[科普中国]-反应堆容器

结构

反应堆容器是由反应堆容器和顶盖组成，前者由下法兰(含接管段) 、筒体和半球形下封头组焊而成，顶盖由半球形上封头和上法兰焊接组成(或者为一体化顶盖) 。上下法兰面之间用两道自紧式空心金属(高镍耐蚀合金In2718 或1828 钢)“O”形环密封。为了避免容器内表面和密封面腐蚀，在压力容器内壁堆焊有大于5mm 厚的不锈钢衬里( 过渡层309L(00Cr23Ni11) + 308L (00Cr20Ni10) ) 。为防止外表面腐蚀，压力容器外表面通常涂漆保护。1

作用反应堆压力容器的作用是：

1、装载着活性区及堆内所有构件，对堆芯具有辐射屏蔽作用，在顶盖上安装着控制棒管座及其驱动机构，承受很大的机械和动载荷;

2、作为承压边界，密封高温高压含放射性的一回路冷却剂并维持其压力，承受动载荷和温度载荷;

3、作为第二道屏障，在燃料元件破损后有防止裂变产物外逸的功能。

特点制作反应堆容器的材料具备良好的纯净度、致密度、成分和性能均匀性，在中高温度下具有优良的力学性能(强度、塑性、冲击韧性、断裂韧性等) 、冶金质量及良好的耐蚀性、焊接性和抗辐照的性能(中子辐照脆化敏感性低) 、热稳定性、加工性等。其中，以面对活性区的筒体段材料性能要求最高。

反应堆压力容器的制造现状国际上反应堆容器材料大型锻件制造商主要有日本制钢所(J SW) 、法国克鲁索、韩国斗山重工等。其中J SW 整体技术水平世界领先，2007 年产锻件8. 7 万吨，它拥有600t 级钢锭制造能力，装备有2 台300t 炼钢天车、100t 电渣重熔炉。法国克鲁索公司拥有空心钢锭制造技术，在筒形锻件制造上独占鳌头。斗山重工的生产能力世界最大，2007 年生产锻件12 万吨。2

我国有3 大重型机械厂，都拥有12000t 自由锻造水压机，可供生产核电压力容器大锻件之用。一重有生产船用小型反应堆设备的经验，二重有生产高压容器条件，三重曾为秦山一期核电站生产过压力容器锻件，他们在劳动生产率和技术水平上与国外先进水平之间差距正在缩小。3

研究热点及存在问题目前国内外反应堆压力容器研究热点主要集中在以下方面。

1、由美国能源部倡导发起，在第4 代核能系统国际论坛组织下，第4 代先进核能系统正朝着既定方向研究发展 ，其中作为关键技术之一的反应堆压力容器材料选择、设计、制造等一直都为研究的热点与焦点。

2、 随着20 世纪六七十年代国外大规模建造的核电站运行时间接近设计寿命，目前急需反应堆压力容器寿期评估与延寿分析论证，国外有美国核管会、美国西屋公司等、国内主要有核工业728 设计院、核动力设计院等[37 ]机构开展了这方面的工作，并已取得阶段性的研究成果。目前国内反应堆压力容器材料存在的主要问题就是材料的制造国产化，特别是大型铸锻件的冶炼、机械加工方面的国产化。其中中国第一重型机械集团近年来在国家的大力支持下，实施铸锻钢基地及大型铸锻件自主化改造项目，在能力水平上都瞄准了世界一流。