TCNS 45-2020 高温气冷堆核动力厂陶瓷堆芯支承结构设计准则

TCNS 45-2020《高温气冷堆核动力厂陶瓷堆芯支承结构设计准则》对确保反应堆安全运行具有重要意义。本文聚焦于新旧版本中关于“陶瓷材料长期蠕变性能评估”这一关键变化，进行深入解析。

在旧版标准中，对于陶瓷材料在高温条件下的蠕变行为描述较为笼统，仅要求设计时参考一般性数据。而新版标准引入了更为精确的评估流程：首先需基于实际服役温度，选取与之匹配的蠕变试验数据；其次通过建立数学模型量化蠕变速率，该模型应考虑应力水平、环境气氛等因素的影响；最后将计算结果代入设计公式，以验证结构强度是否满足安全裕度要求。

例如，在某典型模块式高温气冷堆项目中，支承柱采用特定类型的氧化铝基复合陶瓷材料。根据新版标准的要求，设计团队首先从数据库中获取该材料在目标温度（950°C）下的蠕变曲线，并拟合出经验公式。然后结合工作载荷情况，预测出在设计寿期内可能发生的累积变形量。经过校核后发现，原设计方案中的安全裕度略显不足，于是调整了支撑柱的截面尺寸及支撑间距，最终确保了整个系统的可靠性。

此改进不仅提高了设计精度，还有效降低了因过度保守而导致的成本增加风险，体现了新版标准在技术细节上的进步。