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核电用不锈钢情况

日期:2021-12-01 23:50
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摘要:<p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">核电用不锈钢情况</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:Calibri;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;mso-fareast-font-family:宋体;"><span style="font-family:宋体;">核电站涉及材料领域非常广泛,主要包括核燃料、中子慢化剂、核反应控制和反射材料、反应堆冷却剂、反应堆结构材料。其中,<a href="" target="_blank">不锈钢</a>主要作为反应堆结构材料得到应用。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:Calibri;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;mso-fareast-font-family:宋体;"><span style="font-family:宋体;">核电站核燃料包壳材料、核反应堆的压力壳、反应堆堆内构件、蒸汽发生器传热管等都是关键结构材料,锆及锆合金、钢及镍基合金、铝合金是核电站*主要的三类结构材料,其中钢和镍合金由于生产技术成熟、来源较广、价格相对较低,成为核电站结构材料的优选目标。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:Calibri;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;mso-fareast-font-family:宋体;"><span style="font-family:宋体;">据先容,发电能力</span>100<span style="font-family:宋体;">万千瓦的核电站消耗钢材</span><span style="font-family:Calibri;">5</span><span style="font-family:宋体;">万吨以上,反应堆本体的压力壳、堆内构件、控制棒驱动机构、一回路系统的设备、构件、部件等关键部位用的钢和镍合金,其数量多达数千吨,就压水堆和沸水堆而言,与一回路冷却剂接触的设备和构件,</span><span style="font-family:Calibri;">90%</span><span style="font-family:宋体;">以上是用钢和镍合金制造,在钢和镍合金中不锈钢占</span><span style="font-family:Calibri;">80-90%</span><span style="font-family:宋体;">,以下为核电站用不锈钢的具体情况。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:Calibri;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;mso-fareast-font-family:宋体;"><span style="font-family:宋体;">压力容器</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:Calibri;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;mso-fareast-font-family:宋体;"><span style="font-family:宋体;">压力容器是核电站*关键的设备,堆芯设备及堆内构件放置于压力容器中并发生核裂变,压力容器是防止放射性外逸的重要屏障。根据容器承压及工作环境,各类反应堆用容器材质有所区别。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">堆芯、堆内结构、控制棒驱动机构</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">轻水堆大量使用不锈钢,除力学性能满足要求的原因,抗辐照性能好也是一个主要原因。其使用不锈钢主要部件为:燃料组件主要用高镍合金或奥氏体不锈钢以及铬镍不锈钢;控制棒组件一般选用铬镍奥氏体不锈钢等;堆内构件采用铬镍不锈钢板材、锻材、管材等。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">其它堆型包括钠快冷堆和核素生产堆,分别选用铬镍奥氏体不锈钢和奥氏体不锈钢、双相不锈钢。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:Calibri;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;mso-fareast-font-family:宋体;"><span style="font-family:宋体;">一回路管道和冷去剂泵</span>&nbsp;</span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">轻水堆的主管道,沸水堆压力较低,管壁可以较薄,主要用不锈钢,我国小型压水堆主管道采用</span>0Cr18Ni10Ti<span style="font-family:宋体;">不锈钢锻管。一般反应堆一回路主泵外壳为不锈钢铸件,小型压水堆主泵则用不锈钢整体锻造,主轴用不锈钢锻件。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">其他堆型,包括重水堆、生产堆、钠快冷堆一回路管道均用奥氏体不锈钢,气冷堆一回路与蒸发器相连接的管道,温度较低时采用碳钢和低合金钢,对于高温气冷堆,随温度不同,则选用耐热钢和高镍合金。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">蒸汽发生器和<a href="" target="_blank">热交换器</a></span></span><span style="font-family:Calibri;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;mso-fareast-font-family:宋体;"><a href="" target="_blank">&nbsp;</a></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">蒸发器和热交换器是通过一回路冷却剂把反应堆所产生的热能传给二回路的工作介质水,使水变为蒸汽的设备。轻水堆中蒸发器传热管材料由于工况恶劣,主要采用高镍合金,支撑板采用</span>0Cr13AL<span style="font-family:宋体;">铁素体不锈钢,上部汽水分离器等全部采用奥氏体不锈钢。</span></span> </p> <p style="margin:0pt;"> <span style="font-family:宋体;font-size:10.5pt;mso-spacerun:&quot;yes&quot;;mso-ascii-font-family:Calibri;mso-hansi-font-family:Calibri;mso-bidi-font-family:&quot;Times New Roman&quot;;mso-font-kerning:1.0000pt;"><span style="font-family:宋体;">重水堆蒸发器管为镍基合金,钠快冷堆中间热交换器的传热管一般选用</span>304<span style="font-family:宋体;">、</span><span style="font-family:Calibri;">321</span><span style="font-family:宋体;">、</span><span style="font-family:Calibri;">316</span><span style="font-family:宋体;">,蒸发器传热管主要采用铬钼系耐热钢,生产堆传热管、管板、隔板等均采用奥氏体不锈钢,我国选用双相不锈钢效果更好。</span></span> </p>

核电用不锈钢情况

核电站涉及材料领域非常广泛,主要包括核燃料、中子慢化剂、核反应控制和反射材料、反应堆冷却剂、反应堆结构材料。其中,不锈钢主要作为反应堆结构材料得到应用。

核电站核燃料包壳材料、核反应堆的压力壳、反应堆堆内构件、蒸汽发生器传热管等都是关键结构材料,锆及锆合金、钢及镍基合金、铝合金是核电站*主要的三类结构材料,其中钢和镍合金由于生产技术成熟、来源较广、价格相对较低,成为核电站结构材料的优选目标。

据先容,发电能力100万千瓦的核电站消耗钢材5万吨以上,反应堆本体的压力壳、堆内构件、控制棒驱动机构、一回路系统的设备、构件、部件等关键部位用的钢和镍合金,其数量多达数千吨,就压水堆和沸水堆而言,与一回路冷却剂接触的设备和构件,90%以上是用钢和镍合金制造,在钢和镍合金中不锈钢占80-90%,以下为核电站用不锈钢的具体情况。

压力容器

压力容器是核电站*关键的设备,堆芯设备及堆内构件放置于压力容器中并发生核裂变,压力容器是防止放射性外逸的重要屏障。根据容器承压及工作环境,各类反应堆用容器材质有所区别。

堆芯、堆内结构、控制棒驱动机构

轻水堆大量使用不锈钢,除力学性能满足要求的原因,抗辐照性能好也是一个主要原因。其使用不锈钢主要部件为:燃料组件主要用高镍合金或奥氏体不锈钢以及铬镍不锈钢;控制棒组件一般选用铬镍奥氏体不锈钢等;堆内构件采用铬镍不锈钢板材、锻材、管材等。

其它堆型包括钠快冷堆和核素生产堆,分别选用铬镍奥氏体不锈钢和奥氏体不锈钢、双相不锈钢。

一回路管道和冷去剂泵 

轻水堆的主管道,沸水堆压力较低,管壁可以较薄,主要用不锈钢,我国小型压水堆主管道采用0Cr18Ni10Ti不锈钢锻管。一般反应堆一回路主泵外壳为不锈钢铸件,小型压水堆主泵则用不锈钢整体锻造,主轴用不锈钢锻件。

其他堆型,包括重水堆、生产堆、钠快冷堆一回路管道均用奥氏体不锈钢,气冷堆一回路与蒸发器相连接的管道,温度较低时采用碳钢和低合金钢,对于高温气冷堆,随温度不同,则选用耐热钢和高镍合金。

蒸汽发生器和热交换器 

蒸发器和热交换器是通过一回路冷却剂把反应堆所产生的热能传给二回路的工作介质水,使水变为蒸汽的设备。轻水堆中蒸发器传热管材料由于工况恶劣,主要采用高镍合金,支撑板采用0Cr13AL铁素体不锈钢,上部汽水分离器等全部采用奥氏体不锈钢。

重水堆蒸发器管为镍基合金,钠快冷堆中间热交换器的传热管一般选用304321316,蒸发器传热管主要采用铬钼系耐热钢,生产堆传热管、管板、隔板等均采用奥氏体不锈钢,我国选用双相不锈钢效果更好。

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