許克鳳 王 凱 吳振峰

（中國(guó)核電工程有限公司，中國(guó) 北京 100840）

0 前言

為減少設(shè)備、管道及其附件向周?chē)?，在其外表面采取的包裹措施稱(chēng)保溫；為減少環(huán)境中的熱量傳入低溫設(shè)備和管道內(nèi)部，防止低溫設(shè)備和管道外壁表面凝露，在其外的包裹措施稱(chēng)為保冷。

為了保證系統(tǒng)的正常和良好運(yùn)作,核電站內(nèi)管道和設(shè)備采取了保溫措施。本文將從以下幾個(gè)方面對(duì)已建和第三代核電站保溫材料進(jìn)行比較分析。

1 保溫結(jié)構(gòu)種類(lèi)及其使用范圍

在國(guó)內(nèi)已建核電站中，主要采用了4種不同的保溫結(jié)構(gòu)：即永久性保溫，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；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；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(chēng)作“半可拆”保溫，對(duì)于核島廠房?jī)?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；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(méi)有填充物。

兩類(lèi)核電站保溫設(shè)計(jì)的共同點(diǎn)是對(duì)于有在役檢查要求的閥門(mén)、人孔等部件所采用的保溫，兩類(lèi)電站均采用雙壁可拆卸結(jié)構(gòu)，沒(méi)有在役檢查要求的管道則采用了永久保溫結(jié)構(gòu)。

2 保溫外殼的應(yīng)用

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。保溫外殼的厚度取決于管道的公稱(chēng)直徑，已建核電站中永久保溫結(jié)構(gòu)，位于安全殼內(nèi)的保溫，不論管徑，外殼采用0.6mm不銹鋼板，位于安全殼外的保溫外殼選用鋁板，若DN≤200mm，厚度為0.6mm，若DN＞200mm，厚度為0.8mm；對(duì)于可拆卸保溫結(jié)構(gòu)，無(wú)論保溫位于安全殼內(nèi)還是安全殼外，均采用外壁厚度為0.6mm，內(nèi)壁厚度為0.4mm的不銹鋼板。而第三代核電站的永久保溫結(jié)構(gòu)，安全殼內(nèi)DN≤610mm，外殼采用0.25mm不銹鋼板，安全殼內(nèi)DN＞610mm，外殼采用0.4mm不銹鋼板，安全殼外且DN≤610mm，外殼采用0.5mm鋁片，安全殼內(nèi)DN＞610mm，采用0.5mm鋁片，對(duì)于可拆卸保溫結(jié)構(gòu)，安全殼內(nèi)的保溫外殼采用0.4mm不銹鋼板，安全殼外的保溫外殼采用0.8mm鋁片。

不同核電站，對(duì)保溫外殼有不同的設(shè)計(jì)要求，如已建核電站，其保溫外殼的技術(shù)要求包括：保溫外殼應(yīng)滿足特殊運(yùn)行環(huán)境下的防腐要求；反應(yīng)堆廠房?jī)?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；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(jì)要求是保溫管道和設(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；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；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；用于可拆卸式保溫盒應(yīng)采用滿足ASTM B-209的3003鋁合金。

3 保溫材料及其使用范圍

3.1 玻璃棉纖維

已建電站中主要用于安全殼內(nèi)、外管道上。

3.2 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。

3.3 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(dòng)管。

3.4 核級(jí)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(hù)要求的設(shè)備上，以及廠房?jī)?nèi)外要求防凍保護(hù)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(dòng)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。

3.5 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(jìn)行常規(guī)熱保溫和室內(nèi)管道的人員防護(hù)。

3.6 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(guò)1200℉（649℃）的管道和設(shè)備上，室外有人員防護(hù)要求的系統(tǒng)上以及包含腐蝕性流體的管道和設(shè)備上。

通過(guò)比較已建和第三代核電站所使用的保溫材料，結(jié)論如下：

安全殼內(nèi)保溫材料

已建核電站主要采用的是玻璃棉纖維保溫材料；第三代核電站主要采用的是金屬反射型保溫材料和核級(jí)玻璃棉纖維。

安全殼外管道保溫材料

已建核電站主要采用的是玻璃棉纖維保溫材料；第三代核電站主要采用的硅酸鈣和珍珠巖棉保溫材料。

已建核電站和第三代核電站在保溫材料選用方面，最大的不同點(diǎn)是第三代核電站安全殼內(nèi)管道采用了金屬反射型保溫材料，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：

耐輻照：反射型金屬保溫層內(nèi)部采用不銹鋼反射薄片，能承受長(zhǎng)期的核輻射而不產(chǎn)生粉塵，沒(méi)有污染物質(zhì)擴(kuò)散，可避免或減少反射性物質(zhì)對(duì)操作人員和檢修人員的危害，大大降低了放射性管理費(fèi)用；

耐腐蝕：安全殼內(nèi)設(shè)備與管道的安全運(yùn)行條件要求較高，設(shè)備和管道又都是不銹鋼，而金屬反射型保溫外殼采用不銹鋼材料制作，對(duì)酸堿溶液具有很強(qiáng)的耐蝕性，可長(zhǎng)期保持初始的特性，可以重復(fù)使用，并且對(duì)設(shè)備和管道不會(huì)產(chǎn)生腐蝕；

易拆裝：保溫層由多個(gè)金屬反射式保溫盒組成，通常用卡扣等進(jìn)行塊狀拼裝，便于拆裝進(jìn)行在役檢查和設(shè)備維修；

易清洗：金屬反射型保溫的外殼經(jīng)過(guò)加工，表面平整光滑，若表面被放射性物質(zhì)污染，可以簡(jiǎn)單用清水沖洗，從而避免了污染。

4 結(jié)論

綜上所述，第三代核電站與已建核電站的保溫結(jié)構(gòu)、保溫類(lèi)型、保溫外殼等方面均存在一定的差異：

（1）一回路管道和設(shè)備，已建核電站選用的為耐輻照玻璃棉，第三代核電站采用的是金屬反射型保溫材料；

（2）安全殼管道和設(shè)備（除一回路管道和設(shè)備外）：已建核電站采用的是玻璃棉纖維，第三代核電站采用的是金屬反射型保溫材料；

（3）安全殼外管道和設(shè)備：已建核電站采用玻璃棉纖維，第三代核電站采用硅酸鈣和珍珠巖棉；

（4）保溫類(lèi)型：有在役檢查要求的管道和設(shè)備，第三代和已建核電站均采用雙壁可拆卸式保溫結(jié)構(gòu)。

［1］GB 50264-1997工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

［2］GB 50126-2008工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工規(guī)范[S].

［3］顧?宙.核電站用金屬反射式保溫層的特點(diǎn)[J].北京電力高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào)，2011（12）.

［4］吳川林.金屬反射型保溫材料的性能和應(yīng)用[J].電力建設(shè)，1991，11.