Содержание материала

Конструкционные материалы АЭС

Ю. Ф. Баландин, И. Б. Горынин, Ю. И. Звездин, Б. Г. Мирков. М.: Энергоатомиздат, 1984.
Изложены принципы выбора конструкционных материалов для ЯЭУ. Рассмотрены вопросы обеспечения прочности, коррозионной и радиационной стойкости материалов и сварных соединений корпусов реакторов, парогенераторов и других основных элементов оборудования атомных электростанций. Книга является обобщением многочисленных отечественных и зарубежных публикаций и результатов исследований авторов.
Для научных и инженерно-технических работников атомного энергомашиностроения.

ПРЕДИСЛОВИЕ

К настоящему времени атомная энергетика заняла прочное место в общих энергетических балансах развитых стран мира. В 1982 г. в строю действующих находилось примерно 300 реакторов общей мощностью около 200 ГВт. АЭС получили широкое распространение в разных странах мира. Действующие станции имеют к настоящему времени около 20 стран.
Большое внимание уделяется развитию атомной энергетики в СССР. Существенный рост мощностей атомных электростанций предполагается и в других странах.
Длительная безаварийная эксплуатация АЭС в значительной степени определяется правильностью выбора конструкционных материалов, а быстрый темп роста строительства—подготовленностью промышленности к изготовлению сложного, трудоемкого, с большим объемом контроля оборудования. Развитие нового направления энергетики как по выбору материалов, так и по технологии изготовления оборудования базировалось в начальный период в основном на опыте, приобретенном за длительное время развития обычной теплоэнергетики. Действительно, ряд параметров работы узлов АЭС близок или одинаков с параметрами обычных котлотурбинных агрегатов.
Вместе с тем имеются и существенные отличия в условиях работы материалов в ЯЭУ и в теплоэнергетике. Основным условием, определяющим особый подход к выбору материалов для первых, является условие обеспечения повышенной надежности. Большая часть узлов ЯЭУ является труднодоступной или практически неремонтопригодной. Последствия разгерметизации систем первого контура весьма опасны из- за загрязнения окружающей среды радиоактивными продуктами. Условия работы материалов в составе АЭС более сложны. Наиболее очевидным является воздействие нейтронного облучения с флюенсом, способным существенно изменить свойства материалов.
Многообразие типов ЯЭУ, специфичность и в большинстве случаев повышенная сложность условий работы материалов по сравнению с энергетическими установками, работающими на органическом топливе, сделали необходимым специальный подход к разработке конструкционных материалов. Это позволяет говорить о существовании в материаловедении самостоятельного научно-технического направления применительно к оборудованию атомных энергетических установок.
В настоящей работе авторы, опираясь на собственный опыт по материаловедению для атомных энергетических установок, а также на обширную советскую и зарубежную литературу, посвященную тем же вопросам, делают попытку обобщить существующие в настоящее время представления о выборе материалов для различных типов энергетических установок АЭС.
Основное внимание авторы стремились уделить изложению принципов выбора конструкционных материалов, исходя из особенностей их работы в атомных энергетических установках. И связи с этим рассматриваются отдельные наиболее важные вопросы работоспособности материалов при действии статических и циклических нагрузок, в том числе в условиях влияния теплоносителей и нейтронного облучения.
Основное внимание в книге уделяется энергетическим установкам, нашедшим наибольшее развитие и подтвердившим и процессе эксплуатации высокие технико-экономические характеристики. К ним можно отнести АЭС с реакторами, использующими обычную воду в качестве замедлителя и теплоносителя, а также АЭС с реакторами на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем. Определенное место отведено перспективным высокотемпературным реакторам с газовыми теплоносителями.
Представляемая книга, по-видимому, является первой попыткой широкого систематического изложения темы конструкционных материалов атомных энергетических установок АЭС. Ограниченный объем книги не позволил с достаточной полнотой рассмотреть многие научные вопросы, относящиеся к реакторному материаловедению.
Вопросы выбора материалов для некоторых энергетических установок, нашедших лишь oграниченное развитие, в работе не излагаются. Опущены также вопросы выбора материалов для оболочек твэлов, СУМ и т.п., работающих в особо специфических условиях.
Авторы будут признательны за замечания по книге и предложения но ее совершенствованию в последующих изданиях.