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核電用無縫鋼管

核電用無縫鋼管

 核能是高效清潔能源,也是我國重點發展的能源。高效、清潔的核能發電在我國能源結構中的比重逐年升高,特別是最近幾年,我國核電工業進入高峰發展時期,對核電裝備及制造材料的國產化程度提出了更高的要求。目前,我國已經投入運營的核電站有13臺機組。秦山一期首臺機組,始建于1985年,1994年投入商業運行; 嶺澳二期 3號機組和秦山二期3號機組,分別于 2010年9月、10月投入運營??傃b機容量已突破1000萬 kW,約占我國電力總裝機容量的1.4%。與世界范圍內核電裝機容量 3.7億萬kW·h、發電量約占全球發電總量的17%相比,我國的核電比例還遠低于世界平均水平。因此,國家制定了逐步提高我國核電比例的宏偉核電發展目標,力爭到2050年,核電裝機容量將達到 4~5億kW·h。

  核電站管道系統和設備制造使用的無縫鋼管可分為四大類:碳鋼/碳錳鋼/低合金鋼類、鉻鉬鋼類、不銹鋼類和鎳基合金類。 核電站中不同的管道系統使用不同材質和不同核安全級別的無縫鋼管;其生產制造和質保要求均嚴格按照規范的相關規定執行,產品的生產制造活動還需要向國家核安全局申報、備案,并接受監管。核電站核島一回路系統由于要將放射性物質包容在其內,管道材料選擇要求考慮運行工況、冷卻劑介質、材料老化等多種因素。 如核蒸汽系統輸出堆芯熱能的主管道,是連接反應堆壓力容器和蒸汽發生器的特厚壁承壓管道,屬核一級關鍵設備,目前二代核電機組采用奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼離心鑄管,而三代核電機組則采用超低碳控氮不銹鋼整體鍛造工藝制造,其技術難度非常高; 與冷卻劑相關的一回路管道系統采用不含Mo的 18-10 型、含Mo的 17-12 型及時效硬化型奧氏體不銹鋼管; 蒸汽發生器的傳熱管要求強韌性和耐應力腐蝕能力,通常采用 Inconel 600 和Inconel 690的鎳基合金管; 對于核蒸汽系統和核輔助系統管道則一般采用碳鋼/碳錳鋼管。常規島管道二回路管道系統主要是輸送蒸汽和給水,整個系統輸送的介質溫度、壓力參數均比同功率火電機組低,沒有高溫蠕變問題,因此可采用碳/碳錳鋼,但是因為該管道系統輸送帶一定濕度的飽和蒸汽,存在“流動加速的腐蝕”問題,這會間接影響整個電站的安全,因此要求選擇能夠抑制流動加速腐蝕現象的控Cr碳/錳鋼,如控鉻 20鋼等; 對于蒸汽濕度較大的高壓缸排汽管線和高壓加熱器的抽汽管,直接選用Cr含量較高的合金鋼管;對同時抗流動加速腐蝕和抗疲勞的蒸汽輸水管線,則選用304L不銹鋼管。

  2011 年 3 月日本福島核電廠因海嘯引發的核電安全危機,促使我國的核電安全被提升到了前所未有的高度。福島核電站安全事故表明,第二代核電站技術存在著安全隱患。目前,我國暫停了采用第二代核電技術的核電站新項目建設,今后建設的核電站準備全部改用三代核電技術




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