反應(yīng)堆材料學(xué)chapter01緒論part1

1、龍龍 斌斌 教授教授核工業(yè)研究生部核工業(yè)研究生部China Institute of Atomic Energy, 102413, Beijing, ChinaChina Institute of Atomic Energy, 102413, Beijing, ChinaChina Institute of Atomic Energy, 102413, Beijing, ChinaChina Institute of Atomic Energy, 102413, Beijing, China反應(yīng)堆材料反應(yīng)堆材料總體安排總體安排p 授課對(duì)象：碩士、博士研究生基礎(chǔ)課授課對(duì)象：碩士、博士研究生基礎(chǔ)課

2、p 總課時(shí)總課時(shí)64課時(shí)課時(shí)p 每個(gè)課時(shí)為每個(gè)課時(shí)為50分鐘授課，每章結(jié)束進(jìn)行一分鐘授課，每章結(jié)束進(jìn)行一次課堂練習(xí)；做次課堂練習(xí)；做ppt學(xué)術(shù)報(bào)告學(xué)術(shù)報(bào)告p 考試方式：筆試考試方式：筆試 + 口試口試 （？）（？）p 實(shí)習(xí)和參觀：實(shí)習(xí)和參觀： 1）反應(yīng)堆（）反應(yīng)堆（CEFR，CAAR） 2）反應(yīng)堆材料試驗(yàn)裝置臺(tái)架）反應(yīng)堆材料試驗(yàn)裝置臺(tái)架 3）熱室）熱室 4）材料分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室）材料分析檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室核技術(shù)成功的關(guān)鍵取決于堆核技術(shù)成功的關(guān)鍵取決于堆內(nèi)強(qiáng)輻射下材料的行為內(nèi)強(qiáng)輻射下材料的行為 - -費(fèi)米，費(fèi)米，19461946年年第一章第一章 緒論緒論核反應(yīng)堆材料的重要性核反應(yīng)堆材料的重要性1.1.反應(yīng)

3、堆材料是堆安全的基礎(chǔ)，它防止堆內(nèi)放射反應(yīng)堆材料是堆安全的基礎(chǔ)，它防止堆內(nèi)放射 性物質(zhì)外逸性物質(zhì)外逸核反應(yīng)堆材料的重要性核反應(yīng)堆材料的重要性第一道屏障燃料芯塊燃料芯塊第二道屏障燃料包殼燃料包殼第三道屏障壓力容器和一回路壓力邊界壓力容器和一回路壓力邊界第四道屏障安全殼安全殼2.2.核電站的可靠性和經(jīng)濟(jì)性與材料密切相關(guān)核電站的可靠性和經(jīng)濟(jì)性與材料密切相關(guān)核反應(yīng)堆材料的重要性核反應(yīng)堆材料的重要性河水、海河水、海水或冷卻水或冷卻塔塔蒸汽發(fā)生器（蒸汽發(fā)生器（SG）：1）采用耐熱、耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材）采用耐熱、耐腐蝕的結(jié)構(gòu)材料；料；2）控制水質(zhì)）控制水質(zhì)包殼（包殼（Cladding）：1）采用中子吸收截面低的材

4、料，）采用中子吸收截面低的材料，減少中子的損失，從而提高燃耗；減少中子的損失，從而提高燃耗；2）采用耐腐蝕抗）采用耐腐蝕抗輻照的材料，保證燃料結(jié)構(gòu)完整，從而提高燃耗輻照的材料，保證燃料結(jié)構(gòu)完整，從而提高燃耗行波堆（行波堆（TWRTWR）核反應(yīng)堆材料的重要性核反應(yīng)堆材料的重要性3.3.反應(yīng)堆材料對(duì)各種堆型的設(shè)計(jì)、建造和壽命有反應(yīng)堆材料對(duì)各種堆型的設(shè)計(jì)、建造和壽命有密切的關(guān)系密切的關(guān)系核反應(yīng)堆材料的重要性核反應(yīng)堆材料的重要性1）不同的堆型對(duì)材料（燃料和結(jié)構(gòu)材料）的選擇考慮不同）不同的堆型對(duì)材料（燃料和結(jié)構(gòu)材料）的選擇考慮不同PWRPWR，BWRBWRSFRSFR，LFRLFRCANDUCANDU2

5、）核電站的壽命取決于結(jié)構(gòu)材料）核電站的壽命取決于結(jié)構(gòu)材料 壽期監(jiān)督的必要性壽期監(jiān)督的必要性： RPV工作條件苛刻：工作條件苛刻：15.5MPa，300oC，中子輻照；，中子輻照； RPV龐大不可更換；龐大不可更換； RPV是厚部件（是厚部件（max300mm），加工、焊接難；），加工、焊接難； RPV材料為體心立方結(jié)構(gòu)，存在低溫脆性，材料為體心立方結(jié)構(gòu)，存在低溫脆性，DBTT升高。升高。4.4.反應(yīng)堆材料對(duì)反應(yīng)堆的建設(shè)質(zhì)量和水平以及系反應(yīng)堆材料對(duì)反應(yīng)堆的建設(shè)質(zhì)量和水平以及系列化、商品化和改進(jìn)與發(fā)展起著重要的列化、商品化和改進(jìn)與發(fā)展起著重要的先導(dǎo)作用先導(dǎo)作用核反應(yīng)堆材料的重要性核反應(yīng)堆材料的重要

6、性先進(jìn)的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)需要先進(jìn)的材料做先進(jìn)的核反應(yīng)堆設(shè)計(jì)需要先進(jìn)的材料做保障保障TWRTWR核島核島ADSADS核反應(yīng)堆材料的性能要求核反應(yīng)堆材料的性能要求 反應(yīng)堆材料的選材標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)堆材料的選材標(biāo)準(zhǔn)選材要求選材要求：核性能：核性能：1）燃料；）燃料； 2）結(jié)構(gòu)材料；）結(jié)構(gòu)材料； 3）控制棒材料）控制棒材料力學(xué)性能：具有好的強(qiáng)度、塑性及蠕變性能；力學(xué)性能：具有好的強(qiáng)度、塑性及蠕變性能；化學(xué)性能：即相容性能?；瘜W(xué)性能：即相容性能。1）對(duì)燃料組件材料；）對(duì)燃料組件材料；2）對(duì)堆結(jié)構(gòu)材料對(duì)堆結(jié)構(gòu)材料4. 輻照性能：輻照性能：1）輻照腫脹；）輻照腫脹；2）輻照硬化；）輻照硬化；3）輻照）輻照脆化脆化5.

7、物理性能：物理性能：1）對(duì)燃料；）對(duì)燃料；2）對(duì)燃料組件材料；）對(duì)燃料組件材料；3）對(duì)反應(yīng)堆部件結(jié)構(gòu)材料對(duì)反應(yīng)堆部件結(jié)構(gòu)材料6. 工藝性能：易于加工，焊接性能好；工藝性能：易于加工，焊接性能好；7. 經(jīng)濟(jì)性：材料容易獲得，成本低，使用經(jīng)驗(yàn)豐富。經(jīng)濟(jì)性：材料容易獲得，成本低，使用經(jīng)驗(yàn)豐富。核反應(yīng)堆材料的性能要求核反應(yīng)堆材料的性能要求 反應(yīng)堆材料的選材標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)堆材料的選材標(biāo)準(zhǔn)SFR堆芯組件材料的選材堆芯組件材料的選材包殼材料包殼材料外套管材料外套管材料輻照效應(yīng)輻照效應(yīng)輻照腫脹輻照腫脹輻照引起的蠕變輻照引起的蠕變輻照脆化輻照脆化輻照腫脹輻照腫脹輻照引起的蠕變輻照引起的蠕變輻照脆化輻照脆化力學(xué)性能力學(xué)

8、性能拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度拉伸塑性拉伸塑性蠕變強(qiáng)度蠕變強(qiáng)度蠕變塑性蠕變塑性拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度拉伸塑性拉伸塑性腐腐 蝕蝕與鈉的相容性與鈉的相容性與燃料的相容性與燃料的相容性與裂變產(chǎn)物的相容性與裂變產(chǎn)物的相容性與鈉的相容性與鈉的相容性其其 他他良好的加工性能良好的加工性能國(guó)際上較為成熟的使用經(jīng)驗(yàn)國(guó)際上較為成熟的使用經(jīng)驗(yàn)有供選擇的材料有供選擇的材料河水、海河水、海水或冷卻水或冷卻塔塔核核 島島第一節(jié)第一節(jié) 核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介主要的核燃料：主要的核燃料： 23592U、23392U、23994Pu-可裂變（需高能中子）可裂變（需高能中子） 易裂變易裂變天然燃料天然燃料U-238 （9

9、9.28%），），Th-232U-235 （0.714%） 轉(zhuǎn)換燃料轉(zhuǎn)換燃料Pu-239,U-233二二次次再再生生燃燃料料核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變核裂變一個(gè)一個(gè)鈾核鈾核235裂變時(shí)釋放裂變時(shí)釋放的能量如果按的能量如果按200MeV估算，估算，1Kg鈾鈾235全部裂全部裂變時(shí)放出的能量就相當(dāng)于變時(shí)放出的能量就相當(dāng)于2800噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒噸標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒時(shí)釋放的化學(xué)能。時(shí)釋放的化學(xué)能。MeVnBrLanU200287351475723592一個(gè)鈾原子核裂變產(chǎn)一個(gè)鈾原子核裂變產(chǎn) 生生200MeV的能量，一個(gè)的能量，一個(gè) 碳原子的燃燒產(chǎn)生碳原子的燃燒產(chǎn)生4.1eV 的能量

10、。的能量。核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變核裂變核能釋放的兩種形式核能釋放的兩種形式 快速（原子彈）快速（原子彈） 慢速（核反應(yīng)堆）慢速（核反應(yīng)堆）核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變核裂變美國(guó)轟炸廣島用的美國(guó)轟炸廣島用的little boy原子彈原子彈核裂變不可控核裂變不可控原子彈原子彈核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變核裂變核裂變可控核裂變可控原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工控制人工控制下進(jìn)行下進(jìn)行1942年，年，費(fèi)米費(fèi)米就主持建立了世界上第一個(gè)稱為就主持建立了世界上第一個(gè)稱為“核反應(yīng)堆核反應(yīng)堆”的裝置的裝置首次通過可控制的鏈

11、式反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了核能的釋放首次通過可控制的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)實(shí)現(xiàn)了核能的釋放1951年年12月月2日，人類首次用核反應(yīng)爐產(chǎn)生出了電能，點(diǎn)亮了日，人類首次用核反應(yīng)爐產(chǎn)生出了電能，點(diǎn)亮了4只只200W的燈泡（的燈泡（EBR-I）核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變核裂變奧布寧斯克核電站奧布寧斯克核電站原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工控制人工控制下進(jìn)行下進(jìn)行1954年，前蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站年，前蘇聯(lián)建成世界上第一座核電站5MW實(shí)驗(yàn)性石墨沸水實(shí)驗(yàn)性石墨沸水堆堆石墨慢化，輕水冷卻核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介我國(guó)第一座自主研發(fā)的核電站我國(guó)第一座自主研發(fā)的核電站-秦山

12、核電站秦山核電站 Qinshan I Capacity: 300 MWe Type: PWR Grid date: 1991.12.15 Load factor: 96.39% (in 2008) Qinshan II Capacity: 2x600 MWe Type: PWR Grid date: unit-1 2002.02.01 unit-2 2004.03.11 Load factor: unit-1 87.38% unit-2 86.48% (in 2008) Qinshan III Capacity: 2x700 MWe Type: PHWR(CANDU) Grid date: u

13、nit-1 2002.11.10 unit-2 2003.06.12 Load factor: unit-1 93.48% unit-2 89.34% (in 2008)核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變核裂變慢化劑慢化劑中子的速度不能太快，否則會(huì)與中子的速度不能太快，否則會(huì)與235235U U原子核原子核“擦肩而過擦肩而過”，鈾核，鈾核不能不能“捉住捉住”它，不能發(fā)生核裂它，不能發(fā)生核裂變。變。實(shí)驗(yàn)證明，速度與熱運(yùn)動(dòng)速度相實(shí)驗(yàn)證明，速度與熱運(yùn)動(dòng)速度相當(dāng)?shù)闹凶幼钸m于引發(fā)裂變，這樣當(dāng)?shù)闹凶幼钸m于引發(fā)裂變，這樣的中子就是的中子就是“熱中子熱中子”，或稱，或稱慢慢中子中子。裂變產(chǎn)生的

14、是速度很大的快中子，還要設(shè)法使快中子減速。裂變產(chǎn)生的是速度很大的快中子，還要設(shè)法使快中子減速。因此，在鈾棒周圍要放因此，在鈾棒周圍要放“慢化劑慢化劑”慢化劑材料：慢化劑材料： 石墨、重水和輕水（或普通水）石墨、重水和輕水（或普通水）核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變核裂變控制棒控制棒為了調(diào)節(jié)為了調(diào)節(jié)中子數(shù)目中子數(shù)目以控制反應(yīng)以控制反應(yīng)速度，還需要在鈾棒之間插進(jìn)速度，還需要在鈾棒之間插進(jìn)一些一些鎘棒鎘棒。鎘棒。鎘棒吸收中子吸收中子能力能力很強(qiáng)，當(dāng)反應(yīng)過于激烈時(shí)，將很強(qiáng)，當(dāng)反應(yīng)過于激烈時(shí)，將鎘棒鎘棒插深插深一些，它就會(huì)一些，它就會(huì)多吸收多吸收一些中子，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度就一些中子，鏈?zhǔn)?/p>

15、反應(yīng)的速度就會(huì)慢一些。會(huì)慢一些。鎘棒鎘棒控制棒控制棒核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介有效增殖系數(shù)與臨界和反應(yīng)性有效增殖系數(shù)與臨界和反應(yīng)性有效增殖系數(shù)有效增殖系數(shù)：K Keffeff= =（本代中子數(shù)）（本代中子數(shù)）/ / （前一代中子數(shù)）（前一代中子數(shù)）要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一代一代的進(jìn)行，能量和中子連續(xù)不斷地釋放，要使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)一代一代的進(jìn)行，能量和中子連續(xù)不斷地釋放，其充分必要條件是：其充分必要條件是：必需要必需要K Keff eff 1 1反應(yīng)堆臨界：反應(yīng)堆臨界： K Keffeff=1 =1 中子產(chǎn)生率等于中子損失率中子產(chǎn)生率等于中子損失率反應(yīng)堆次臨界：反應(yīng)堆次臨界： K Keffef

16、f1 1 1 中子產(chǎn)生率大于中子損失率中子產(chǎn)生率大于中子損失率核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介反應(yīng)性反應(yīng)性 的物理意義是表示反應(yīng)堆偏離臨界的程度，它是控制的物理意義是表示反應(yīng)堆偏離臨界的程度，它是控制的重要參數(shù)反應(yīng)的重要參數(shù)反應(yīng) = = （Keff-1)/KeffKeff-1)/Keff核裂變核裂變核燃料裂變核燃料裂變釋放的能量釋放的能量使反應(yīng)區(qū)溫度升高。水使反應(yīng)區(qū)溫度升高。水或液態(tài)金屬鈉等或液態(tài)金屬鈉等流體流體在在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng)，把反應(yīng)堆內(nèi)把反應(yīng)堆內(nèi)產(chǎn)生的熱量產(chǎn)生的熱量傳輸出去，用于發(fā)電，傳輸出去，用于發(fā)電，同時(shí)也使反應(yīng)堆同時(shí)也使反應(yīng)堆冷卻冷卻。反應(yīng)堆放出

17、的熱使水變反應(yīng)堆放出的熱使水變成成水蒸氣水蒸氣，這些高溫高，這些高溫高壓的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)壓的蒸汽推動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)發(fā)電電。核電站工作流程圖核電站工作流程圖核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核反應(yīng)堆的分類核反應(yīng)堆的分類按核電的堆型發(fā)展按核電的堆型發(fā)展可分為實(shí)驗(yàn)堆、原型堆、商用堆可分為實(shí)驗(yàn)堆、原型堆、商用堆3 3個(gè)階段個(gè)階段實(shí)驗(yàn)堆實(shí)驗(yàn)堆解決原理問題解決原理問題原型堆原型堆解決工程問題解決工程問題商用示范堆商用示范堆解決經(jīng)濟(jì)性即性價(jià)比問題解決經(jīng)濟(jì)性即性價(jià)比問題實(shí)驗(yàn)堆CEFR示范堆CFR600商用堆CFR10002011 2023 2035l 實(shí)現(xiàn)科學(xué)驗(yàn)證l 開展燃料、材料等研究l 積累經(jīng)驗(yàn)和人才

18、l 實(shí)現(xiàn)工業(yè)示范l 驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)性l 形成快堆標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范l 積累快堆電站經(jīng)驗(yàn)l 實(shí)現(xiàn)商業(yè)推廣l 大規(guī)模增殖核燃料l 作為主力電站規(guī)?；l(fā)展核反應(yīng)堆的分類核反應(yīng)堆的分類按使用目的按使用目的可分為生產(chǎn)堆、研究堆、動(dòng)力堆可分為生產(chǎn)堆、研究堆、動(dòng)力堆生產(chǎn)堆生產(chǎn)堆用于生產(chǎn)用于生產(chǎn)聚變或可聚變或可裂變核材裂變核材料：如氚、料：如氚、233233U U和和239239PuPu 研究堆研究堆1 1）燃料材料輻照）燃料材料輻照2)2) 中子衍射、同位素生產(chǎn)中子衍射、同位素生產(chǎn)動(dòng)力堆動(dòng)力堆將核裂變能將核裂變能轉(zhuǎn)換成電能轉(zhuǎn)換成電能分為：分為：沸水堆沸水堆壓水堆壓水堆重水堆重水堆鈉冷快堆鈉冷快堆氣冷堆等氣冷堆等沸水堆（沸水

19、堆（BWRBWR）河水、海河水、海水或冷卻水或冷卻塔塔冷卻水從燃料棒處獲得熱量將冷卻劑變成蒸汽和水的混合物汽水分離器及蒸汽干燥器汽輪機(jī)發(fā)電Q：壓力容器內(nèi)的沸騰水溫為：壓力容器內(nèi)的沸騰水溫為285oC，請(qǐng)問壓力應(yīng)該控制在多少？，請(qǐng)問壓力應(yīng)該控制在多少？沸水堆（沸水堆（BWRBWR）河水、海河水、海水或冷卻水或冷卻塔塔1.安全殼：安全殼：鋼筋混凝土鋼筋混凝土2.壓力容器：壓力容器：低合金鋼低合金鋼3.堆芯：堆芯：燃料：燃料：UO2（2%3%235U）燃料元件包殼：燃料元件包殼：Zr-2組件盒：組件盒：Zr-24.控制棒：控制棒：B4C/304S.S5.回路管道：回路管道：304S.S，316S.S

20、或碳鋼或碳鋼沸水堆（沸水堆（BWRBWR）福島電站（福島電站（BWR）結(jié)構(gòu)示意圖）結(jié)構(gòu)示意圖CIAECIAE，龍斌，龍斌核工業(yè)研究生院核工業(yè)研究生院2011年年3月月11日當(dāng)?shù)貢r(shí)間日當(dāng)?shù)貢r(shí)間14:46分分東日本里氏九級(jí)大地震東日本里氏九級(jí)大地震女川核電站女川核電站東海第二核電站東海第二核電站福島第二核電站福島第二核電站福島第一核電站福島第一核電站東通核電站東通核電站福島核事故的發(fā)展序列福島核事故的發(fā)展序列感謝趙志祥教授提供素材感謝趙志祥教授提供素材核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料福島核事故的發(fā)展序列福島核事故的發(fā)展序列2022-3-18核與輻射安全中心PPT(請(qǐng)鍵入標(biāo)題)30福島第一核電站福島

21、第一核電站6臺(tái)機(jī)組地震發(fā)生時(shí)的狀態(tài)臺(tái)機(jī)組地震發(fā)生時(shí)的狀態(tài): 1-3號(hào)機(jī)組運(yùn)行號(hào)機(jī)組運(yùn)行 4號(hào)大修號(hào)大修,燃料卸出燃料卸出, 5-6號(hào)檢修號(hào)檢修 自動(dòng)停堆，喪失廠外電自動(dòng)停堆，喪失廠外電, 應(yīng)急柴油機(jī)成功啟動(dòng)應(yīng)急柴油機(jī)成功啟動(dòng)2022-3-18核與輻射安全中心PPT(請(qǐng)鍵入標(biāo)題)30福島第一核電站福島第一核電站6臺(tái)機(jī)組地震發(fā)生時(shí)的狀態(tài)臺(tái)機(jī)組地震發(fā)生時(shí)的狀態(tài): 1-3號(hào)機(jī)組運(yùn)行號(hào)機(jī)組運(yùn)行 4號(hào)大修號(hào)大修,燃料卸出燃料卸出, 5-6號(hào)檢修號(hào)檢修 自動(dòng)停堆，喪失廠外電自動(dòng)停堆，喪失廠外電, 應(yīng)急柴油機(jī)成功啟動(dòng)應(yīng)急柴油機(jī)成功啟動(dòng)福島核事故的發(fā)展序列福島核事故的發(fā)展序列福島第一核電廠受海嘯水淹的過程福島第

22、一核電廠受海嘯水淹的過程感謝趙志祥教授提供素材感謝趙志祥教授提供素材福島核事故的發(fā)展序列福島核事故的發(fā)展序列由于水位下降由于水位下降, 堆芯裸露堆芯裸露堆芯開始融化堆芯開始融化,相當(dāng)多的融相當(dāng)多的融化的燃料可能轉(zhuǎn)移到化的燃料可能轉(zhuǎn)移到RPV的的底部底部,RPV的底部可能損壞的底部可能損壞1號(hào)機(jī)組號(hào)機(jī)組: 3月月11日日17:00左右左右2號(hào)機(jī)組號(hào)機(jī)組: 3月月14日日18:00左右左右3號(hào)機(jī)組號(hào)機(jī)組: 3月月13日日8:00左右左右感謝趙志祥教授提供素材感謝趙志祥教授提供素材福島核事故的發(fā)展序列福島核事故的發(fā)展序列福島第一核電廠福島第一核電廠1、3號(hào)號(hào)機(jī)組氫氣爆炸情景機(jī)組氫氣爆炸情景2壓水堆（

23、壓水堆（PWRPWR）河水、海河水、海水或冷卻水或冷卻塔塔280-320oC15.5MPa 280oC7MPa核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介壓水堆（壓水堆（PWRPWR）Curtsy to Dr. Roger W. Staehle 核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介壓水堆（壓水堆（PWRPWR）河水、海河水、海水或冷卻水或冷卻塔塔1.安全殼：安全殼：鋼筋混凝土鋼筋混凝土2.壓力容器：壓力容器：低合金鋼低合金鋼+316SS3.堆芯：堆芯：燃料：燃料：UO2燃料元件包殼：燃料元件包殼：Zr-4（M5，ZIRLO）組件盒：組件盒： Zr-4（M5，ZIRLO）4.控制棒：控制

24、棒：Ag-In-Cd/316,304S.S5.蒸發(fā)器：蒸發(fā)器：外殼：低合金鋼外殼：低合金鋼傳熱管：傳熱管：Inconel 6006.一回路管道：一回路管道：316,304S.S7.二回路管道：二回路管道：碳鋼碳鋼核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介重水堆（重水堆（CANDUCANDU）CANDU型堆的特點(diǎn)是堆芯使用壓力管型堆的特點(diǎn)是堆芯使用壓力管(代替壓水堆的代替壓水堆的壓力容器壓力容器)，用重水作為慢化劑和冷卻劑，用重水作為慢化劑和冷卻劑,以天然鈾作以天然鈾作燃料，采用不停堆更換燃料燃料，采用不停堆更換燃料核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核裂變反應(yīng)和反應(yīng)堆簡(jiǎn)介核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料鈉

25、冷快中子堆（鈉冷快中子堆（SFRSFR）熱功率熱功率10005000 MWt反應(yīng)堆壓力反應(yīng)堆壓力1atm反應(yīng)堆出口溫度反應(yīng)堆出口溫度530550 平均功率密度平均功率密度350 MWt/m3燃料燃料 氧化物或金屬合金氧化物或金屬合金包殼包殼316Ti,15Cr-15Ni,ODS核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料鈉冷快中子堆（鈉冷快中子堆（SFRSFR）中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆（中國(guó)實(shí)驗(yàn)快堆（CEFR）介紹）介紹視頻視頻CIAECIAE，龍斌，龍斌中國(guó)原子能科學(xué)研究院研究生院中國(guó)原子能科學(xué)研究院研究生院核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料鈉冷快中子堆（鈉冷快中子堆（SFRSFR）1.堆芯：堆芯：燃料：燃料：UO2

26、 ,MOX, U-Pu-Zr燃料元件包殼：燃料元件包殼：316Ti, 15Cr-15Ni, ODS, HT9組件盒組件盒: 316Ti, 15Cr-15Ni, ODS, HT92.控制棒：控制棒： B4C/316Ti3.堆容器：堆容器： 316S.S4.中間熱交換器：中間熱交換器： 316S.S5.一回路管道：一回路管道： 316S.S，304S.S6.SG傳熱管：傳熱管： 2.25Cr-1Mo,T91核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料行波堆（行波堆（TWRTWR）核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料行波堆（行波堆（TWRTWR）CIAECIAE，龍斌，龍斌中國(guó)原子能科學(xué)研究院研究生院中國(guó)原子能科學(xué)

27、研究院研究生院Innovative Nuclear Reactors-Generation IVSodium cooled fast reactor (SFR)Lead cooled fast reactor (LFR)Gas cooled fast reactor (GFR)Supercriticle Water cooled Reactor (SCWR)Very high Temperature Reactor (VHTR)Molten salt reactor(MSR)核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料 燃料燃料 包殼材料包殼材料 控制棒材料控制棒材料 壓力容器（壓力容器（RPV)RPV)材料材料 蒸汽發(fā)生器（蒸汽發(fā)生器（SGSG）材料）材料 反應(yīng)堆一回路管道和閥門反應(yīng)堆一回路管道和閥門 反應(yīng)堆冷卻劑泵反應(yīng)堆冷卻劑泵核電廠系統(tǒng)和材料核電廠系統(tǒng)和材料反應(yīng)堆反應(yīng)堆反應(yīng)堆材料反應(yīng)堆材料裝置裝置反應(yīng)堆材料反應(yīng)堆材料熱室熱室反應(yīng)堆材料反應(yīng)堆材料材料性能