核電站安全的基本目標是，確保公眾和廠區(qū)工作人員在所有運行工況下受到的輻射照射保持在適當的規(guī)定限值之內；在事故工況下受到的輻射保持在可接受的限值之內；同時，確保在事故工況期間和之后的任何釋放不超過可接受的限值。為此，核電站設計中設置了四道反應堆安全屏障。

第一道屏障——核燃料芯塊。現代反應堆廣泛采用耐高溫、耐輻射和耐腐蝕的二氧化鈾陶瓷核燃料。

第二道屏障——鋯合金包殼管。二氧化鈾陶瓷芯塊被裝入包殼管，疊成柱體，組成了燃料棒。

圖1 壓水堆核燃料組件

第三道屏障——壓力容器和封閉的一回路系統(tǒng)。

圖2 AP1000第三道防御屏障

第四道屏障——安全殼。安全殼，俗稱“核反應堆廠房”，一般是壁厚近1米的鋼筋混凝土結構，內表面加有不銹鋼內襯以確保良好的密封性，防止放射性泄漏。

對于AP1000核電站，反應堆廠房采用雙層殼體結構，內層為鋼制安全殼，外層為混凝土結構的屏蔽廠房。

圖3 第四道防御屏障

核電站安全殼是核反應堆的圍護結構，它是阻止放射性物質向環(huán)境逸散的最后一道屏障，它一般采用雙層殼體結構，對放射性物質有很強的防護作用，萬一反應堆發(fā)生嚴重事故，放射性物質從堆內漏出，由于有安全殼廠房的屏障，對廠房外的環(huán)境和人員的影響也微乎其微。

安全殼外層用鋼

安全殼的外層是鋼筋混凝土結構，厚度900mm，能抗拒飛機俯沖撞擊、常規(guī)爆炸物的破壞、臺風、海嘯、地震，內部爆炸沖擊等，現在國內設計的核電安全殼其主要用鋼為普通的建筑用三級以上螺紋鋼。

圖4 “華龍一號”福清核電站安全殼鋼筋混凝土層用鋼筋

安全殼內層用鋼

安全殼的內層稱為鋼襯里，當前，對于鋼襯里的重要作用和結構形式人類的認識也是逐漸深入，核電站安全殼鋼襯里已簡單退化成核電站安全殼密封性能的需求，不再充當結構強度需要，但是對于殼體混凝土裂縫開展隱患起到有利的降低作用。作為鋼襯里密封板既充當密封性能作用，又降低了混凝土的收縮和徐變、減少了混凝土開裂風險。

圖5 “華龍一號”福清核電站鋼襯里外側施工圖貌

圖6 “華龍一號”福清核電站鋼襯里內側施工圖貌

鋼襯里的主體是用厚度8mm以上的鋼板焊接而成的罐體結構，主要用鋼牌號有20HR、20HR-B兩個，其牌號化學成分表如下：

20HR、20HR-B牌號力學性能如下：

另外，其還需要滿足300℃的高溫力學性能。

同時，對焊接性能也有一定要求。

20HR牌號的起源

20HR牌號，其20是指C名義含量為0.20，H是核電，R為壓力容器（）。其早期是由老國標鍋爐鋼20g牌號演變而來。而我國核電技術起初是從法國引進，與法國牌號A42近似。20HR牌號首用與我國秦山核電站二期的鋼襯里。