本发明涉及一种涂层碎片量的评估方法，具体涉及一种在失水事故下反应堆厂房内潜伏涂层碎片量的评估方法。
背景技术：
反应堆，又称为原子反应堆或核反应堆，是能维持可控自持链式核裂变反应，装配了核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。核电站主工艺厂房外部设有屏蔽结构——反应堆厂房安全壳，其主要功能为承受反应堆厂房主回路系统发生事故时冷却剂汽化所造成的峰值压力和温度，并限制放射性物质释放到控制区以外。反应堆厂房内涂刷有四种规格的涂层系统，其必须满足诸如化学成分、耐火性能、耐盐雾试验、耐辐照性能、耐化学腐蚀性以及模拟DBA合格性等要求；这四种规格的涂层系统分别为反应堆厂房钢结构表面涂层（PIC100I）、混凝土墙面涂层（PIC151I）、混凝土天花板涂层（PIC152I）和混凝土地面涂层（PIC155I）。失水事故（Lostofcoolantaccident，简称LOCA）即失去一回路冷却剂，主要由以下原因引起：一回路一根管道或辅助系统的管道破裂；一回路或辅助系统管道上的阀门意外打开或不能关闭；输送一回路介质的泵的轴封或阀杆泄漏。失水事故的后果随着破口的大小、位置和装置的初始状态的不同而不同，大体可分为：微小破口，能通过化学和容积控制系统得到补偿；小破口，能通过高压安注系统得到补偿；中破口，导致一回路压力大幅下降的，但在很长一段时间内一会仍然保持有压状态，该压力不由安全壳内压力决定；大破口，引起一回路压力迅速下降至等于安全壳内的压力。失水事故对安全壳内环境有很大影响。在出现失水事故时，全部一回路水或大部分安注水的排放使安全壳内的压力迅速上升。安全壳的内部构筑物将安全壳分割成一些的隔间，在事故的最初时刻，压力升高首先出现在发生破口的隔间内，然后临近的隔间内压力上升，因此由于出现压差、喷射作用力、管道的撞击和一回路的内部水力使得内部构筑物内的设备承受很大冲击力。出现失水事故时安全壳内温度升高，湿度增大，使内部设备工作条件变化。失水时由于一回路冷却剂的释放，使得安全壳放射性水平也会大幅升高，使得受影响范围内的设备工作环境恶化，使得反应堆厂房内潜伏着一定量的涂层碎片。定期评估安全壳内核安全相关涂层状态是核电厂老化和安全管理的常规工作。在机组投运以后，去污性能和耐腐蚀性能可以通过目视检查涂层表面的失光、变色、粉化、斑点、裂纹、起泡、长霉、脱落和生锈等指标进行监测。目视检查因为是非破坏性的、并且人体受高剂量辐照的风险低，因此是作为评价涂层老化状态的标准方法。然而该方法不能排除在目视检查发现问题之前涂层已经不满足核安全要求（即含有潜伏涂层碎片）、以及在LOCA事故后期生成涂层碎片和堵塞安全壳地坑过滤器的可能；而且不能与碎片质量形成对应关系并量化计算涂层碎片质量。
技术实现要素：
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够在失水事故下反应堆厂房内对潜伏涂层碎片质量进行量化计算的评估方法。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种在失水事故下反应堆厂房内潜伏涂层碎片量的评估方法，依次包括以下步骤：（a）测定反应堆厂房破口影响区面积S，并结合已知的四种涂层系统厚度H和密度ρ，根据公式（1）计算破口影响区潜伏涂层碎片质量M1；M1=ρ×S×H（1）；（b）目视检查：对破口影响区外反应堆厂房的四种涂层系统PIC100I、PIC151I、PIC152I和PIC155I进行目视检查，随后将检查结果与标准涂层进行对比确定所述四种涂层系统的不合格比例，分别对应记为Pv0、Pv1、Pv2、Pv5；（c）附着力测试：在破口影响区外所述四种涂层系统上，对目视检查合格的涂层各选择多个测试区域，每个测试区域选取至少六个测试点，接着对所述测试点进行打磨、除屑、用胶水粘上试柱，将所述试柱与测试仪连接进行拉伸力测试，记录测试结果，确定所述四种涂层系统的附着力不合格比例，分别对应记为PA0、PA1、PA2、PA5；（d）LOCA模拟测试：在去离子水中加入硼酸和NaOH配制成碱性缓冲液，将所述碱性缓冲液以1×10-4~1×10-3m3/m2·s的流量在120~180℃下喷入装有破口影响区外四种涂层系统试样的容器内，连续喷淋24~50小时后置于温度为23±2℃、相对湿度为50±5％的环境中至少2周，确定所述四种涂层系统的LOCA模拟测试不合格比例，分别对应记为PL0、PL1、PL2、PL5；（e）根据已知的四种涂层系统PIC100I、PIC151I、PIC152I和PIC155I的质量，分别记为MPIC100I、MPIC151I、MPIC152I和MPIC155I，结合公式（2）和公式（3）分别计算破口影响区外潜伏碎片的总质量M2和潜伏碎片的总质量M总；M2=MPIC100I×{[PV0+PA0（1-PV0）]+PL0[1-PV0-PA0（1-PV0）]}+MPIC151I×{[PV1+PA1（1-PV1）]+PL1[1-PV1-PA1（1-PV1）]}+MPIC152I×{[PV2+PA2（1-PV2）]+PL2[1-PV2-PA2（1-PV2）]}+MPIC155I{[PV5+PA5（1-PV5）]+PL5[1-PV5-PA5（1-PV5）]}（2）；M总=M1+M2（3）。优化地，所述老化检测包括涂层的失光、开裂、剥落、起泡、粉化、变色、锈点和长霉性质。优化地，步骤（c）中，所述待测试涂层应充分干燥固化，测试点避开涂层缺陷优化地，步骤（c）中，所述加力速度不超过1MPa/s，并在90s内完成拉伸。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明在失水事故下反应堆厂房内潜伏涂层碎片量的评估方法，一方面利用破口影响区面积和已知的四种涂层系统厚度、密度可以计算出破口影响区潜伏涂层碎片的质量；另一方面结合目视检查、附着力测试、LOCA模拟测试对破口影响区外潜伏碎片的质量进行计算，从而能够对反应堆厂房内潜伏涂层碎片质量进行量化，这样能够在事故发生前计算出不满足核安全要求的涂层量，从而降低LOCA事故发生的风险。具体实施方式下面将对本发明优选实施方案进行详细说明。实施例1本发明一种在失水事故下反应堆厂房内潜伏涂层碎片量的评估方法，依次包括以下步骤：首先测定反应堆厂房破口影响区面积S，并结合已知的四种涂层系统厚度H和密度ρ，根据公式（1）计算破口影响区潜伏涂层碎片质量M1；M1=ρ×S×H（1）；接着进行目视检查：对破口影响区外反应堆厂房的四种涂层系统PIC100I、PIC151I、PIC152I和PIC155I进行目视检查，随后将检查结果与标准涂层进行对比确定所述四种涂层系统的不合格比例，分别对应记为Pv0、Pv1、Pv2、Pv5。目视检查具体为：辅以手电和放大镜等工具，对反应堆厂房内钢衬里表面和各房间内的土建钢结构、墙、地面、天花板表面涂层（四种涂层系统）的状况进行检查，重点检查涂层的失光、开裂、剥落、起泡、粉化、变色、锈点、长霉等现象；检查方式包括总体性普查和针对缺陷区域的重点检查两种形式；为提高检查效率，制定基本检查路线和内容，供检查人员参考，具体路线和内容由检查人员视现场情况确定。然后是附着力测试：在破口影响区外所述四种涂层系统上，对目视检查合格的涂层各选择多个测试区域，每个测试区域选取至少六个测试点，接着对所述测试点进行打磨、除屑、用胶水粘上试柱，将所述试柱与测试仪连接进行拉伸力测试，记录测试结果，确定所述四种涂层系统的附着力不合格比例，分别对应记为PA0、PA1、PA2、PA5。测试点选自基材平整、坚固，面积和周围空间可放置测试仪器的区域，且应选取不同涂层系统的代表性区域和测试点；待测试涂层应充分干燥固化，平整、清洁，表面状态与周围区域相一致，避开涂层缺陷。若出现附着力不合格的测试点，应增加测试点，排查不合格涂层的范围。拉伸力测试具体为：在粘结试柱前，对选定的测试点拍照，并在记录表上标示位置；对于选定的测试点，用细纱纸轻轻地打磨，然后用毛刷除去磨屑；用无水乙醇对试柱脱脂，然后让其干燥；按照胶粘剂使用说明书的规定，将胶粘剂按比例调匀待用（对于随设备仪器提供的普通型/快干型环氧树脂粘结剂在1小时内使用）；将胶粘剂涂在试柱表面，尽可能少的用胶；将试柱按压在涂层表面，并适当移动试柱，以排除空气；尽量去除多余的胶；用胶带将试柱固定在涂层表面；胶的固化时间大于24小时(快干型粘结剂固化时间大于2小时)；将胶带取下；用环形刀或壁纸刀沿试柱周边将涂层切开（这一步只有当涂层内部的拉力大于涂层附着力时才需要）；测试仪调回零位；将测试仪与试柱连接，少许加力，检查仪器是否摆正；均匀慢速地施加拉伸力直到试柱被拉开，加力速度不要超过1MPa/s，并在90s内完成拉伸；如果达到仪器的满量程后试柱仍未被拉开则结束实验，待卸载并取下仪器后，用木棍将试柱敲打下来。拉拔后将试柱装入对应编号的试样袋内，对拉拔现场记录数据并拍照。在粘结、拉拔以及记录工作完成后，马上对现场破损涂层进行修复。最后进行LOCA模拟测试：在去离子水中加入硼酸和NaOH配制成碱性缓冲液（相当于含硼2.5g/L的硼酸，喷淋液pH=9.3），将所述碱性缓冲液以1×10-4~1×10-3m3/m2·s的流量在120~180℃下喷入装有破口影响区外四种涂层系统试样的容器内，连续喷淋24~50小时后置于温度为23±2℃、相对湿度为50±5％的环境中至少2周，确定所述四种涂层系统的LOCA模拟测试不合格比例，分别对应记为PL0、PL1、PL2、PL5；根据已知的四种涂层系统PIC100I、PIC151I、PIC152I和PIC155I的质量，分别记为MPIC100I、MPIC151I、MPIC152I和MPIC155I，结合公式2和公式3分别计算破口影响区外潜伏碎片的总质量M2和潜伏碎片的总质量M总；M2=MPIC100I×{[PV0+PA0（1-PV0）]+PL0[1-PV0-PA0（1-PV0）]}+MPIC151I×{[PV1+PA1（1-PV1）]+PL1[1-PV1-PA1（1-PV1）]}+MPIC152I×{[PV2+PA2（1-PV2）]+PL2[1-PV2-PA2（1-PV2）]}+MPIC155I{[PV5+PA5（1-PV5）]+PL5[1-PV5-PA5（1-PV5）]}（2）；M总=M1+M2（3）。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。