隨著煤、石油、天然氣成本不斷攀升，越來越多的國家開始把目光轉(zhuǎn)向核電，核能利用技術(shù)進入了一個快速發(fā)展時期，核電站很多地方存在核輻射，輻射會加速材料老化，多孔的混凝土表面也容易吸附放射性灰塵形成永久性放射源，從而對運行和維修人員造成永久性損傷，因此，在建筑和設(shè)備表面涂刷涂料是核電站最常用的防護手段。由于核輻射會使涂料粉化、開裂，破壞涂料的防護作用，只有具備了耐輻射性能的涂料才能在核輻射場所使用。耐輻射性能的涂料，一方面需提供涂層的基本保護作用，另一方面需提供致密、易于清洗以除去放射性污染物的表面。從2005年到現(xiàn)在，我國每年都有新開工建設(shè)的核電站。作為一種技術(shù)成熟、可大規(guī)模生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟、清潔的能源，核電在中國的遠景規(guī)劃中有著很大的發(fā)展空間。涂料是核電建設(shè)的重要材料，每一個新建機組對涂料的需求量都相當(dāng)大，這對當(dāng)前我國涂料工業(yè)來說，無疑是個極好的商機。經(jīng)文獻查閱表明，對核電涂料的研究開發(fā)已成為近幾年涂料行業(yè)相關(guān)企業(yè)與科研院所的研究熱點。本文以文獻1-12為參考，對我國核電涂料這一時期的研究活動加以總結(jié)分析，以期為該領(lǐng)域在今后的研究提供一定參考與借鑒。

    1.我國核電站發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

    目前，我國已投產(chǎn)的核電站有6座，11臺核電發(fā)電機組，總裝機容量為885萬kW，僅占全國總裝機容量的1.1%，2008年核電發(fā)電量684億kW，僅占總發(fā)電量的1.99%，我國核電發(fā)展相比世界水平還有很大差距。目前世界核電的裝機容量平均水平是17%，其中超過20%的有16個國家，法國發(fā)展最為成熟，達到了77%，而且，國外的核電成本普遍低于煤電成本。根據(jù)2006年3月國務(wù)院通過的《核電中長期發(fā)展規(guī)劃（2005-2020年）》，到2010年，在運行核電裝機容量達到1200萬kW；到2020年，在運行核電裝機容量達到4000萬kW，在建核電裝機容量達到1800萬kW。而2020年的目標(biāo)有望調(diào)整為7000萬kW，在建3000萬kW。分析人士認為，調(diào)整后的目標(biāo)比此前業(yè)界預(yù)期的6000kW更高，這將直接帶來我國核電設(shè)備市場的大發(fā)展。事實上，地方對發(fā)展核電的積極性使得全國核電的發(fā)展速度遠遠超出預(yù)期。在政策的鼓勵下，我國核電開發(fā)迎來“春天”，核電站建設(shè)也逐漸從沿海地區(qū)向內(nèi)陸地區(qū)延伸。2009年，我國引進美國西屋AP1000技術(shù)建設(shè)的浙江三門一期2臺125萬kW核電機組、山東海陽一期2臺125萬kW核電機組；引進歐洲EPR技術(shù)建設(shè)的廣東臺山2臺170萬kW核電機組，以及海南核電一期2臺65萬kW核電機組等項目將相繼開工，裝機容量超過1000萬kW，2010年，中國內(nèi)陸江西、湖南和湖北3個核電項目可望開工。當(dāng)前有10座核電站已經(jīng)開始動工，共24臺核電發(fā)電機組，已核準的裝機容量為2430萬kW。若考慮二期、三期工程，則最高可達5030萬kW，核電裝備將迎來4000億元人民幣的市場份額。

 2.核電站環(huán)境適用涂層選擇

    我國現(xiàn)有核電機組均為壓水堆，核電站設(shè)備可分為核島、常規(guī)島和輔助系統(tǒng)3部分。核電站涂層防護可分為抗大氣腐蝕涂層和抗液體、埋地環(huán)境涂層。商業(yè)運行的核電站機組一般均為大功率、連續(xù)運行，核電站涂層的施工時機一般選擇機組換料大修期間。基于核電站運行的經(jīng)濟性和設(shè)備的可靠性，核電站涂層必須選擇已成熟運用的可靠產(chǎn)品，并且至少能夠滿足所在設(shè)備一個或幾個大修周期的防護要求。核電站涂層設(shè)計壽命一般在10a以上。核島適用涂層的選擇需滿足以下要求：

    (1)耐120℃、400℃溫度試驗，200h以上。(2)達到EJ/T1086—1998中規(guī)定的涂層在模擬設(shè)計基準條件下的附著力要求。(3)達到EJtr1111—2000、EJ/TI111-2000中γ射線輻照、去污性的要求。(4)涂料中的各種成分應(yīng)盡可能降低鹵族元素、硫元素的含量。(5)為避免對金屬材料析氫過程的影響，涂膜應(yīng)不含鋁粉，盡量不使用含金屬鋅的涂料。

    常規(guī)島適用涂層的選擇：保溫層下管道涂層除具有一定的耐溫性外還應(yīng)有一定的耐酸性。對于去離子水環(huán)境下的涂層，涂料中各種成分應(yīng)盡可能降低鹵族元素、硫元素的含量。輔助系統(tǒng)適用涂層的選擇除滿足涂層所處環(huán)境的耐蝕條件以外，還應(yīng)重點考慮滿足要求施工條件下的全面防護。這部分涂層量大面廣，根據(jù)涂料的特性和電站管理方便，要求戶外設(shè)備禁止使用環(huán)氧面漆。

    3.核電涂料種類

    根據(jù)核電站廠房功能和分布區(qū)域，壓水堆核電站劃分為核島、常規(guī)島、輔助系統(tǒng)3部分，其中常規(guī)島和輔助系統(tǒng)統(tǒng)稱為常規(guī)島。與此對應(yīng)，核電站涂料也可分為核電專用涂料和核電常規(guī)涂料。核電常規(guī)涂料適用于核電站非輻射控制區(qū)，即除核安全設(shè)備內(nèi)、外表面涂層以外的全部設(shè)備及構(gòu)筑物，其技術(shù)要求與其他工業(yè)領(lǐng)域同等環(huán)境條件下涂層的技術(shù)指標(biāo)相同。核電專用涂層是滿足核電站所特有的環(huán)境條件、技術(shù)要求的涂層體系。根據(jù)分布區(qū)域的不同，核電站專用涂料可分為3種類型：(1)安全殼內(nèi)涂層即安全殼內(nèi)全部設(shè)備及構(gòu)筑物表面的涂層；(2)輻射控制區(qū)涂層（不包含安全殼的輻射控制區(qū)內(nèi)全部設(shè)備及構(gòu)筑物表面的涂層）；(3)安全設(shè)備涂層，即非輻射控制區(qū)內(nèi)主要核安全相關(guān)設(shè)備、構(gòu)筑物表面的涂層，包括一回路海水冷卻系統(tǒng)設(shè)備，強制通風(fēng)和通水管道或溝槽，核級儲水罐內(nèi)部涂層，高架煙囪或設(shè)施，氣機主油箱及應(yīng)急柴油機油箱內(nèi)部涂層。在核電站輻射強度非常大的區(qū)域，輻照足以使涂層失效。因此，在核電站輻射強度大的區(qū)域應(yīng)使用表面無涂層的耐輻射材料。試驗證明，1×105Gy輻射劑量條件下，一般涂層會出現(xiàn)變黃、發(fā)黏，甚至涂層破壞的情況；而核電站專用涂層要求耐1×107Gy的輻射劑量。耐輻射性能較好的涂料類型有聚苯基硅氧烷、環(huán)氧、聚乙烯、聚酯及含氟樹脂涂料等。去污性在很大程度上取決于涂層的表面性質(zhì)和表面狀態(tài)，如表面均勻、平滑、致密和堅硬的涂層不易吸附放射性污染物，吸收后用去污劑易洗滌。研究表明，環(huán)氧樹脂涂料、含氟聚合物涂料和聚乙烯涂料（涂層）的抗污染性能最好，也最容易清洗，尤其以胺固化的環(huán)氧樹脂涂料為最好，而高氯化的乙烯樹脂涂料、有機硅涂料和聚氨酯涂料稍次。表1給出美國核電專用涂料的主要類型。

4.我國核電涂料研究發(fā)展現(xiàn)狀

    涂料是核電站用量最大的非金屬材料，涂料廣泛應(yīng)用于核電站核島、常規(guī)島的鋼結(jié)構(gòu)、混凝土、設(shè)備管道等部位，是核電站腐蝕防護的重要手段之一。自我國首座核電站——秦山核電站起，國內(nèi)各涂料研究單位、供應(yīng)商做了大量研究開發(fā)工作，如：蘭州應(yīng)通特種材料研究所開發(fā)的耐高溫涂料、上海開林造漆廠開發(fā)的核島內(nèi)環(huán)氧涂料、常州涂料化工研究院開發(fā)的NC系列涂料，這些工作對于推動我國核電涂料產(chǎn)業(yè)自主化起了重要鋪墊作用。目前秦山、大亞灣核電站已經(jīng)運行10a以上，秦山二期、三期、嶺澳、田灣核電站也相繼建成，這些核電站在涂料的運用方面獲得了許多寶貴經(jīng)驗。

    5.核電涂料主要生產(chǎn)企業(yè)

    我國核電涂料主要生產(chǎn)企業(yè)為上海開林造漆廠、中海油常州涂料化工研究院、蘭州應(yīng)通特種材料研究所等幾個單位，另外，廣東秀珀等一批民營企業(yè)也開始研究生產(chǎn)核電涂料。國外核電專用涂層主要供應(yīng)商有CarbolineCo.，AmeronInc.和PPG（Keeler&LongInc.）等，其中中遠關(guān)西、PPG等公司已在國內(nèi)生產(chǎn)廠生產(chǎn)供應(yīng)核電涂料。

    6.我國核電涂料采用標(biāo)準及典型技術(shù)指標(biāo)

    我國核電涂層標(biāo)準以秦山一期、秦山二期涂層技術(shù)的成功應(yīng)用為前提，提出了核電專用涂層的EJ標(biāo)準。這些標(biāo)準的編寫分別參照了ASTM、NF對應(yīng)標(biāo)準的內(nèi)容和技術(shù)要求。一般來說，有關(guān)30萬kW核電廠的標(biāo)準參照ASTM標(biāo)準編寫，其余標(biāo)準參照NF標(biāo)準編寫。中國原子能科學(xué)研究院、核工業(yè)二院工程實驗室等單位為我國核電涂料權(quán)威檢測機構(gòu)。表2給出了應(yīng)用于不同核電站專用涂層的EJ標(biāo)準。表3給出了廣州秀珀化工股份有限公司生產(chǎn)的核電專用涂料的典型技術(shù)指標(biāo)。

  7.我國核電涂料工程應(yīng)用實例

    秦山一期核電專用涂料由我國自主化生產(chǎn)，主要供應(yīng)商有上海開林造漆廠和常州涂料化工研究院。其專用涂料主要類型如表4所示。大亞灣核電專用涂料由國外涂料供應(yīng)商生產(chǎn)，主要有式瑪涂料和Carloline涂料，目前已在國內(nèi)設(shè)立涂料工廠。所用涂料的主要類型見表5。

8.我國核電專用涂層的發(fā)展要求及趨勢

    我國大亞灣、秦山一期核電站均已應(yīng)用15a，這期間，國內(nèi)涂料商的研發(fā)能力大大提高，已將有關(guān)產(chǎn)品成功應(yīng)用于秦山二期、嶺澳二期以及田灣核電站。國外主要核電專用涂料生產(chǎn)商也在國內(nèi)設(shè)立工廠。這種局面對于我國核電站建設(shè)無疑是有效和積極的。但是，必須清醒地認識到，我國核電涂層事業(yè)僅僅處于起步階段，與我國核電建設(shè)自主化的目標(biāo)尚有差距。以下是當(dāng)前核電專用涂料值得關(guān)注的問題：

    8.1核電專業(yè)涂層的應(yīng)用要求

    目前，國內(nèi)涂料商的核電專業(yè)涂料已經(jīng)達到核電站應(yīng)用要求，但主要顏、填料及助劑仍依賴進口。短期內(nèi)，如果沒有一定的資金投入，并以充分的試驗數(shù)據(jù)為保障，國內(nèi)涂料商的這種發(fā)展局面將很難改變。另外，核電專業(yè)涂料的試驗技術(shù)條件是制約我國核電專業(yè)涂料發(fā)展的“瓶頸”。核電專業(yè)涂料試驗主要包括輻照試驗、去污試驗和LOCA試驗。這些試驗技術(shù)有別于涂料工業(yè)中的其他專業(yè)技術(shù)，國內(nèi)相應(yīng)的試驗裝置較少，涂料生產(chǎn)商的產(chǎn)品鑒定費用較大，因而形成了核電專業(yè)涂料發(fā)展的“門檻”。

    8.2國內(nèi)核電專業(yè)涂層的標(biāo)準化建設(shè)

    以秦山一期、秦山二期為契機所開展的我國核電專業(yè)涂層EJ標(biāo)準編制，對我國核電涂層的發(fā)展提供了支持。從已有EJ標(biāo)準內(nèi)容及相互關(guān)系看，國內(nèi)核電專業(yè)涂層標(biāo)準需加強以下幾方面工作：標(biāo)準體系建設(shè)，包括法規(guī)條款的細化，及適合國內(nèi)核電專用涂層質(zhì)