Page 45 - 理化检验-物理分册2024年第十二期

杨晓蕾，等：核电厂乏燃料干式贮存容器老化效应检查策略

表1 不锈钢乏燃料干式贮存容器潜在老化机制及其主要影响因素 估及纠正行动，分析裂纹等缺陷穿壁扩展可能产生
潜在老化机制 影响因素 的后果，评估需要采取的纠正行动。第六步是检查

氯致应力腐蚀开裂 杂质的表面沉积；液体环境；残余应力或 结果的记录，应至少对检查的贮存容器信息，表面目
（CISCC） 附加应力；表面温度；材料特性 视检查形貌，检查中识别到腐蚀迹象的位置、范围和
杂质的表面沉积；液体环境；表面温度； 尺寸，附近区域的氯化物面密度、湿度、温度等环境
点蚀
pH；材料特性
因素，现场图片及检查结论等进行记录。乏燃料干
缝隙结构；液体环境；杂质离子；表面温度；
缝隙腐蚀 式贮存容器CISCC检查流程如图1所示。
缝隙内溶液pH
液体环境；营养物来源；耐辐照微生物；菌
微生物腐蚀
落沉积；表面温度
晶间腐蚀 溶液环境；pH；敏化
辐照脆化 辐照剂量；材料特性

1 乏燃料干式贮存容器检查策略
根据国内外核电厂实践经验反馈，乏燃料干式
贮存技术主要将气体作为冷却剂，乏燃料产生的衰
变热通过空气对流带出 ，因此在制定检查策略时，
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首先应注意定期检查，以确保乏燃料干式贮存设施
有效通风，即对乏燃料干式贮存容器进、出风口进
行定期检查，以避免进、出风口阻塞等情况发生。更
重要的是应制定有效的定期检查策略，以及时探测
乏燃料干式贮存容器表面的锈蚀、开裂等老化迹象。
美国电力研究院（EPRI）相关报告提供了一种基于
分级策略对乏燃料干式贮存设施中不锈钢乏燃料干
式贮存容器的CISCC相关老化进行检查的方法和
思路。第一步是基于贮存位置、贮存时间、材料特
性和总衰变热载荷等可能影响乏燃料干式贮存容器
图 1 乏燃料干式贮存容器 CISCC 检查流程示意
CISCC敏感性的因素，对所有贮存容器敏感性进行
排序，在敏感性排序过程中充分考虑贮存容器在设 2 国内乏燃料干式贮存容器检查策略思考
计、制造和运行阶段的历史信息和数据。第二步是 由调研结果可知，EPRI相关技术报告提供了一
检查对象和检查计划的确定，相关技术报告指出， 种分级管理的理念，并针对不同敏感性分级的干式
在干式贮存容器初始的20年贮存期内，其预期功能 贮存容器制订了不同的检查策略。乏燃料干式贮存
被认为不会受到明显影响，可不进行相关检查。在 设施中贮存容器众多，通过对贮存容器老化敏感性
20年贮存期后，应对典型干式贮存容器进行初始检 进行分级和排序，选择敏感性更高的干式贮存容器
查，以探测可能由CISCC导致的老化降质。基于 进行检查，可以优化有限资源的配置，最大化抽样检
贮存容器的初始检查结果，对贮存容器进行分类， 查的效果，有助于更加高效、及时地探测干式贮存容
即A类 （未腐蚀）、B类（腐蚀但未开裂）和C类（开 器的潜在老化效应，确保其结构完整性和放射性包
裂）。针对每类贮存容器，依据其中每个贮存容器的 容等预期功能的实现，提升核电厂运行的经济性和
CISCC敏感性分级和排序，划分出可能被用于检查 安全性。因此，无论采取何种乏燃料干式贮存技术，
的贮存容器，建立检查试样的数量及频率确定原则， 在制订老化效应检查策略和开发检查大纲时，均可
形成最终的检查对象和检查计划。第三步是检查方 考虑引入相关分级策略。
法的确定，根据贮存容器检查试样和检查区域确定 乏燃料干式贮存容器的老化过程伴随着干式
检查方法，使用的检查方法应能对贮存容器可达表 贮存容器材料和环境之间的相互作用，因此在制订
面的腐蚀迹象进行检测。第四步是验收准则的确定， 乏燃料干式贮存容器检查策略时，一方面应对贮存
为采取后续纠正行动等提供支撑。第五步是缺陷评 容器本身老化腐蚀迹象进行检查（直接检查），另一
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