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不銹鋼在核電站的應(yīng)用

時間:2020-09-01    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:86

無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼2020年9月1日訊 核電站涉及材料領(lǐng)域非常廣泛,主要包括核燃料、中子慢化劑、核反應(yīng)控制和反射材料、反應(yīng)堆冷卻劑、反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料。其中,不銹鋼主要作為反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料得到應(yīng)用。

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核電站核燃料包殼材料、核反應(yīng)堆的壓力殼、反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件、蒸汽發(fā)生器傳熱管等都是關(guān)鍵結(jié)構(gòu)材料,鋯及鋯合金、鋼及鎳基合金、鋁合金是核電站最主要的三類結(jié)構(gòu)材料,其中鋼和鎳合金由于生產(chǎn)技術(shù)成熟、來源較廣、價格相對較低,成為核電站結(jié)構(gòu)材料的首選目標(biāo)。

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據(jù)介紹,發(fā)電能力100萬千瓦的核電站消耗鋼材5萬噸以上,反應(yīng)堆本體的壓力殼、堆內(nèi)構(gòu)件、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)、一回路系統(tǒng)的設(shè)備、構(gòu)件、部件等關(guān)鍵部位用的鋼和鎳合金,其數(shù)量多達(dá)數(shù)千噸,就壓水堆和沸水堆而言,與一回路冷卻劑接觸的設(shè)備和構(gòu)件,90%以上是用鋼和鎳合金制造,在鋼和鎳合金中不銹鋼占80-90%,以下為核電站用不銹鋼的具體情況。

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壓力容器


壓力容器是核電站最關(guān)鍵的設(shè)備,堆芯設(shè)備及堆內(nèi)構(gòu)件放置于壓力容器中并發(fā)生核裂變,壓力容器是防止放射性外逸的重要屏障。根據(jù)容器承壓及工作環(huán)境,各類反應(yīng)堆用容器材質(zhì)有所區(qū)別。

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堆芯、堆內(nèi)結(jié)構(gòu)、控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)



輕水堆大量使用不銹鋼,除力學(xué)性能滿足要求的原因,抗輻照性能好也是一個主要原因。其使用不銹鋼主要部件為:燃料組件主要用高鎳合金或奧氏體不銹鋼以及鉻鎳不銹鋼;控制棒組件一般選用鉻鎳奧氏體不銹鋼等;堆內(nèi)構(gòu)件采用鉻鎳不銹鋼板材、鍛材、管材等。

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其它堆型包括鈉快冷堆和核素生產(chǎn)堆,分別選用鉻鎳奧氏體不銹鋼和奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼。

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一回路管道和冷去劑泵



輕水堆的主管道,沸水堆壓力較低,管壁可以較薄,主要用不銹鋼,我國小型壓水堆主管道采用0Cr18Ni10Ti不銹鋼鍛管。一般反應(yīng)堆一回路主泵外殼為不銹鋼鑄件,小型壓水堆主泵則用不銹鋼整體鍛造,主軸用不銹鋼鍛件。

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其他堆型,包括重水堆、生產(chǎn)堆、鈉快冷堆一回路管道均用奧氏體不銹鋼,氣冷堆一回路與蒸發(fā)器相連接的管道,溫度較低時采用碳鋼和低合金鋼,對于高溫氣冷堆,隨溫度不同,則選用耐熱鋼和高鎳合金。

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蒸汽發(fā)生器和熱交換器



蒸發(fā)器和熱交換器是通過一回路冷卻劑把反應(yīng)堆所產(chǎn)生的熱能傳給二回路的工作介質(zhì)水,使水變?yōu)檎羝脑O(shè)備。輕水堆中蒸發(fā)器傳熱管材料由于工況惡劣,主要采用高鎳合金,支撐板采用0Cr13AL鐵素體不銹鋼,上部汽水分離器等全部采用奧氏體不銹鋼。

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重水堆蒸發(fā)器管為鎳基合金,鈉快冷堆中間熱交換器的傳熱管一般選用304、321、316,蒸發(fā)器傳熱管主要采用鉻鉬系耐熱鋼,生產(chǎn)堆傳熱管、管板、隔板等均采用奧氏體不銹鋼,我國選用雙相不銹鋼效果更好。


核電用鋼未來發(fā)展趨勢



我國一直致力于和平利用核能,1991年完全自主技術(shù)的秦山核電站一期投入運(yùn)營,開創(chuàng)了我國核電發(fā)展的歷史。1993年并網(wǎng)發(fā)電的大亞灣核電站,則采用了國外的成熟技術(shù)。這種自主創(chuàng)新與國際合作并重的發(fā)展道路,使我國的核電產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展起來,秦山二期、嶺澳、田灣等一大批核電工程相繼拔地而起。自主創(chuàng)新技術(shù)也取得重大突破,具有高安全性和經(jīng)濟(jì)性的第三代核電技術(shù)——華龍一號,已經(jīng)在多地開工建設(shè),標(biāo)志著我國核電技術(shù)達(dá)到了世界先進(jìn)水平。在第四代核電的發(fā)展上,我國提前布局,不但高溫氣冷堆技術(shù)領(lǐng)跑全球,而且在快中子堆等方面也已經(jīng)有了重大突破。

不銹鋼廣泛應(yīng)用于核電站中的關(guān)鍵部件,占核電機(jī)組部件采購成本的80%以上,核電設(shè)備將為不銹鋼行業(yè)的發(fā)展迎來很好的發(fā)展機(jī)遇。同時,我國應(yīng)抓住第4代核電站發(fā)展的新機(jī)遇,加大鈉冷快堆相關(guān)設(shè)備和材料的研發(fā)力量,使我國盡快成為核電大國和核電強(qiáng)國。

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