[发明专利]核反应堆安全壳外涂层试验系统

说明书

本发明公开了一种核反应堆安全壳外涂层试验系统，所述核反应堆安全壳外涂层试验系统包括自然积垢装置和冲刷试验装置，自然积垢装置用于安装涂层试验样件以在自然环境下对涂层试验样件进行自然积垢，冲刷试验装置包括水箱、冲刷板、布水器和泵，水箱具有进水口和出水口，冲刷板用于将涂层试验样件安装到其上，布水器用于将水分布到冲刷板以对安装在冲刷板上的涂层试验样件进行冲刷，泵连接在水箱的出水口和布水器之间，用于将水箱内水泵送到布水器。本发明的核反应堆安全壳外涂层试验系统，能够为核反应堆的设计、安全评审和核电厂运行提供支持，无需在实际运行的核反应堆上进行且无需人工目视检测，因此精度高，评估准确，实施简单可靠。

技术领域

本发明涉及核电技术领域，具体地涉及一种核反应堆安全壳外涂层试验系统。

背景技术

安全壳是核反应堆的安全屏障，用于防止放射性物质外泄污染环境，第三代核反应堆的安全壳通常采用钢制安全壳，安全壳的内外表面涂覆有涂层，涂层的性能对于安全壳的性能、进而对核反应堆的运行具有很大的影响。

发明内容

本发明是基于发明人对以下事实和问题的发现和认识做出的：

相关技术中，为了保证安全壳的性能，对于涂层的研究主要集中在涂层的成分方面，在核反应堆实际运行过程中，对安全壳的涂层进行检测和监控，以便定期维护，保证安全壳的性能。但是，相关技术中对于涂层的监测和评估均是针对实际运行的核反应堆进行，当确定涂层需要维护时，核反应堆需要停止运行，从而一方面涂层的检测和评估困难，精准性较差，而且影响核电厂运行效率。

文献CN104157316A提出了一种核反应堆安全壳内涂层维修时机的评估方法，该评估方法主要是针对实际运行中的核反应堆的安全壳内涂层系统进行检查、测试、计算和维修，但未对涂层性能、以及核电厂运行过程中对涂层性能的影响进行分析。另外，该评估方法需要通过人工目视检测安全壳涂层来进行评估，存在检测困难、检测精度差，评估不准确的问题。而且，该评估方法针对的是安全壳内涂层。由于安全壳内涂层与安全壳外涂层所处环境条件不同，因此，该评估方法不适用于安全壳外涂层。

本发明的发明人通过研究意识到，在核电站设计阶段，就需要对安全壳内外表面的涂层进行设计。钢制安全壳的内外表面上的涂层需选用传热性能优异的诸如无机锌涂层的涂层，受外部环境条件的影响，在核电厂实际运行过程中，经过一定的时间，安全壳的外表面涂层上可能会粘附一定的灰尘、杂质等使安全壳的外涂层表面积垢，影响安全壳的性能。另外，安全壳外涂层还需要考虑冲刷和老化后的传热性能。

相关技术中没有提及如何模拟核反应堆运行过程中环境条件对安全壳外涂层的性能带来的影响，未开展过安全壳涂层积垢、冲刷的相关试验，由此无法为核反应堆的设计提供依据和参考，更无法提供证明材料支撑安全评审和指导核电厂的定期运行。

具体地，本发明的发明人认识到，涂层性能的变化会对安全壳及其相应系统的定期运行和维护提出新的要求，相关技术中均未开展过安全壳外涂层冷却水冲刷、雨水冲刷等相关试验，无法模拟核电厂实际运行期间冷却水、雨水等冲刷对涂层的实际影响，进而缺乏支撑安全评审和指导核电厂定期运行的依据。

本发明的发明人通过研究认识到，需要展开安全壳外涂层性能的试验，基于安全壳外涂层的环境条件，建立对安全壳外涂层进行自然积垢和冲刷的试验系统，通过试验研究总结不同工况下安全壳涂层的性能变化规律，包括外涂层的表面形貌、表面润湿特性和导热性能，分析安全壳表面定期检查，为核反应堆的设计、安全评审和核电厂运行提供支持。

为此，本发明的实施例提出一种核反应堆安全壳外涂层试验系统，该试验系统能够模拟安全壳的环境条件，对安全壳外涂层进行自然积垢和冲刷试验，为核反应堆的设计、安全评审和核电厂运行提供支持。