在核電、火電等發(fā)電企業(yè)中，為了減少設備、管道及其附件向周圍散熱，通常核電站內管道和設備外表面采取了保溫措施。通過對管道設備保溫原材料的合理選擇和設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，要求保溫材料應具有較好的耐輻照性。常規(guī)的非金屬保溫材料在經受一定劑量的輻照后，強度降低，易脆化，形成粉末或結塊收縮，導致部分保溫層形成“空殼”，使得保溫層的導熱系數增加，保溫性能大大降低。核反應堆內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，核電廠的保溫問題也逐漸突顯出來。

 

 

   在國內已建核電站中，主要采用了 4 種不同的保溫結構：

 

   1、永久性保溫，應用于不需作役前或定期在役檢查的管道和設備上，其外殼采用不銹鋼板或鋁板，內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，應用于不需要作在役檢查、僅需定期檢修的設備和管件上，其外殼采用不銹鋼或鋁板，內填充帶金屬絲網的玻璃棉纖維，用與外殼相同的刺釘固定；

 

   3、單壁半可拆，該結構僅適用于冷保溫，因冷保溫中防水密封層拆卸后不能重復使用，只有外殼可再用，因此稱作“半可拆”保溫，對于核島廠房內保溫材料采用帶金屬絲網的玻璃棉纖維，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備和管道上，其內、外壁為不銹鋼板，內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構：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備上，其外殼為不銹鋼板，里面填充相應的保溫材料； 另一種為雙壁可拆卸，用于需作在役檢查的設備和管道上內、外為不銹鋼板，其內外壁之間沒有填充物。
 

核反應堆壓力容器

 

 

   保溫外殼材質與管道和設備所處的位置有關，安全殼內管道和設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計要求包括：

 

   1、保溫外殼應滿足特殊運行環(huán)境下的防腐要求；

 

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

 

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

 

   而第三代核電站的保溫外殼的設計要求是：

 

   1、溫管道和設備上的奧氏體不銹鋼外殼的加工標準為 ASTM A-167，材料為 304 或 316 型光面加工不銹鋼；

 

   2、 保溫管道和設備上的鋁套標準為 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、外管道上。

 

   2、 高溫玻璃棉

 

   已建電站中主要用于安全殼內一回路的管道和設備上。

 

   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的管道、 管道上設備組件、管道貫穿件、貫穿件封頭和某些特殊管道支架上。 也應用在反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、反應堆冷卻劑泵、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要求保溫或防潮的管道、設備和相關支架、室內有人員防護要求的設備上，以及廠房內外要求防凍保護的管道和設備上。 不能用于反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器、反應堆冷卻劑泵、熱管段、冷管段以及穩(wěn)壓器波動管以及相關支架的保溫，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，進行常規(guī)熱保溫和室內管道的人員防護。

 

   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℃）的管道和設備上，室外有人員防護要求的系統上以及包含腐蝕性流體的管道和設備上。

 

 

   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。安全売內設各與管道的安全運行條件要求較高，設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，對設備和管道不會產生腐蝕，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，不產生任何粉塵，更不會產生放射性粉塵，適應在役檢查等維修工作需要，避免和減少放射性物質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，重復利用率高，使用時間長。為避免保溫吸潮結塊及伴隨產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過光澤加工的不銹制材料，表面光滑，沾染的射性物質可以用水清洗掉，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。金屬反射型保溫導熱系數與非金屬材料大體相當，且重量輕，能根據設備形狀進行預制，應用靈活。

 

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