控制等),钢筋作为核电工程QA1级工程材料,应严格按照相关验收程序严把进场钢筋的质量关,杜绝不合格的材料用于核电工程是每一个核电工程师义不容辞的责任。
下面结合现场材料验收的工作情况,对钢筋进场验收的要点进行探讨,有错误或不足之处还请各位同仁予以批评、指正。
[关键词]:钢筋验收质保文件表观质量几何尺寸见证取样一、进场钢筋验收前的必要工作1、工程公司要求施工单位要先自查,自查合格后,再报送材料通知单给工程公司和监理公司,进行正式的材料进场验收;2、接到材料验收通知单后,应先和相关的子项负责人沟通(特别是在图纸上有具体要求的钢筋),这样有助于我们更好的去把握钢筋的使用部位和工作环境;3、与相关的监理沟通,确定资料的完整性和规范性;4、在接到材料验收通知单后,一定要及时通知施工单位在钢筋验收过程中做好相关的准备工作,避免在现场钢筋验收过程中大量时间浪费;例1,海南昌江核电现场在钢筋的验收过程中出现的问题:钢筋验收过程中,由于标识牌不全,在堆放过程中没有把有标识牌的一端全部放在一侧,验收人员在验收过程中两边跑,甚至还记录不准确,需要重新记录。
时间全部花在了找标识牌上面,使整个的钢筋验收工作量大大的增加。
处理方法:钢筋吊装和堆放过程中,要求施工单位要有技术员负责,首先要求要把有标识牌的一端放在一侧,其次要按照堆放的顺序,按层自左向右,依次记录批号,并制作码单,这样在检查批号和数量时,检查人员只需要拿着码单,按层对照就可以了。
例2,海南昌江核电现场在钢筋的验收过程中出现的问题:钢筋验收过程中,需要按照批号现场取样的钢筋被压在最底层,导致只能用吊车把上层的所有钢筋转移,最后才能取样,本来5分钟能完成的工作,转眼就需要半天的时间,这样就使材料验收工作效率一下子降低了好几倍。
名词解释:1.反应堆:一种能以可控方式产生自持链式裂变反应的装置。
链式核反应:核反应产物之一能引起同类的反应,从而使该反应能链式地进行的核反应。
2.核裂变:原子核吸收一个中子后,分裂成两个质量相近的核,同时放出能量和中子。
3.易裂变核素:能与慢中子相互作用而进行裂变的核素。
4.可转换核素:俘获中子后能直接或间接地转变为易裂变核素。
5.可裂变核素:能进行裂变(无论由何种过程引起)的核素。
6.自持的链式裂变反应:如果每次裂变反应产生的中子数目大于引起核裂变所消耗的中子数目,那么一旦在少数原子核中引起了裂变反应之后,就有可能不再依靠外界的作用而使裂变反应不断进行下去。
这样的裂变反应称为自持的链式裂变反应。
7.慢化:在无明显俘获的情况下,由散射引起中子能量降低的过程。
8.慢化能力:某介质的宏观散射截面与中子平均对数能降的乘积。
9.慢化比慢化剂的慢化能力与其热中子宏观吸收截面的比。
10.扩散长度:是中子直线飞行距离r的某种统计平均量,扩散长度的平方等于直线飞行距离平方平均值的1/6。
11.反射层节省:有了反射层以后,在芯部材料性质相同的情况下,其临界体积要比裸堆的临界体积小。
这一临界尺寸的减少量通常可以用反射层节省δ来表示。
12.温度效应:在运行过程中,反应堆堆芯温度一般要发生变化。
因反应堆温度变化而引起keff发生变化的效应,称为反应性的温度效应,简称温度效应。
13.碘坑:停堆后反应性要出现一个小值,与135I的衰变密切相关,因而这种现象称为碘坑14.对流换热:核燃料裂变所产生的热量主要通过元件包壳表面传给冷却剂。
这种由流体和固体壁面直接接触的换热过程称为对流换热。
15.热管因子或热点因子:在堆热工水力设计中,一般把某一热工参数的最大值偏离平均值的程度称为热管因子或热点因子。
16.热流密度核热点因子:堆内热点的名义最大热流密度与堆芯平均热流密度的比值。
17.热管:堆芯内具有最大焓升的冷却剂通道。
18.热点:燃料元件上限制堆芯功率输出的点。
核反应堆材料 压水堆核电站结构 核电站原理:核裂变释放出的核能,被载热剂一回路水带出,并经过蒸汽发生器使二回路水变成蒸汽,蒸汽再驱动汽轮发电机组进行发电。 反应堆所用的各种材料在成份、工艺、组织和性能上,都比常规电站材料要求严格 第一章 绪论 一、. 堆材料在核电站中的作用 反应堆材料在核电站运行中影响反应堆的安全性和机组寿命; 反应堆材料对核电站的建设速度、质量、数量和水平都起到重要的作用。 在核电站的发展和新堆型的开发中,需要材料科学的发展,以大量材料数据作为基础,开发新材料。 首先各国反应堆运行经验表明,运行上出现的问题或故障抢修,追究其原因,多半都与材料有关。 其次,反应堆材料的工况比较复杂,除受温度、压力和腐蚀介质作用外,还受到中子辐照,由此而引起的性能恶化,对安全存在威胁。 第三,如果堆材料的使用性能与工况要求不相匹配或者余量不足,将会使零、部件失去预定服役效能而引起失效或损坏。这表明,在设计和建造反应堆过程中,每个部件、每个环节都离不开材料问题。 第四,从降低成本、延长寿命和改进堆型考虑,必然涉及到合理选材、改进工艺和开发新材料的问题。 第五,在核电站的定型化、 标准化、系列化和商品化的各阶段中,都需要有大量材料数据作基础 二、材料结构 材料结构是指组成材料的原子(或离子、分子)相互结合的方式或构成的形式以及结构要素按一定次序的组合、排列及相互间的各种联系。 三、材料结构的具体内容 1.组成材料的原子(或离子、分子)的构造 2.组成材料的原子(或离子、分子)间的结合 3.组成材料的原子(或离子、分子)的排列 4.材料结构内存在的缺陷 四、材料的性能 1.材料的性能是材料结构反作用于环境的能力 2.材料的性能是由材料结构所决定的 3.材料性能具有多面性 4.材料性能是可以改变的 原子——晶格——晶粒——相——组织——金属材料。 1.燃料(核裂变材料) 压水堆核电站燃料用的是UO2陶瓷材料。 耐高温 在铀的氧化物中密度最高 抗蚀 抗肿胀 燃料(核裂变材料) 燃料组件 先将UO2烧结成圆柱形芯块,再封装在锆-4合金管内组成元件。然后将元件以n×n组排方式定位在方形格架内 反应堆的裂变场所,即活性区就是由许许多多燃料组件排列而成 2.包壳材料(也称元件包壳) 燃料包壳管是反应堆的第一道安全屏障。 作用: 保护燃料不受冷却剂浸蚀 防止裂变产物进人冷却剂回路。 包壳材料(也称元件包壳) 材料应具备下列性能: (1)中子吸收截面小,导热率好; (2) 强度高,塑韧性好,耐蚀性强、对应力腐蚀不敏感; (3)热强性、热稳定性和抗辐照性能好。 PWR元件包壳采用锆合金: 中子吸收截面小 在300℃下具有优良的机械性能和抗水的腐蚀能力 3.反应堆压力容器材料 压力容器是核电站的第二道安全屏障的一部分。 作用之一是在元件一旦破损时,保证放射性物质或气体仍保留在一回路系统内。 广泛采用MnMoNi钢A508a,为防止腐蚀,其内壁堆焊了一层或两层不锈钢里衬。 4.回路材料 PWR核电站回路系统包括:反应堆、蒸汽发生器、主泵、稳定器和回路管道等(统称核岛)。 一回路对反应堆安全十分重要,为防止破坏引起失水事故(LOCA),一回路管道材料应满足下列要求: (1)抗应力腐蚀、抗晶间腐蚀和抗均匀腐蚀能力强 (2)高、低温强度和塑韧性好 (3)焊接和铸造性能好 二回路材料与常规电站大体相同 低合金钢或2.25Cr-Mo钢 5. 蒸发器材料 蒸汽发生器结构主要由筒体、管板、水室、汽水分离器、干燥器和倒U形传热管组成。 U形管是主要传热构件,多达几千根,总长约70-110公里,以备泄漏的管子堵塞后,即使在寿期内有上千根停用,仍有足够的传热面积。 因此传热管材料需具备: (1)导热性能好、热膨胀系数小; (2)抗应力腐蚀能力强; (3)热强性、热稳定性和焊接性能良好; (4)塑韧性好,以便制管、弯管和胀管的加工。 PWR蒸汽发生器传热管早期用In-600,后改用Incolog-800 或In-690 6.控制材料 控制材料的特点是中子吸收截面大,如B4C、Hf、Cd等。 主要用作控制棒、化学控制和可燃毒物。 反应堆的功率调节、后备反应性的储备以及开堆、停堆等都需要用控制材料制成的控制棒、调节棒、可燃毒物等来实现。 7.安全壳 安全壳是核电站的第三道安全屏障。 目的:防止当发生强烈地震或失水等严重事故时,保证放射性物质全部保持在安全壳内,不外逸污染环境。 安全壳的组装、焊接是现场进行的,而且体积庞大,焊后难以进行热处理。 要求材料焊接性能好、杂质少、强度高,塑韧性好。 安全壳材料国外多采用SA516和SA517钢或16Mn钢,也有采用高强度A543钢的。 8.慢化材料 目的:将裂变放出的快中子慢化成热中子,以便U235吸收发生核裂变。 方法:靠非弹性碰撞降低快中子能量。 慢化材料的特性:质量轻、中子散射截面大,所以多用轻水、重水和石墨等。 9.冷却剂材料 冷却剂是将核能传给二回水路水的载热剂。 冷却剂性能:导热好,比热大、流动性好和腐蚀性小。 常用的冷却剂:轻水、重水、He、CO2和液体金属等。 压水堆冷却剂与慢化剂合一共用轻水。 10.反射材料 反射材料的作用: 减少中子损失,尽量使活性区边界逸出的中子反弹回堆芯。 材料要求:中子散射截面大,吸收截面小,散射截面大,意味着与中子碰撞机会多,于是中子回弹到堆芯的几率也大。 除常用的慢化剂、冷却剂可作反射层材料外,石墨、铍和氧化铍也是较好的反射材料 11.屏蔽材料 屏蔽分射线屏蔽、中子屏蔽和热屏蔽三种。 射线屏蔽主要靠密度大的材料,比如铅、重混凝土可屏蔽高能射线。 中子屏蔽用轻质材料,比如轻水、石墨和石蜡等。 热屏蔽用空心腔不锈钢弧型瓦或增厚吊栏或增大压力容器与堆芯之间的距离达到隔热目的。 七. 反应堆材料的性能要求 1. 机械性能 强度、塑韧性和热强性高,缺口敏感性和晶体长大倾向性小。 2.工艺性能 冶炼、铸造、煅压、冷加工和焊接性能都应良好;淬透性大,无时效、回火脆性和二次硬化以及延迟脆性等倾向。 3.经济性 工艺简单易行,原材料来源方便,制造成本低廉。 4.核性能 为减少中子消耗、降低235U的临界质量和浓度,除控制材料外,堆芯所有结构材料的中子吸收截面都应该小; 为减少放射性危害,活化截面也应该小,含长半衰期元素少,比如钴。 5.辐照性能 辐照效应和PCI(芯块与包壳的相互作用)小;杂质和气体含量少,纯洁度高以及晶粒、沉淀相和偏析小。辐照期间组织、结构应稳定,尤其Cu、P、S含量应尽量少。 6.化学性能 抗腐蚀、抗高温氧化能力强;点腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀倾向性小。 7.物理性能 导热率大,热膨胀系数小; 在满足上述要求基础上,应优先选用工艺成熟,使用经验丰富的材料。 第二章 金属学基础知识 一、纯金属的晶体结构 晶体和非晶体两大类 本质区别为: ☆构成晶体的原子、分子或原子集团在空间是按一定的几何规律规则排列的,因而晶体具有一定的熔点,且具有各向异性的特点。绝大多数的工程材料,如金属及其合金、陶瓷等,天然的岩石、矿物都是晶体。 ☆非晶体中的质点是无规排列的,如多数的玻璃和聚合物。 基本概念: 1)阵点或结点:由晶体中原子抽象而成的几何点。 2)平面点阵:阵点在一个平面上规则的排列方式 3)空间点阵:规则分布于三维空间中的阵点所组成的空间图形 4)晶格:用一系列平行线将阵点连接起来,构成空间的格架。 5)晶胞:表示空间点阵几何规律的基本空间单元,一般取最小平行六面体。 6)点阵参数:三条棱边长a、b、c及三个夹角α、β、γ ,只要确定了6个参数,阵点在空间的分布规律就完全确定了。 7)晶粒:排列位向相同的无数个晶胞的聚合体称为晶粒。纯金属通常是由许多取向不同的晶粒组成的,故称为多晶体。 8)晶界:多晶体中晶粒之间边界称为晶界。
为研究方便,把金属原子看作球形,并人为规定与临近的原子是相切的,并将球的半径规定为原子半径 二、 实际金属的晶体结构 实际金属结构因金属在凝固、形变、再结晶或同素异型变时,会使原子排列的规律性,在局部区域遭受破坏,从而产生晶格缺陷。实际晶粒是由许多尺寸很小、位向差不大的微晶块相互镶嵌而成。亚结构 、亚晶 、亚晶界所以,实际金属的晶体结构,尽管从整体上看,原子排列仍保持着它固有的规律性,但在局部微区,存在有各式各样的晶体缺陷,(位错、孪晶和堆垛层错等) 基本概念: 1)阵点或结点:由晶体中原子抽象而成的几何点。 2)平面点阵:阵点在一个平面上规则的排列方式 三、金属的典型晶胞结构