为确保安全、高效运行并减少能量损失,核电站多个关键区域、设备和部件均可采取高效的保温隔热和被动防火措施。经特殊定制的高温微纳隔热材料和中低温纳奇保温材料适合用于以下部位:
反应堆压力容器外壁:虽然有冷却剂带走大部分热量,但为了减少向周围环境的热辐射和传导,可在外壁设置微纳隔热材料以降低外部温度,提高整体能效并防止因过热导致的结构材料性能退化。
主要蒸汽管线:第二代压水堆(PWR)主蒸汽的温度通常在280至345摄氏度之间,第三代先进压水堆的主蒸汽温度可以达到约315℃,非辐射区域非常适合采用高效的纳奇保温材料;而高温气冷堆(如HTGR)或快中子堆(如钠冷快堆)产生的蒸汽温度可能超过500℃,可以配套使用微纳绝热材料和纳奇保温材料,实现隔热保温层的轻薄化设计,并满足最佳保温绝热效果。
蒸汽发生器内外壁:特别是一回路侧与二回路侧之间的隔离层,以及蒸汽发生器外壳与安全壳之间的空间,采用微纳隔热材料可以有效阻止高温区域热量扩散到低温区域。
主冷却回路管道:非常规工作条件下(如停堆状态下的余热排出),相关管道的保温隔热尤为重要,采用纳奇中低温保温材料可以在较低温度下保持高效的绝热效果。
辅助设备和系统:如换料机、乏燃料储存设施、应急柴油发电机房、电气设备室等,对于受邻近高温区域影响的部分,采用纳奇保温隔热材料或安纳防火材料进行被动防护,确保设备处于适宜的工作温度。
采用高性能和高质量的微纳和纳奇超级隔热材料应成为现代高效核电站设计和运营的重要组成部分。核电站高温区域或设备和蒸汽主管线使用超低导热系数的高温微纳隔热材料和纳奇保温材料(最高质量的气凝胶复合隔热毯),对于提升整个核电行业的技术水平和经济性具有积极而深远的意义:
提高能源效率:通过减少热量损失,可以显著提升核能发电系统的整体热效率,降低能耗,进而提高经济效益;
保障安全运行:有助于将关键部件(如反应堆压力容器、蒸汽发生器、蒸汽管道等)的温度维持在更合理或更准确的范围内,防止过热引发的安全问题,并确保设备及结构材料不会因长期高温导致性能退化或损坏;
优化空间布局:由于微纳绝热材料和纳奇保温隔热材料具有轻质、热导率超低的显著优点,设备系统、部件或构件可因此在有限空间的限制下,实现最佳的保温隔热效果,利于核电站内部空间的优化布局;
延长设备寿命:减缓高温对设备和结构的影响,有助于延长相关设施的使用寿命,降低维修更换成本;
降低冷却负荷:可减少对外部冷却系统的需求,减轻冷却系统的运行负荷,进一步保障电站稳定运行;
防火与防爆:微纳绝热材料和纳奇保温隔热材料具备优异的被动隔热阻燃特性,能够增强核电站在异常工况下的安全屏障功能;
环保节能:减少无谓的能量损耗,符合国家节能减排政策要求,有利于提升企业的社会责任形象。