在核電、火電等發(fā)電企業(yè)中，為了減少設(shè)備、管道及其附件向周圍散熱，通常核電站內(nèi)管道和設(shè)備外表面采取了保溫措施。通過對管道設(shè)備保溫原材料的合理選擇和設(shè)計可以有效減少熱力管道散熱損失，促進節(jié)能降耗。

 

   但由于核電站特殊的輻照工作環(huán)境，要求保溫材料應(yīng)具有較好的耐輻照性。常規(guī)的非金屬保溫材料在經(jīng)受一定劑量的輻照后，強度降低，易脆化，形成粉末或結(jié)塊收縮，導(dǎo)致部分保溫層形成“空殼”，使得保溫層的導(dǎo)熱系數(shù)增加，保溫性能大大降低。核反應(yīng)堆內(nèi)核輻照和和老化等極端惡劣因素往往會極大的加速核電設(shè)備的腐蝕和失效，因此采用高耐腐蝕損傷性能的保溫材料對于保證系統(tǒng)的正常和良好運作具有重要意義。目前，在核電、火電等行業(yè)實際應(yīng)用的保溫材料多以巖棉、膨脹珍珠巖、微孔硅酸鈣、玻璃纖維、硅酸鋁等非金屬材料為主。隨著我國大力推進核電建設(shè)，核電廠的保溫問題也逐漸突顯出來。

 

 

   在國內(nèi)已建核電站中，主要采用了 4 種不同的保溫結(jié)構(gòu)：

 

   1、永久性保溫，應(yīng)用于不需作役前或定期在役檢查的管道和設(shè)備上，其外殼采用不銹鋼板或鋁板，內(nèi)填充玻璃纖維保溫瓦，采用自攻螺釘將外殼固定在保溫瓦上；

 

   2、單壁可拆卸，應(yīng)用于不需要作在役檢查、僅需定期檢修的設(shè)備和管件上，其外殼采用不銹鋼或鋁板，內(nèi)填充帶金屬絲網(wǎng)的玻璃棉纖維，用與外殼相同的刺釘固定；

 

   3、單壁半可拆，該結(jié)構(gòu)僅適用于冷保溫，因冷保溫中防水密封層拆卸后不能重復(fù)使用，只有外殼可再用，因此稱作“半可拆”保溫，對于核島廠房內(nèi)保溫材料采用帶金屬絲網(wǎng)的玻璃棉纖維，外殼用不銹鋼，核島廠房外的外殼采用鋁板；

 

   4、雙壁可拆，用于需作在役檢查的設(shè)備和管道上，其內(nèi)、外壁為不銹鋼板，內(nèi)外壁之間填充玻璃棉纖維。

 

   而第三代核電站僅采用了兩種保溫結(jié)構(gòu)：即永久性保溫，用于不需作役前或定期在役檢查的管道和設(shè)備上，其外殼為不銹鋼板，里面填充相應(yīng)的保溫材料； 另一種為雙壁可拆卸，用于需作在役檢查的設(shè)備和管道上內(nèi)、外為不銹鋼板，其內(nèi)外壁之間沒有填充物。
 

核反應(yīng)堆壓力容器

 

 

   保溫外殼材質(zhì)與管道和設(shè)備所處的位置有關(guān)，安全殼內(nèi)管道和設(shè)備保溫外殼均采用的是不銹鋼板， 而安全殼外的保溫外殼則為鋁板。

 

   已建核電站的保溫外殼設(shè)計要求包括：

 

   1、保溫外殼應(yīng)滿足特殊運行環(huán)境下的防腐要求；

 

   2、反應(yīng)堆廠房內(nèi)的保溫外殼采用不銹鋼 0Cr18Ni9， 不銹鋼應(yīng)滿足GB/T 3280-2007 和 GB/T 4237-2007 的規(guī)定；

 

   3、反應(yīng)堆廠房外的保溫外殼采用鋁板 3105 H24，鋁板應(yīng)滿足 GB/T 3880-2006 的規(guī)定。

 

   而第三代核電站的保溫外殼的設(shè)計要求是：

 

   1、溫管道和設(shè)備上的奧氏體不銹鋼外殼的加工標(biāo)準(zhǔn)為 ASTM A-167，材料為 304 或 316 型光面加工不銹鋼；

 

   2、 保溫管道和設(shè)備上的鋁套標(biāo)準(zhǔn)為 ASTM B-209，材料為 3003、3105、5005 合金；

 

   3、 可拆卸式保溫盒的奧氏體不銹鋼應(yīng)使用滿足 ASTM A-240 的 302 或 304 的不銹鋼；

 

   4、用于可拆卸式保溫盒應(yīng)采用滿足 ASTM B-209 的 3003 鋁合金。

 

 

   1、 玻璃棉纖維

 

   已建電站中主要用于安全殼內(nèi)、外管道上。

 

   2、 高溫玻璃棉

 

   已建電站中主要用于安全殼內(nèi)一回路的管道和設(shè)備上。

 

   3 、金屬反射型保溫材料

 

   第三代核電站中主要用于安全殼內(nèi)的管道、 管道上設(shè)備組件、管道貫穿件、貫穿件封頭和某些特殊管道支架上。 也應(yīng)用在反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、反應(yīng)堆冷卻劑泵、熱管段、冷管段以及穩(wěn)壓器波動管。

 

   4、 核級玻璃棉纖維（纖維氈）

 

   第三代核電站中主要用于安全殼內(nèi)要求保溫或防潮的管道、設(shè)備和相關(guān)支架、室內(nèi)有人員防護要求的設(shè)備上，以及廠房內(nèi)外要求防凍保護的管道和設(shè)備上。 不能用于反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、反應(yīng)堆冷卻劑泵、熱管段、冷管段以及穩(wěn)壓器波動管以及相關(guān)支架的保溫，也不能用于管道破裂影響區(qū)域。

 

   5、硅酸鈣保溫材料

 

   第三代核電站中主要用于安全殼外保溫系統(tǒng)，進行常規(guī)熱保溫和室內(nèi)管道的人員防護。

 

   6、珍珠巖保溫材料

 

   第三代核電站中主要用于室外各種天氣狀況， 溫度不超過 1200℉（649℃）的管道和設(shè)備上，室外有人員防護要求的系統(tǒng)上以及包含腐蝕性流體的管道和設(shè)備上。

 

 

   已建和第三代核電站所使用的保溫材料對比，如下表所示：

	已建核電站	第三代核電站
安全殼內(nèi)保溫材料	玻璃棉纖維保溫材料	金屬反射型保溫材料 核級玻璃棉纖維
安全殼外管道保溫材料	玻璃棉纖維保溫材料	硅酸鈣保溫材料 珍珠巖棉保溫材料
一回路管道和設(shè)備	耐輻照玻璃棉	金屬反射型保溫材料

 

   第三代核電站在保溫材料選用方面最大的不同是安全殼內(nèi)管道廣泛采用了新型金屬反射型保溫材料，能有效降低壓力容器、蒸發(fā)器、泵、管道等一回路設(shè)備的散熱損失。其主要優(yōu)點如下：

 

   （1）相容性好，且耐腐蝕。安全売內(nèi)設(shè)各與管道的安全運行條件要求較高，設(shè)備和管道多采用不銹鋼材料。金屬反射型保溫全部不銹鋼材料制成，對設(shè)備和管道不會產(chǎn)生腐蝕，同時對酸堿溶液具良好的耐蝕性。

 

   （2）易拆裝，無粉塵、輻照劑量小。在設(shè)備維護和檢査時，縮短停運時間和減少對作人員的放射性輻照十分重要，而金屬反射型保溫拆裝快速，不產(chǎn)生任何粉塵，更不會產(chǎn)生放射性粉塵，適應(yīng)在役檢查等維修工作需要，避免和減少放射性物質(zhì)對操作人員和維修人員的輻照時間，降低電廠的整體劑量水平，從而大大節(jié)省放射性管理費用。

 

   （3）易清洗保，保溫性能穩(wěn)定，耐輻照和機械性能好，重復(fù)利用率高，使用時間長。為避免保溫吸潮結(jié)塊及伴隨產(chǎn)生的帶有放射性顆粒的污水處理問題，反射型保溫材料采用經(jīng)過光澤加工的不銹制材料，表面光滑，沾染的射性物質(zhì)可以用水清洗掉，去污時即使浸水也不影響性能。同時，不銹鋼材質(zhì)耐輻照性能較好，因此，保溫性能穩(wěn)定，能長期保持初期的保溫效果；另外，由于其具有好的機械性能，可反復(fù)使用，使用壽命長。

 

   （4）重量輕，保溫效果好，制作靈活。金屬反射型保溫導(dǎo)熱系數(shù)與非金屬材料大體相當(dāng)，且重量輕，能根據(jù)設(shè)備形狀進行預(yù)制，應(yīng)用靈活。

 

   除此之外，金屬反射型保溫由于材料、結(jié)的和制作特點，還具有抗震、適合高溫及潮濕環(huán)境等優(yōu)勢。