为确保核电安全:设计中必须介入系统性腐蚀控制

    核电站属高投入高产出设施,但由于材料问题,发达国家核电事故频发,导致了较大经济损失.到2020年,我国的核能发电总量将从现在的900万千瓦增加到4000万千瓦.在近日举行的中国科协第192期青年科学家论坛上,有关专家学者认为,核电厂设备随着反应堆年龄的增长,面临老化和退化,腐蚀与防护专业将会起到越来越突出的作用,他们呼吁要提前为核电筑起安全屏障,在设计中就必须介入系统性腐蚀控制.

    由上海电力学院承办的此次青年科学家论坛的主题是"中国核能发展中材料的防腐蚀预期".近年来,国内有许多中青年科学家致力于该领域的工作并取得了相当好的成果.在论坛上,来自国内各高校和科研院所的青年学者们畅所欲言,就核电冷却系统的防蚀与防污、核电厂设备腐蚀与防护、蒸汽发生器管材690合金的应力腐蚀、核电站的材料腐蚀预测控制、电厂凝汽器材料的腐蚀与防护技术等内容进行了交流,为核电的安全发展提出了建设性的意见.

    上海核工程研究设计院研究员徐雪莲介绍说,据2007年的相关统计,目前世界上共有439座正在运行的核电机组,其中运行超过20年的机组有327座,占总数的74%,运行超过30年的占总数的26%.我国的核电发展正面临一个加速发展的大好时机.

    我国已经建成或在建的核电站大多位于海边,均用海水作为循环冷却水.金属材料在海水中的腐蚀损失本来就相当严重,而在含沙量较高的海水中,金属材料的腐蚀就愈加严重.比如秦山地区已经成为我国重要的核电基地,而其已经运行的核电厂由于含沙海水的磨蚀,引起的部件设备失效等问题时有发生.

    按核电站设计寿期一般为30～40年计,世界上大多数核电站已达到或接近寿期末.考虑到核能发电占全世界发电总量的16%,核电站老化问题对世界能源的影响不容忽视.徐雪莲说,由于腐蚀引起的非计划停堆时有发生,百万千瓦级核电站停堆一天,可损失数十到上百万美元.因此腐蚀与防护专业将会在核电发展进程中变得越来越重要.

    徐雪莲提出了对海水腐蚀的控制方法,主要是根据使用环境,合理选用各类金属材料或非金属材料,应用电化学保护技术和应用表面涂镀层保护技术等.而上海电力学院能源与环境工程学院教授徐群杰则提出了自己较新的抗海水腐蚀研究成果,即在金属材料表面上涂镀一定配比的绿色水处理缓蚀剂膜,可有效阻止海水腐蚀介质的渗透,将金属材料的寿命延长10多年.中国船舶重工集团公司第七二五研究所研究员陈光章,提出的电解海水制氯防污技术可应用于滨海核电站的材料防护.中国科学院金属研究所彭晓研究员则提出,在低温下加入纳米粒子的镍铬合金涂层是核反应堆内部件抗水蒸气腐蚀的有效途径.

    根据能源政策及发展规划,2020年前中国将建成4000万千瓦核电容量,未来十几年里,等于一年增加一个大亚湾核电站."从设计阶段就应该先期介入的系统性腐蚀控制,将是核电可持续发展的重要课题."专家强调.

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