Facebook

原子能工业

提高新一代原子能站的安全性和可靠性

工业

类似于石油、天然气和煤炭资源,在不可再生的条件下,能源获取的优先源头使得原子能成为俄罗斯工业领域中最重要的能源之一。

原子能工业中更多关注的是安全性,正因如此,所以在可靠的原子能电站建设和维修中使用现代材料是十分重要的。这可以依靠碳纤维的高强度性和独特的粘结性实现,采用碳纤维制成纤维布。

原子能领域有效的选矿设备

碳合成材料应用的优点

碳纤维合成材料对于原子能特别有效,因为碳纤维合成材料抗腐蚀,磁惰性为电介质,而且在超低温度下不会失去本身的特性。正是由于最后一项特性碳纤维可以在原子能电站使用,应用于任何照明部件,而且不取决于气候条件。

碳纤维主要的优点在于其高强度和轻便性。

  • 轻重量
  • 高疲劳特性
  • 高强度
  • 低变形特点

以碳纤维为基础的复合材料在钢结构中的优点


钢筋混凝土和砖结构采用碳塑料配筋,结构强度增强100%


碳塑料抗腐蚀


碳纤维和其他材料技术参数比较:

纤维类型




拉伸强度,MPa 拉伸弹性模量, GPa 断裂伸长率, % 密度, g/cm3
碳纤维(以聚丙烯腈前体为基础) 高强度标准模量 3500-5000 200-280 1.4-2.0 1.75-1.80
高强度中等模量 4500-7000 280-325 1.7-2.1 1.73-1.81
高模量 3500-5000 325-450 0.7-1.4 1.75-1.85
超高模量 2500-4000 450-600 0.7-1.0 1.85-1.95
玻璃纤维 E-玻璃 2500-3800 70-75 4.5-4.7 2.5-2.7
S-玻璃 4000-4500 80-90 5.0-5.3 2.5
有机纤维 芳纶纤维 3000-3600 60-180 2.4-3.6 1.45
聚乙烯纤维 200-3000 5-170 3-80 0.96
钢纤维 高强度 1200-2800 200 3.5 7.8
防锈 800-2000 190 3.0 7.8
玄武岩纤维 3000-4800 90-110 3.0 2.6-2.8
硼纤维 3500-4000 350-400 0.5-0.7 2.6

应用


在原子能中,碳纤维应用于工业建筑物和房屋的维修中(各种结构的加固)。

碳纤维在原子能中应用的领域之一为——生产气体选铀离心机。之前该设备用不同的铝合金生产,但是碳纤维强度更高、重量更轻。

随后计划在原子能发电站的建设中使用碳纤维合成材料:钢筋混凝土结构的生产和安装,在冷却塔上应用复合管道。

历史证明

2011年日本强地震之后,应用了碳纤维钢筋的原子能发电站未倒塌,同时破坏最小。

因此,可以得出在原子能发电站建筑物中未来使用碳纤维的结论。

结论


碳纤维在原子能发电站建设和维修中具有广阔的未来,因为该材料具有出色的强度特性,可降低建筑物和构筑物在之后的使用期中的花销。