三门核电APl000反应堆压力容器材料的辐照脆化监督

图 １ Ｐ ０ ０ 应 堆 压 力 容 器 结 构 Ａ １ ０ 反
求 。反应 堆压 力 容器 简体 材料 对Ｃ 、 、 、 Ｎ 等 ｕ Ｐ Ｓ Ｖ、 ｉ
元 素含量 进行 了严 格 限制 ， 要求 除 堆芯 辐 照 区 并 外 的母 材 基 准无 塑 性 转变 温 度 Ｒ Ｎ Ｔ≤一 ２２Ｃ ＴＤ １． ｑ
遵循 严 格 的准则 。 压力 容器 在 服役 寿期 内的完整 性对 核反 应堆 安 全至关 重 要 。 反应 堆 压力容 器 对
材料 进 行 辐 照 监督 是 保 障 反应 堆 压 力 容 器 在 设
计 寿期 内安全 运 行 的重要 措施 。
三 门核 电一期 工 程 为２ 台Ａ １ ０ 机 组 ， 反 Ｐ ００ 其 应 堆压 力 容 器 由一 个 带 半 球 形 下 封 头 的容 器 筒 身 和一 个可拆 卸 的法 兰连 接 的半球 形 顶 盖组 成 ， 其结 构 如 图１ 所示 。 由于Ａ １０ 反 应 堆 压 力容 器 设 计 寿命 达 到 Ｐ００
一
３３—
官益豪 ． 壮 ： 熊 三门核 电 Ａ ０ ０反应堆压力容器材 料 的辐 照脆化监督 １ Ｐ ０
体 表 面 。纵 向拉 伸 试样 的长 轴 平 行 于 主 锻造 方
表２ ＡＰ ０ 辐照监督管 中子剂量探测器组成 １ ０ ０
材 料 铌 反 应形 式 Ｎ （， Ｎ ｂｎｎ ＂ ｂ ） 中子 测 量 范 围 快 中 子 （ ． Ｍｅ ０９ ７ Ｖ）
向 （ 体 周 向 ） 简 体 表 面 ， 向拉 伸 试 样 的 长 筒 和 横
轴 垂 直 于 主锻 造 方 向且 平 行 于 简 体 表 面 。 夏 比
冲 击 横 向试 样 的 长 轴平 行 于 简 体 表 面且 垂 直 于
主 锻 造 方 向 ．夏 比冲击 纵 向试 样 的长 轴平 行 于 筒 体 表 面且 平 行 于 主锻 造 方 向 ，无论 是纵 向还 是 横 向试 样 ，试 样 缺 口轴 线 应 垂 直 于锻 件 的表 面 ， 裂 面垂 直 于 主锻 造 方 向 。 裂韧 性 试 样拉 开 断
三门核电Ａ １０反应堆压 力容器材料的 Ｐ ００ 辐照脆化监督
官益豪 ， 壮 熊
（ 门核 电有限 公 司 ， 江 三 门 ， １ １ ２ 三 浙 ３７ １ ） 摘 要 ： 绍 了三 门核 ￣Ａ １０ 机 组反 应堆 压 力容 器 的辐 照监督 设 置及取 样 计 划 ． 辐 照监 介 Ｐ ００ 对 督 的设 计要 求 、 辐照监 督 管 的布 置 、 照监 督试 样 与基 准 试样 的 力 学性 能测 试及 辐 照监 督 管 的 辐
一
３ — ５
藏 电工 程与技 了 ２ １ ｆ ０ ２年帮 ３期 ｃ
表４ ＡＰ ０ 反应堆压力容器辐照监督管取样计划 １ ０ ０
辐 照监 督 管 第 一 根 取 样 计 划 辐 照监 督 管 累 计 快 中 子 注量 达 到 ５ １ ／ｍ２ ｘ ０ ｎｃ
第 二根 第 三 根 第 四根 第 五根
【］ Ｓ Ｍ Ｅ ８ — ２ Ｓａ ｄｒ ｒｃｉ ｒＤ ｓ ｎ ｏ Ｐｏ １ Ａ Ｔ １５ ８， ｔ ａｄＰａｔ ｅｆ ｅｉ ｆ ｒ— ｎ ｃ ｏ ｇ
ｇ ａ ｒ Ｌ ｇ ｔ Ｗａ ｅ ｄ ｒ ｔｄ ｕ ｌａ ｏ ｒ Ｒｅ ｃｏ ｒ ｍｓ ｆ ｉｈ — ｔ ｒ Ｍｏ ｅ ａ ｅ Ｎ ｃｅ ｒ Ｐ ｗｅ ａ ｔｒ ｏ
Ｖ ｓｅ ．ｓ ｅｓｌ ｉ】 ｓ ［ ０ Ｃ Ｒ ５ ｐ ｅｄｘＨ １９） Ｒ ａｔｒ ｅｓｌ ａｅｉ ２ Ｆ ０Ａ ｐ ｎ ｉ （９ ５， ｅｃｏ ｓｅ Ｍ ｔｒ ｌ ］１ Ｖ ａ Ｓ ｒ ｉａｃ ｒｇ ｍ Ｒ ｑｉ ｍ ｎ．Ｓ ｕｖ ｌ ｎｅＰｏｒ ｅ ｕｒ ｅｔＩ】 ｅｌ ａ ｅ ［ Ｇ １ ９ — ０ １ Ｃ ｌ ｌｔ ｎｌ ｎ ｏｉ ｅ ｙＭｅ ｏｓ ３ 】Ｒ ． ０ ２ １， ａ ｕａ ｏａ Ａ ｄＤ ｓ ｔ ｔ ｄ １ ｃ ｉ ｍ ｒ ｈ Ｆｒ ｅｅ ｎｎ ｒｓｕｅＶ ｓｅ Ｎ ｕｒ ｌ ｎｅ 【］ ｏ ｔ ｍｉｉ Ｐｅｓｒ ｅｓｌ ｅｔ ｎＦｕ ｃ＿Ｓ Ｄ ｒ ｇ ｏ ｅ
数 量
Ｉ 型 ９ ．％铅 ． ．％银 ７５ ２５ ３ ３９ｃ ０ ．ｏ ２
Ｉ 型 ９ ． Ｉ ７５ ％铅 ， ． ％银 ．．５ １５ ７ ０７ ％锡 ３ ０ １ ℃
１
试 样从 试 件 接 头 内 、 表 面 大 约 １ 外 ／ ４壁 厚处 取样 。 锤试样 主轴应 与熔 合线 方 向垂 直并 平行 落 于筒 体 表面 。夏 比冲击试 样 主轴 垂 直于 熔合 线 ， 缺 口轴 线 平 行 于 熔 合 线 ，同 时 位 于 离 熔 合 线
备 用
备 用
第 八根
备 用
考 虑 ￣ Ａ Ｉ０ 反应 堆 压 力 容器 ６ 年 的设 计 Ｊ Ｉ Ｐ Ｏ０ ０
核 电厂 已有 成功 的应用 经验 ， 以考 虑利 用堆 外 可
寿命 。 确 定 各机 组 辐 照监 督 抽 取计 划 时 ， 综 在 应
合 考 虑核 电厂实 际 的换 料循 环 、 寿期 内压力容 器
第 六 根
第 七根
辐 照监 督 管 累计 快 中子 注 量 接 近 寿期 末 反 应 堆 压 力容 器 内表 面 １ ／ 厚处 的注 量 ４壁 辐 照 监督 管 累计 快 中子 注 量 接 近压 力 容 器 内壁 寿 期末 中子 注 量 辐 照监 督 管 累计 快 中子 注 量应 大 于一 倍 小 于 二倍 反应 堆 压 力 容 器 峰 值 中 子注 量 峰 值 （ 寿期 末 ） 达 到 电厂 设 计 寿 命 ，０年 ６
Ｃ （ｃ Ｃ ｏｎ ） ｏ ， 热 中子
钴一 （ 包覆 ） 铝 镉
９ｏｎｅ０ｏ Ｃ （， ￣ ）Ｃ
热 中子
伸 轴 均应 平 行 于 主 锻造 方 向 ． 凹槽 垂 直 于简 体
表面。 （ ） 缝金 属 ２焊
由于辐 照温 度对 钢材 的辐 照损 伤有 影 响 ， 需 设 置 温度 监 测 计 对 监督 管 内试 样 和 环 境 的 温度
进 行 监 测 。温度 监 测 计 主要 由易 熔 性 金 属 丝 组
离 焊 缝 根部 和焊 缝 表 面距 离 大 于 １ ． ｍ的 ２７ ｍ
成 ， 置 于辐 照 监督 管 内 ， 放 通过 不 同成 分 的合金 与 其熔 点温 度 的对应 关 系 ， 定 监督 管 内试 样 和 确
焊缝 中心部 位取 样 。 落锤 试样 主轴 平行 于焊 缝 中
要求 。超 前 因子理 论值 比较合 理 ， 照监 督管 内 辐
不仅设 置 了焊 缝热 影 响 区试 样 、 考虑 了断裂 韧 也 性 试样 ，并保 留可 取２ 根辐 照监 督 管试 样 材料 的 母 材 和热 影 响 区的存档 材料 ， 计 阶段 即考虑 了 设 反 应堆 压 力容 器延 寿 的需求 。
（ 芯 辐 照 区 母 材 ≤一 ３３Ｃ、堆 芯 辐 照 区 焊 堆 ２ －ｃ
缝 ≤一 ８９ ） ２ ．℃ 。
２ Ｐ ０ Ａ １ ０ 反应堆压 力容器辐照监 督管的 ０ 设计 与布 置
为 了监 、 反 应堆 压 力容 器材 料 的辐 照效 应 ， ？ 贝 ０
需要 在反 应堆 内安装 一定 数量 的辐 照监 督 管 。 监 督 管 内设 置 材 料 的力 学 冲击 、 伸 、 拉 断裂 韧 性 试
０８ ｍ处 。 ．ｍ
５ 辐照监督管抽取计 划
由于 辐 照监 督 管 处 于 堆 芯 和 压力 容 器之 间 的位 置 ， 以辐 照监督 试样 所 受 的快 中子 注 量 比 所
Fra Baidu bibliotek
反应 堆压 力 容器 壁要 高 ， 过 辐 照监 督试 样 试验 通 测 得 的转 变 温 度 的变化 可 以代 表 反应 堆压 力 容 器 寿期 内转 变温 度 的变化 。 三 门核 电厂辐 照监 督管设 置位 置超前 因子理 论值 为 １ ～ －，按照Ａ Ｔ Ｅ １ ５ ０Ｃ Ｒ ５ 附 ．２ ８ ３ Ｓ Ｍ 一 ８ 和１ Ｆ ０ 录Ｈ的要 求 ， 推荐 的辐照监督 管抽取计 划见表４ 。
取 样计 划进 行 了分析 讨论 。
关 键 词 ： 电 厂 ； Ｐ ０ ０ 压 力 容 器 ； 照 监 督 核 Ａ １０ ； 辐
１ ＡＰ ０ 反应堆压 力容器结构与材料 １ ０ ０
压 水堆 反应 堆 压力 容 器（ Ｐ ） 一 回路 边界 Ｒ Ｖ是
最重 要 的安全 屏 障 ， 设计 、 造 、 行监 督必 须 其 制 运
（） ３ 热影 响 区金 属
环 境 的温度 。三 门核 电厂每 根 监督 管 内设 置３ 组
温 度监 测计 。 度监 测计 的具 体组 成情 况 见表３ 温 。
表３ ＡＰ ０ １ ０ 辐照监督管温度监测计 组成 ０
温 度 监测 计 成 分 合 金 每 根 监 熔 点 督 管 的
镍
铁 铜
钴 一 （ ．５ 铝 ０ １ ％钴 ）
８ｉ ，） Ｎ （ ｐ ℃ｏ ｎ
Ｆ （， ￣ ｅ ｐａ ｎ ）Ｍｎ
快中子（ ． Ｍ Ｖ） ２５ｅ ０
快 中 子 （ ． Ｍ Ｖ） ２３ ｅ ２
Ｃ （．０ Ｃ 快 中 子 （ ． Ｍｅ ｕｎ ｏ６ ｏ ￣ ４６ Ｖ） ５
一
６ 讨 论 和 建 议
Ａ Ｉ ０ 反 应堆 压 力容 器 材 料 辐 照 监督 设 计 ＰＯ０
套 中子 剂量 探测 器 的组成 见表 ２ 。
符 合ＡＳ Ｍ Ｅ １５ ８ 版 ） １ Ｆ ０ 录 Ｈ的 Ｔ 一 ８ （ ２ 和 ０Ｃ Ｒ ５ 附
相 比 国 内二 代 加 核 电厂 辐照 监 督 管 中子 剂 量 探 测器 的设 置 。 为保 证 中子剂 量 探测 器 的持 久 供 应 及方 便运 输 考虑 ．在 满 足Ｎ Ｃ Ｒ ． 探 测 Ｒ Ｇ１ Ｏ ９ 要 求 的前 提下 ， Ｐ ０ ０ ｂ ９ 代替 了Ｕ一 ３ 和 Ａ １ ０ 以Ｎ 一 ３ ２８ Ｎ 一 ３ 作 为 中子探 测器 。 ｐ２７
一线 ， ｔ 也就是 焊 缝方 向 。 与 简体 表 面平行 。 伸 １ ． 且 拉
试 样 的 主轴 垂 直 于 焊缝 接 头 的 中心 线 并 与 简 体
表 面垂 直 。 比冲击试 样 主轴垂 直 与焊 接方 向并 夏 与简体 表 面垂直 ，缺 口轴线 垂直 于 焊缝 的表 面 ， 开 裂 面位 于焊缝 中心 线 。 断裂 韧性 试样 拉伸 轴应 垂 直于 焊缝 中心 线 ， 凹槽 位 于焊缝 中心线 并 垂 直 于 简体 表 面。
４ 中子剂量探 测器和温度探测器设 计
在每 一根 辐 照监督 管 内 ， 置 中子剂 量探 测 设 器 ， 以反 映 中子 的照 射 强度 ， 过计 算 评 估 监 用 通 督管 位置 处 的热 中子 注量 和快 中子 注量 。 门核 三 电 厂在 每 根 监督 管 内设 计 了三套 中子 剂 量 探 测 器 ， 布 在监 督 管 的上 、 、 部 ， 分 中 下 以探测 监 督 管 内试 样所 受 中子注 量沿 轴 向高度 变 化 的情 况 。 每
６ 年 ， 材料 辐 照 影 响 因 素考 虑 ， ０ 从 就对 承 受 强 辐
照 区域 材 料 的力 学性 能和 化 学成 分 指标 提 出 了
很 高 的要 求 。Ａ １ ０ 反 应 堆压 力 容 器母 材 选 用 Ｐ ００ Ｍｎ Ｎ — 铁 素体 低 合金 钢 ， — ｉＭｏ 除满 足Ａ ＭＥ Ｓ ５ ８ Ｓ Ａ ０ 合 金 钢标 准 外 ．还需 满 足 技 术 规 范 书 的 附加 要
中子 剂 量测 量 装 置 ， 通过 堆 内 、 的 中子 注量 同 外 时计算 和测 量 ， 以解 决今 后 可能 出现 的辐 照监 督
试 验结 果与 中子 注量外 推误差 的问题 。
参 考文 献 ：
是 否退 火及 延寿 等 因素 ，制 定合 理 的抽 取计 划 ，
特别需 要 提前考 虑３ 备用 监督 管 的设 置 问题 。 根 参 考 材 料可 用 于 独 立 校核 在 监 督 管辐 照条 件下所 实测 材料 的 冲击韧性 变化 的可 靠性 。 目前 国 内二 代 改进 型 在建 核 电项 目已考 虑 在 辐 照监 督 管 中设置 参 考试 样 ，三 门核 电厂 Ａ Ｉ ０ 机组 Ｐ Ｏ０