机械工程师
MECHANICAL ENGINEER
核电站人员闸门用O形密封圈研究
徐道平
(上海核工程研究设计院，上海200233)
摘要：人员闸门是核电站安全壳的重要组成部分之一，能确保安全壳压力边界的密封性。闸门通过双道O形密封圈来实现其密封功能，密封圈的材料性能，尤其是老化性能对其密封性与可靠性起着决定性作用。文中结合试验论证，综合分析了密封圈材料的老化机理和密封性能的可靠性，对多种人员闸门用O形密封圈材料进行了热老化、辐照老化试验，并验证了在
LOCA环境下的密封性能，得到了完整试验数据，为核电站密封材料的设计和应用提供了理论及实践依据。关键词：人员闸门：O形密封圈：老化
中图分类号：TH136
文献标志码：B
文章编号：1002-2333(2016)10-0132-02
Study on ORing for Personnel Airlocks in Nuclear Plant
XUDaoping
(Shanghai Nuclear Engineering Research and Design Institute, Shanghai 200233, China)
Abstract:Personnel airlocks are important parts of the nuclear power plant containment. They ensure sealing during various normal and accident conditions. The sealing function is achieved by a dualchannel Oring seal., Reliability of the Oring is determined by the aging performances of its material. Combining with experimental verification, several new Oring materials are developed and various tests have been conducted to evaluate aging effects in high temperature, radioactive and LOCA environments. The obtained test data can provide supports for the design and application of the sealing material in nuclear power plants.
Key Words: personnel airlock; Oring; aging
0引言
安全壳人员闸门属于核电站安全壳系统，作为安全壳压力边界的组成部分，在反应堆正常运行工况及异常运行工况期间，能保证结构完整性和密封性；在事故工况时能确保安全壳压力边界该部位的密封性。安全壳人员闸门是安全壳的一部分，与安全壳同时作为放射性物质泄漏的屏障，也是安全壳在事故工况下的最后一道安全屏障。安全壳人员闸门的密封性主要通过双道O形密封圈来实现的。
本文以人员闸门O形密封圈为研究对象，并对其进行寿命期内可能遇到的各种工况老化模拟试验，根据试验
后的性能参数对比，确定最合适的密封圈材料。 1密封图性能要求
表1人员闸门O形密封圈
温度要求
参数热老化温度/C 热老化时间/h
数值 150±2 113
本文以某核电机组人员闸门为研究对象，其在寿命期内环境参数要求如表1、表2所示。
LOCA工况如图1所示。结合目前工程上常用胶
种，初步选取纯三元乙丙橡胶、稀土改性三元乙丙橡胶、硅氧烷改性三元乙丙橡胶、硅氧烷稀土改性三元乙丙橡
表2人员闸门O形密封圈耐辐照要求
剂量值
辐照类别
射线累积剂量/rads
射线最大剂量率/(rads-h-)
β射线累积剂量/rads β射线最大剂量率/(rads-h")
1321 万方数据
2.63 × 107 4.93 × 10# 3.12 ×10 1.39 ×10
240 r 220 200 180 J 140 120 100 80 60
10-10°10#
0.5
w
04
03 0.2
0.1
10210″
10″10#10°10°
10 时间/
(a)LOCA工况包络温度图
10-10°10°101010°10#10″10710
时间/s
(b)LOCA工况包络压力图图1LOCA工况参数
胶、硅橡胶、稀土改性硅橡胶、中苯基硅橡胶、稀土改性丁苯橡胶及稀土改性天然橡胶作为备选材料，进行后续试验，共计66种配方。
2016年第10期网址：www.jxgcs.com电邮：hrbengineer@163.com