真空在核电设备制造中的应用

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设备。它们的共同特点是它们必须在强辐射环境中长期可靠地工作。真空技术在核电设备制造中的主要应用是：燃料元件和控制棒的制造，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fuel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，但在制造过程中使用真空过程。 ium（1）金属铀精制现在，在专用真空感应炉中进行Thor粗铀精制。进一步纯化后，添加合金元素并铸造成易于加工的形状。精制温度通常控制在约1400℃，真空度控制在1.3×10-2Pa。 （（2）二氧化铀的制备p水冷反应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1.3倍，达到10-1Pa。在组装水冷反应堆的燃料棒时，必须对铀颗粒和覆层管都进行高温真空脱气处理，然后将颗粒装入真空室内的覆层管中。真空焊接后，在z *之后抽真空1.3倍，每次10-1Pa，充氦气并焊接密封的端盖，以检查密封部分的泄漏。 （3）制备分散燃料元件。高温气冷堆使用分散燃料元件。该方法是将二氧化铀，二氧化，和石墨粉按一定比例添加成块，并在真空环境下加热至2000℃。左右烧结成直径为几百微米的致密核颗粒。 （4）Preparation中子反应堆燃料元件的制备fast快中子反应堆使用铀和p混合氧化物燃料元件，必须将它们烧结并在真空下制成不锈钢p壳管。它剧毒，所有操作必须在真空手套箱中以1.3倍，10-1Pa的压力进行。手套箱所在的房间也必须撤离，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-燃料是通过另一种真空工艺制得的。将所有设备放置在1.3倍的10 ^ -1Pa真空室中。为此，安装了具有非常高的抽速的真空泵。 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。控制棒芯块通常是碳化硼，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保存。在制造控制杆时，请先排空包层管，然后将其放入芯块中，并在充入氦气后排空至1.3倍，10-1Pa，z *。 3.防止核电厂放射性泄漏检测设备泄漏是核电厂设备的最低要求。初级回路设备和次级回路设备必须具有良好的密封性能。在制造过程中必须执行严格的真空泄漏检测。回路的各种容器，连接管，蒸发器，热交换器，冷凝器等主要需要泄漏检测。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，即不允许进行1.3倍，10 ^ -6Pa.L / s的泄漏。现代大型核电站需要使用大型容器进行泄漏检测，其体积都超过数十立方米。自建立世界上最后一个核电站以来，核动力大型船舶的泄漏检测一直是人们关注的研究课题。目前，有用于核动力设备的氦检漏仪在国外，并配备了用于大容器泄漏检测的吸嘴。 4.核动力设备中一些特殊材料的制造。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。为了获得这些特性，在材料的生产过程中使用了真空技术。活性炭被广泛用于核电站的三废处理。近年来，通过真空法制备活性炭的方法得到了很大的发展。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致密性和大微孔体积的碳。通过真空法制备的活性炭具有优异的活化性能。 graphite石墨被广泛用作反应器缓和剂。为了增加密度并改善石墨的核性能，必须在真空环境中用沥青浸渍石墨，然后烧制。高温气冷堆燃料元件包壳由不透气的石墨制成。石墨必须在真空中加热至约1000°C。引入丙烷后，碳被热解。真空加热的目的是使石墨表面形成致密的涂层。获得具有极低透气率的石墨。锆合金广泛用作水冷反应堆的包覆管和结构材料。由于锆在不太高的温度下会与空气中的氧气，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。