Joints moulés intégrés remplis de gaz pour centrales nucléaires

Profondeur technique et capacités de résolution de problèmes du joint gonflable moulé intégral dans des scénarios extrêmes/spéciaux

Scénario 2 : Joint de pompe principale de centrale nucléaire (dose de rayonnement ≥ 10⁶ Gy, température 300℃)

1. Défis extrêmes

Effet synergique du rayonnement et de la température élevée : les pompes principales des centrales nucléaires doivent fonctionner pendant des périodes prolongées sous un fort rayonnement (rayons gamma, flux de neutrons) et une température élevée (300 ℃). Les matériaux de joints gonflables traditionnels (tels que le graphite) sont sujets à des défaillances dues à la fragilisation par rayonnement ou à l'oxydation à haute température.

Exigence de zéro fuite : Une fuite dans la pompe principale peut entraîner une fuite de matières radioactives, nécessitant le respect des normes de certification ISO 21469 (taux de fuite ≤ 10⁻⁹ L/s).

2. Percées technologiques

Innovation matérielle : Développement de matériaux composites alliage de zirconium-céramique. Un revêtement de carbure de silicium (SiC) de 10 μm d'épaisseur est formé sur la surface de l'alliage de zirconium à l'aide de la technologie de dépôt physique en phase vapeur (PVD), augmentant la résistance à la dose de rayonnement à 10⁷ Gy, tout en maintenant la résistance à l'oxydation à haute température (taux d'oxydation ≤ 0,01 mg/(cm²·h) à 300 ℃). Le perfluoroélastomère (FFKM) est utilisé comme élastomère d'étanchéité, étendant sa plage de résistance à la température de -40 ℃ à 320 ℃ et maintenant une rétention de résistance à la traction ≥ 90 % sous rayonnement.

Optimisation structurelle : Une structure de joint labyrinthe à plusieurs étages est conçue, combinant trois lèvres d'étanchéité avec une chambre tampon de gonflage pour diviser le chemin de fuite en plusieurs canaux en série, réduisant ainsi le taux de fuite de trois ordres de grandeur par rapport à un joint à un seul étage.

Un système de gonflage intelligent est introduit, utilisant des capteurs de pression pour surveiller l'espace d'étanchéité en temps réel et ajuster automatiquement la pression de gonflage (0,8-1,5 MPa) pour assurer un contact constant avec la surface d'étanchéité.

3. Résultats de la mise en œuvre

Vérification des données : Dans un projet de pompe principale de centrale nucléaire de troisième génération, le joint a fonctionné en continu pendant 5 ans sans fuite, réussissant le test de surveillance de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), avec un taux de fuite ≤5×10⁻¹⁰ L/s.

Impact sur l'industrie : Cette technologie a été intégrée aux normes de l'industrie nucléaire, remplaçant les joints importés, réduisant de 60 % le coût du gonflage des joints par pompe principale et raccourcissant le cycle de livraison de 18 mois à 6 mois.