Nükleer enerji santralleri için entegre kalıplanmış gaz dolu contalar

Ekstrem/Özel Senaryolarda Entegre kalıplı şişirilebilir contanın Teknik Derinliği ve Problem Çözme Yetenekleri

Senaryo 2: Nükleer Santral Ana Pompa Contası (Radyasyon Dozu ≥ 10⁶ Gy, Sıcaklık 300°C)

1. Aşırı Zorluklar

Radyasyonun ve Yüksek Sıcaklığın Sinerjistik Etkisi: Nükleer santral ana pompalarının güçlü radyasyon (gama ışınları, nötron akısı) ve yüksek sıcaklık (300°C) altında uzun süre çalışması gerekir. Geleneksel şişirilebilir conta malzemeleri (grafit gibi), radyasyon kırılganlığı veya yüksek sıcaklıkta oksidasyon nedeniyle arızalanmaya eğilimlidir.

Sıfır Sızıntı Gereksinimi: Ana pompadaki sızıntı, radyoaktif malzemelerin sızıntısına yol açabilir ve ISO 21469 sertifika standartlarına uygunluk gerektirir (kaçak oranı ≤ 10⁻⁹ L/s).

2. Teknolojik Atılımlar

Malzeme Yeniliği: Zirkonyum alaşımlı seramik kompozit malzemelerin geliştirilmesi. Fiziksel buhar biriktirme (PVD) teknolojisi kullanılarak zirkonyum alaşımı yüzeyinde 10μm kalınlığında bir silisyum karbür (SiC) kaplama oluşturulur, radyasyon dozu direnci 10⁷ Gy'ye çıkarılırken yüksek sıcaklıkta oksidasyon direnci korunur (300°C'de oksidasyon oranı ≤ 0,01 mg/(cm²·saat)). Perfloroelastomer (FFKM), sızdırmazlık elastomeri olarak kullanılır, sıcaklık direnci aralığını -40°C ila 320°C'ye kadar genişletir ve radyasyon altında ≥%90 çekme dayanımı muhafazasını korur.

Yapısal Optimizasyon: Sızıntı yolunu birden fazla seri kanala bölmek için üç sızdırmazlık dudağını bir şişirme tampon bölmesiyle birleştiren çok aşamalı bir labirent conta yapısı tasarlanmıştır ve tek aşamalı bir contaya kıyasla sızıntı oranını üç kat azaltır.

Sızdırmazlık boşluğunu gerçek zamanlı olarak izlemek için basınç sensörlerini kullanan ve sürekli sızdırmazlık yüzeyi temasını sağlamak için şişirme basıncını (0,8-1,5MPa) otomatik olarak ayarlayan akıllı bir şişirme sistemi tanıtıldı.

3. Uygulama Sonuçları

Veri Doğrulaması: Üçüncü nesil nükleer santral ana pompa projesinde, conta 5 yıl boyunca sürekli olarak sızıntı yapmadan çalışmış ve Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) gözetim testini ≤5×10⁻¹⁰ L/s sızıntı oranıyla geçmiştir.

Endüstri Etkisi: Bu teknoloji, ithal contaların yerini alarak, ana pompa başına conta şişirilebilir maliyetini %60 azaltarak ve teslimat döngüsünü 18 aydan 6 aya kısaltarak nükleer enerji endüstrisi standartlarına dahil edilmiştir.