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第1章 绪言1

1.1 清洁能源、低碳经济与核能1

1.1.1 核能发电的意义1

1.1.2 核能发电的现状2

1.2 反应堆与核电站4

1.2.1 反应堆和核电站4

1.2.2 反应堆的类别4

1.2.3 压水堆与沸水堆的特点5

1.2.4 核电技术的发展6

1.3 核电材料7

1.3.1 核反应堆芯主要材料7

1.3.2 核反应堆材料一些术语7

1.4 核电安全9

1.4.1 核电站安全长期运行是极为重要的问题9

1.4.2 核电材料老化、腐蚀与安全措施10

参考文献11

第2章 压水堆主系统及主要设备13

2.1 压水堆核电站的组成13

2.2 一回路系统及主设备15

2.2.1 反应堆压力容器15

2.2.2 蒸汽发生器15

2.2.3 堆内构件16

2.2.4 稳压器17

2.2.5 主管道18

2.2.6 反应堆冷却剂泵及其轴封系统18

2.2.7 安全壳20

2.3 一回路重要辅助系统概述21

2.4 二回路系统简述29

2.5 核电站设备的腐蚀30

2.5.1 概述30

2.5.2 核反应堆系统水化学环境33

2.5.3 压水堆（PWR）设备材料36

2.5.4 核电站材料腐蚀主要类型37

2.5.5 PWR结构材料的腐蚀控制38

参考文献39

第3章 压水堆主设备的老化退化40

3.1 反应堆压力容器的老化退化40

3.1.1 辐照脆化41

3.1.2 热老化44

3.1.3 回火脆化44

3.1.4 疲劳44

3.1.5 腐蚀45

3.1.6 磨损47

3.1.7 反应堆压力容器材料失效案例47

3.1.8 反应堆压力容器材料应用性能的改善49

3.2 蒸汽发生器的老化退化52

3.2.1 结构设计、制造及材料中可能的薄弱环节52

3.2.2 传热管的老化退化53

3.2.3 筒身、给水管嘴和管板老化退化63

3.3 堆内构件的老化退化66

3.3.1 辐照脆化66

3.3.2 疲劳66

3.3.3 辐照促进应力腐蚀破裂67

3.3.4 辐照肿胀68

3.3.5 机械磨损68

3.3.6 控制棒束导向管定位销钉的PWSCC 69

3.3.7 控制堆内构件老化的对策70

3.4 稳压器的老化退化70

3.4.1 疲劳70

3.4.2 腐蚀71

3.5 主管道的老化退化71

3.5.1 冲刷腐蚀71

3.5.2 疲劳71

3.5.3 热老化72

3.6 反应堆冷却剂泵的老化退化72

3.6.1 冲刷腐蚀72

3.6.2 疲劳72

3.7 主泵老化退化73

3.8 安全壳材料的腐蚀与延寿74

参考文献75

第4章 压水堆二回路、三回路材料腐蚀及腐蚀案例76

4.1 腐蚀环境76

4.1.1 海水环境76

4.1.2 大气环境83

4.1.3 土壤环境85

4.2 二、三回路材料的腐蚀87

4.2.1 二回路材料腐蚀87

4.2.2 三回路结构材料常见腐蚀89

4.2.3 三回路及电站其他设施用不锈钢的海水腐蚀89

4.3 腐蚀案例93

4.3.1 二回路腐蚀案例93

4.3.2 三回路腐蚀案例93

4.3.3 核电站其他设备的腐蚀案例99

参考文献100

第5章 核电站中的非金属材料101

5.1 非金属材料作为核电站燃料及结构材料101

5.1.1 核电站用非金属核燃料101

5.1.2 反应堆控制棒用硼的碳化物、硼合金102

5.1.3 热屏蔽和中子屏蔽用非金属材料102

5.1.4 热传输系统中的非金属材料102

5.1.5 堆内控制、监测用绝缘材料102

5.2 核电站其他安全防护、防腐等用非金属材料103

5.2.1 陶瓷材料103

5.2.2 玻璃103

5.2.3 碳系非金属材料103

5.2.4 水泥等硅酸盐材料104

5.2.5 高分子材料105

5.3 核电站非金属材料的老化与防护108

5.3.1 核电站混凝土108

5.3.2 核电站橡胶材料111

5.3.3 核电站有机涂层113

5.3.4 核电站玻璃钢115

参考文献117

第6章 核电技术创新发展119

6.1 第一、第二代核电技术119

6.2 新型核电反应堆型开发121

6.2.1 世界核电公司发展与重组121

6.2.2 核电技术发展新趋势122

6.3 第三代核电技术124

6.3.1 第三代核电站设计特点126

6.3.2 第三代核电站性能特点130

6.3.3 第三代核电技术在我国的发展133

6.4 第四代核电技术133

6.4.1 发展历程133

6.4.2 技术目标134

6.4.3 6种概念堆型135

参考文献140

第7章 压水堆核燃料元件腐蚀、安全与创新141

7.1 铀和二氧化铀燃料的腐蚀141

7.1.1 铀及其腐蚀141

7.1.2 二氧化铀的辐照肿胀与腐蚀142

7.2 锆合金包壳材料在一回路冷却水中的腐蚀145

7.2.1 均匀腐蚀146

7.2.2 氢腐蚀148

7.2.3 疖状腐蚀150

7.2.4 辐照对腐蚀的影响155

7.2.5 锆合金包壳在失水事故下的行为156

7.3 核电站元件材料安全与延寿157

7.3.1 深燃耗下的燃料组件问题和对策157

7.3.2 核电厂反应堆堆芯及燃料参数改进159

7.3.3 改进锆合金包壳材料在核反应堆中应用162

7.3.4 新型高性能锆合金包壳材料的开发应用163

7.4 高性能燃料组件及其研究167

7.4.1 Performance ＋燃料组件167

7.4.2 AFA3G燃料组件169

7.4.3 HTP燃料组件170

7.4.4 System80＋燃料组件171

7.4.5 VVER-1000燃料组件172

7.4.6 MOX燃料组件177

7.4.7 国外高性能燃料元件研究动向181

7.4.8 我国高性能燃料元件研究183

参考文献184

第8章 核电站（厂）的老化管理185

8.1 概述185

8.2 核电设备老化管理的监管体系186

8.2.1 世界发达国家核电设备老化管理现状187

8.2.2 中国核电设备老化管理现状190

8.3 核电设备老化研究192

8.3.1 核电设备老化行为研究192

8.3.2 核电设备老化检查和监督196

8.3.3 核电设备老化评估198

8.3.4 核电设备老化缓解技术202

8.4 核电设备老化管理实施202

8.4.1 核电设备老化管理目标203

8.4.2 核电设备老化管理策略203

8.4.3 核电设备老化管理模式204

8.4.4 核电设备老化管理计划205

8.4.5 老化管理组织机构210

8.4.6 老化管理工作的持续改进机制211

8.4.7 老化管理信息系统212

8.5 老化管理数据库213

8.5.1 老化管理和评估的一般数据需求213

8.5.2 老化管理数据库的设计216

8.6 典型安全重要设备的老化管理219

8.6.1 反应堆压力容器（RPV） 219

8.6.2 蒸汽发生器（SG） 220

8.6.3 一回路管道系统222

8.6.4 安全壳224

参考文献227