核電站鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)中的新材料應(yīng)用

陳斌

摘 要：隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電能資源的需求量越來越大，在當(dāng)今環(huán)保和節(jié)約能源的大潮下，核電站開始出現(xiàn)在人們的視野中，我國也在大力興建核電站。截止2013年2月21日，我國已有7座核電站15臺機(jī)組投入商業(yè)運(yùn)行，裝機(jī)容量達(dá)1259.4萬千瓦。由于核電站在運(yùn)行中會產(chǎn)生大量的放射性廢物，會對人體造成極大的傷害。因此，在核電站中就有了圍護(hù)結(jié)構(gòu)，它能有效切斷核電站與外部環(huán)境的聯(lián)系，保護(hù)環(huán)境和人們的生命安全。在以前的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中大量采用鍍鋅壓型鋼板材料。而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，市場上出現(xiàn)了越來越多新型材料，比如：高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板。本文就核電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板的運(yùn)用進(jìn)行分析探討。

關(guān)鍵詞：核電站；鋼結(jié)構(gòu)；圍護(hù)結(jié)構(gòu)；新材料

中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1671-3362（2013）07-0042-01

1鋼結(jié)構(gòu)概述

鋼結(jié)構(gòu)就是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一，它具有強(qiáng)度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強(qiáng)等特點(diǎn)，故特別適宜用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學(xué)的基本假定。材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載。工業(yè)化程度高，可進(jìn)行機(jī)械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)。

鋼結(jié)構(gòu)建筑的多少，標(biāo)志著一個(gè)國家或一個(gè)地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的高低。進(jìn)入21世紀(jì)以后，我國鋼產(chǎn)量迅速增加，鋼結(jié)構(gòu)建筑在全國范圍內(nèi)擴(kuò)展開來，尤其是在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)建筑更多，鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)工藝方面也有了很大改進(jìn)。核電站的圍護(hù)結(jié)構(gòu)對核電站的正常運(yùn)行起到重要作用，它既能有效減少核電站對周圍環(huán)境的不良影響，也能避免外界環(huán)境對核電站的不利影響。在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)早已是不爭的事實(shí)，而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)在不斷更新?lián)Q代，現(xiàn)在運(yùn)用越來越多的是高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板。

2高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板概述

在核電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中采用的鋼材為G550高強(qiáng)度彩色鍍鋁鋅壓型鋼板，它的厚度（不含烤漆層）為0.53mm，屈服強(qiáng)度大于550MPa。而BTS中要求采用的鋼板是厚度為0.7mm，屈服強(qiáng)度大于等于230N/mm2，可以看出，G550在屈服強(qiáng)度上大大提高了，也就是說，在相同的情況下，G550高強(qiáng)度鋼板的承載力要比低強(qiáng)度鋼板的承載力大3倍以上。G550高強(qiáng)鋼板的抗臺風(fēng)能力也大大提高。一旦發(fā)生臺風(fēng)，G550高強(qiáng)鋼板可以避免鋼板從固定螺釘處撕裂、吹飛情況的發(fā)生，這是因?yàn)镚550高強(qiáng)鋼板的強(qiáng)度大大提高了，它可以保證鋼板不會從螺釘穿孔處破壞，從而保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全。同時(shí)，G550高強(qiáng)鋼板減少了用鋼量，這樣就減輕了主結(jié)構(gòu)的荷載，使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)更加安全。

高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板在涂層生產(chǎn)工藝上采用XRW烤漆。傳統(tǒng)的涂層生產(chǎn)工藝無法進(jìn)行工廠化生產(chǎn)，一般是在鋼板壓型之后，在現(xiàn)場采用無氣或有氣噴涂的手工涂層法，但是由于現(xiàn)場條件和天氣情況的變化，很多時(shí)候都無法保證涂層的質(zhì)量。而XRW烤漆采用無機(jī)陶瓷天然礦物顏料為色素，它能夠反射紫外線、紅外線，可以最大程度降低紫外線、紅外線對鋼材涂層的破壞，可以抵抗灰塵的粘附，可以保證圍護(hù)結(jié)構(gòu)長久的光鮮亮麗。BTS中規(guī)定的涂層是有機(jī)顏料，易分解，顏色會隨著時(shí)間的推移而淡化。同時(shí)，XRW烤漆具有抵抗灰塵粘附的作用，當(dāng)灰塵依附在鋼材上時(shí)，雨水的沖刷就可以沖走灰塵，保證鋼材的清潔。

3高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板在核電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用

我國核電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)中運(yùn)用高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板的還比較少，而國外很多國家早就使用高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板了，這主要是因?yàn)槲覈穗娬景l(fā)展還不成熟。國外很多國家采用高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板來建設(shè)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，在后期基本上不需要圍護(hù)工作，圍護(hù)結(jié)構(gòu)既能長久保持光鮮亮麗的外表，還可以有效抵御臺風(fēng)的影響，有著較長的使用壽命。而我國在嶺澳二期核電站之前所建的核電站中圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用鍍鋅壓型鋼板，如：大亞灣核電站、嶺澳一期核電站。采用高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板的如：紅沿河核電站、嶺澳二期核電站、海陽核電站。

大亞灣核電站在圍護(hù)結(jié)構(gòu)中采用鍍鋅壓型鋼板，抗腐蝕能力差，在屋面和墻面的局部都已出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，出現(xiàn)了漏水的情況，使得后期維護(hù)工作大大增加，同時(shí)也增加了工程成本。同時(shí)，圍護(hù)結(jié)構(gòu)采用的單層壓型鋼板，室內(nèi)的溫度較高，尤其是在夏天，溫度甚至?xí)_(dá)到35℃以上，這樣大大惡化了核電站的工作環(huán)境。

在紅沿河核電站的建設(shè)中采用高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板，大大提高了抗腐蝕性能，提高了抵抗臺風(fēng)的能力。由于紅沿河核電站位于海邊，容易遭受侵蝕，同時(shí)此地為高臺風(fēng)和大風(fēng)多發(fā)區(qū)，全年8級以上大風(fēng)日在70天以上，常年在5、6級風(fēng)以上達(dá)180天，因此在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建造中對抗腐蝕性能和抗臺風(fēng)性能的要求大大提高。采用高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板之后既保證了耐腐蝕、抗臺風(fēng)的要求，還使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)的安全性能大大提高，因?yàn)楦邚?qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板的強(qiáng)度較高，所以有效避免了鋼板從固定螺釘處撕裂、吹走現(xiàn)象的發(fā)生。

紅沿河工程的圍護(hù)結(jié)構(gòu)建造中，用型鋼組成鋼構(gòu)架，然后將高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板和保溫層用自攻螺栓等緊固件固定在型鋼上。部分廠房采用單層高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板，部分廠房采用雙層高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板。在其他建筑材料的選擇中也是精益求精，這樣使得圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能大大高于以往的核電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能。

4結(jié)束語

高強(qiáng)鍍鋁鋅壓型鋼板在核電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用大大提高了圍護(hù)結(jié)構(gòu)的性能，提高了使用壽命，提高了防腐蝕、抗臺風(fēng)、防紫外線、紅外線、防灰塵顆粒性能。嶺澳二期核電站2號機(jī)組自2011年8月投入商業(yè)運(yùn)行以來尚未出現(xiàn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的后期維護(hù)工作，維護(hù)結(jié)構(gòu)保持著亮麗的外表，性能也沒有降低。在未來核電站圍護(hù)結(jié)構(gòu)的建設(shè)中，我國要不斷吸取國內(nèi)外有用經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，運(yùn)用新型材料，合理設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)，促進(jìn)圍護(hù)結(jié)構(gòu)性能的提高，促進(jìn)核電站的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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