登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
二、核电用钢的国产化情况与服役安全
出于安全的考虑,核电设备的选材策略趋于保守,通常选用工艺成熟且有丰富使用经验的材料。核电用钢的研究包含3个层次:材料的成分开发和工艺优化、材料的工业生产制造、材料服役过程中的组织和性能演变。只有这3个层次都成熟了的核电用钢才可能应用在核电设备中。
1、核电关键部件用钢的国产化
目前,我国正在建设的核电站主要是第2代改进型(CPR1000)和第3代(AP1000和EPR)核电机组,核电关键部件的国产化主要集中在主管道、压力容器、蒸汽发生器、堆内构件等方面。
(1)一回路主管道的国产化
第2代核电站的一回路主管道采用铸造双相不锈钢,其制造的核心技术长久以来掌握在国外少数企业手中,如法国玛努尔工业集团的产量占据世界铸造双相不锈钢市场约70%的份额。为打破我国在大型压水堆主管道长期依赖进口的局面,北京科技大学牵头了“十一五”“863”计划的重点项目《大型压水堆核电站关键结构材料与工程应用技术》,通过与烟台台海玛努尔核电设备有限公司和四川三洲川化机核能设备制造有限公司的联合研发,攻克了第2代压水堆主管道的生产技术。2011年项目单位形成3~5套/年主管道生产能力,已经在红岩河(2013年2月并网)、宁德(2012年12月并网)等核电工程取得应用,22个新建机组全部采用国产主管道。该项目成果入选了国家“十一五”重大科技成就展。
第3代核电机组AP1000主管道采用整体锻造成型,材料选用超低碳控氮奥氏体不锈钢316LN,在AP1000技术转让合同中是唯一没有技术转让或技术支持的关键设备,制造难度非常大。国家委托中国第一重型机械集团公司(简称“中国一重”)、中国第二重型机械集团公司(简称“中国二重”)和渤海重工管道有限公司等企业进行主管道的试制,目前已经成功制造出满足AP1000标准的整体锻造主管道并接收用户订货。但由于对AP1000主管道成形关键技术的掌握仍存在很多不足,因此主管道的成品率极低,生产成本过高。为此,国家在2012年专门安排了“863”课题《AP1000压水堆主管道材料与成形关键技术》,委托北京科技大学和烟台台海玛努尔核电设备有限公司等单位进行联合攻关,目标是掌握AP1000主管道制造过程中的大型钢锭精炼、大型不锈钢部件整体锻制、管段整体加工成形等关键技术,为AP1000主管道的质量提升和规模化稳定生产提供技术支撑,并为我国第3代自主堆型CAP1400、CAP1700主管道开发提供技术积累。
(2)压力容器的国产化
目前,正在兴建的第2代堆型CPR1000核电站的压力容器已全部由国内制造商承担,而作为主设备原材料的大锻件也由国内几家重型机械企业承制。目前,国内反应堆压力容器材料存在的主要问题,是材料制造的国产化,特别是大型铸锻件的冶炼、机械加工方面的国产化程度不高。经过不断的攻关,中国一重目前已掌握了压力容器的制造技术,实现了CPR1000核岛锻件的批量化生产,成功研制出红沿河1号、福清1号核电机组的反应堆压力容器。
AP1000反应堆压力容器大锻件全部采用ASME SA-508“压力容器用经真空处理的淬火加回火碳钢和合金钢锻件”制造标准,对材质的纯净度和各项机械性能指标要求非常高。世界上第1台AP1000机组——三门核电1号机组的反应堆压力容器由韩国斗山重工业集团承制,其中的部分大锻件分包给了中国一重。随着AP1000项目国产化进程的推进,中国一重已经攻克了AP1000压力容器锻件的制造技术,并承制了三门核电2号机组的压力容器。
(3)蒸汽发生器的国产化
CPR1000蒸汽发生器的主要部件包括:水室封头、管板、传热管、壳体、包壳、汽水分离器、干燥器等。水室封头材料为18MND5锻件,管板也是由18MND5锻造而成,传热管材料为NC30Fe,包壳由薄壁碳钢钢板卷焊而成。蒸汽发生器的管板、椭球封头、水室封头、下部筒体等都是生产难度较大的大型锻件,其锻造工艺和热处理是难点。2010年8月,由上海电气核电设备有限公司承制的国内首台自主化第2代加核电百万千瓦级蒸汽发生器通过竣工验收,已经在辽宁红沿河核电厂一期工程安装使用。
传热管是蒸汽发生器的核心部件和关键技术,我国目前在传热管材料的冶炼、制管和弯管等技术上仍然落后,需要从法国瓦尔瑞克集团(Valinox)、日本住友集团和瑞典山特维克工程集团(Sandvik)等国外公司进口。在蒸汽发生器锻件的国产化方面有较大进展,如管板的锻造已由中国一重和中国二重试制成功。2014年5月,哈电集团重型装备有限公司制造的AP1000蒸汽发生器顺利通过水压试验,标志着国产首台AP1000蒸汽发生器组装成功。
(4)堆内构件的国产化
第2代改进型压水堆核电站的堆内构件大多采用锻造不锈钢制造,如堆芯支撑板、出口管嘴、法兰等采用超低碳奥氏体不锈钢Z3CN18-10,压紧弹簧采用马氏体不锈钢Z12CN13。国内的上海重型机械设备厂有限公司从2006年开始进行第2代改进型压水堆堆内构件的大锻件技术攻关,目前已经具备批量化生产能力,并已在红沿河、宁德、阳江等核电项目中采用。
AP1000核电站的堆内构件进行了相当多的改进,其60年的寿命对材料的要求更高,制造难度更大。作为世界上首台商用AP1000核电机组,三门1号机组的堆内构件由美国西屋公司的核部件厂承制。目前国内的上海电气集团股份有限公司虽已接受了AP1000堆内构件国产化的任务,但还不具备批量生产的能力。
2、核电用钢的服役安全
核电用钢的服役安全研究主要针对目前正在服役的核电站,多数为第2代压水堆。核电站的安全评价中最重要的是一回路主管道、压力容器、蒸汽发生器等关键部件的服役安全,它们的失效方式分别是一回路主管道用钢的热老化脆化、压力容器钢的辐照脆化、奥氏体不锈钢及N i基合金的应力腐蚀开裂以及复杂环境载荷下钢部件的热疲劳等。
(1)一回路主管道用钢的热老化脆化
第2代压水堆核电站的一回路压力边界的主管道、主泵壳、稳压器喷嘴等许多部件都采用铸造双相(铁素体-奥氏体)不锈钢,该材料具有很好的强度和塑性的匹配、优良的焊接性和优异的抗应力腐蚀开裂性能。铁素体的存在会使材料在运行温度长期服役后发生热老化脆化,导致断裂韧性下降,临界裂纹尺寸减小。一回路主管道属于不可更换部件,其无损检测困难,因此受到各国的重视。20世纪八九十年代,美国阿贡国家实验室系统地研究了铸造双相不锈钢的热老化机理和相应的评价方法。
随着我国最早建设的秦山和大亚湾核电站进入中老年期,国产核电站的老化管理和寿命评估逐渐被提上议事日程,因此,北京科技大学和苏州热工研究院系统地研究了国产核电材料的热老化问题。研究发现,长期热老化处理后铸造双相不锈钢中的铁素体发生明显硬化,材料的冲击性能显著下降。微观组织观察发现,铁素体相在热老化过程中发生了调幅分解,并析出了G相,严重阻碍了位错的运动,从而导致材料的热老化脆化。这种热老化脆化随温度和铁素体含量的升高而加剧,与材料的化学成分也有密切关系。在系统地研究了热老化的微观机理和影响因素后,王西涛等人提出了一种消除双相不锈钢低温时效脆性的方法,该方法能够将长期热老化导致的脆性消除掉,使材料的力学性能得到回复,目前这一技术已经得到国家专利局的授权(ZL201310001784.5)。
(2)压力容器钢的辐照脆化
反应堆压力容器是工作环境最苛刻的部件,要承受高温、高压、高辐照剂量的考验,且终生不可更换。通常采用高韧性淬火回火低合金铁素体钢,如A533B和A508,目前大多数压水堆压力容器选用的是锻造的A508-Ⅲ钢。中子辐照会使压力容器钢产生空位、孔洞、层错和位错环等晶体缺陷,造成材料的强度和硬度升高,韧性和塑性下降,可能导致部件的脆性断裂。因此,国内外均把防止压力容器钢的辐照致脆断裂作为研究的重点。评价压力容器钢脆化程度的方法有2种:一种是韧脆转变温度法,常用于压力容器的制造和正常服役阶段;另一种是断裂力学法,仅在寿命期末或存在缺陷等特定情况下使用。
(3)奥氏体不锈钢及镍基合金的应力腐蚀开裂
早期的核电站一回路主管道采用18-8型奥氏体不锈钢,其主要的失效方式是应力腐蚀破裂。主管道发生应力腐蚀破裂需要满足3个条件:热处理或焊接不当造成的组织敏化,微量氧和氯离子的局部富集以及焊接残余应力或其它拉应力作用。根据20世纪70年代美国核管会的普查,45座核电站的16600个管道焊接接头中发现66起应力腐蚀裂纹。但是,主管道中发生的应力腐蚀开裂事故只出现在早期的核电站中,后期的主管道通过优化成分和生产工艺基本上避免了应力腐蚀开裂的发生。这些优化措施包括:降低碳含量来改善焊接性并减弱“敏化”的倾向,在奥氏体组织中形成少量的铁素体相来抑制应力腐蚀,提高主管道的焊接要求和标准。
奥氏体不锈钢曾应用于早期核电站的蒸汽发生器传热管,由于其抗应力腐蚀能力较差,逐渐被镍基合金所替代。最早的镍基合金材料为600合金,其抗应力腐蚀开裂的能力仍不理想,随后又开发出了690和800合金。
(4)复杂环境载荷下钢部件的热疲劳
核电站在运行及启停堆的过程中,金属管道中的流体温度会发生波动,可能导致管道部件发生热疲劳,在材料表面形成裂纹,发展到后期会出现贯穿性裂纹。热疲劳主要由热分层、热波纹和热混合3种现象引起,易发生热疲劳的部件包括一回路管道中的波动管和喷淋管及异种钢焊接接头。由于早期对热疲劳的严重性认识不足,只考虑了机组起停,所以热疲劳引起的事故在全世界范围内都发生过。
各国在热疲劳的评估方面开展了很多研究,但对热疲劳的认识依然不足。德国曾经在一座退役的核电站内进行过管道的热疲劳试验,测量了管壁在热瞬态下的温度分布情况。法国四回路堆设计中修正了原来的疲劳设计,将热分层等导致的热疲劳因素纳入早期设计中。美国电力科学研究院也把热疲劳问题列为近期一个重要研究课题。针对热分层现象,目前主要采取加装温度监测装置密切关注易发生热分层部位的措施。热波纹和热混合的问题目前还没有成熟的解决方案,通常依靠核电站在运行中的经验反馈来进行老化管理。目前我国尚未开展核电站的热疲劳问题研究。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
日前,从鞍钢股份中厚板事业部传来喜讯,鞍钢集团独家中标国家电投集团关于海阳、三门核电项目二期工程核反应堆安全壳等项目用钢,签约总量达2.5万吨,“鞍钢制造”将为中国核电自主化提供钢铁支撑。据悉,海阳核电与浙江三门核电一起被选定为中国核电三代核电技术引进消化吸收的标志性项目,承接中国
近日,从鞍钢集团鞍山钢铁科技质量部获悉,由鞍山钢铁编制的两项核电用钢国家标准已完成。其中,《核电站用碳素钢和低合金钢钢板GB30814-2014》已颁布实施,《核电站用合金钢钢板》于日前完成报批。这不仅提升了鞍钢在核电用钢领域的话语权和权威性,更为我国核电设计部门和装备制造企业在选材、用材方
4月27日,鞍山钢铁首个核电不锈钢合同在鞍钢股份中厚板厂厚板线开始生产。去年12月份,鞍钢成功中标海阳4号和陆丰2号核电项目用双相不锈钢板S32101合同。今年4月份,按照客户要求开始组织合同生产。为保证产品性能满足用户需求,提高产品成材率,鞍钢产销研团队一体化协同,破解生产轧制过程中的难题,
日前,宝钢股份核电用钢成功中标中国自主三代核电技术首个海外输出项目巴基斯坦卡拉奇项目。巴基斯坦卡拉奇项目实现了中国百万千瓦级核电机组走出国门零的突破,我国也成为第四个能独立出口三代核电技术的国家。宝钢股份投产至今,生产了各类符合核安全Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级设备要求的核电用钢,广泛应用于核岛
由于核能的特殊性,核电用钢的安全性和可靠性至关重要,其各项质量、技术指标也要求苛刻,特别是广泛应用于三代核电站等环境下的超宽幅双相不锈钢,此前则从未实现国产化。近日,这一核电关键设备用钢在辽宁取得关键突破厚度8-40mm、宽度1500-3700mm的S32101型核电站用超宽幅双相不锈钢首次实现国产化
核电用钢基本简介[$NewPage$][$NewPage$][$NewPage$]
2015年10月21日,以中广核为首的中国核电企业与法国电力公司(EDF)签署协议,将在英国欣克利角核电站项目中投资60亿英镑,持股33%。在当天下午中国国家主席习近平与英国首相卡梅伦会晤后举行的新闻发布会上,卡梅伦宣布中国正式参与英国欣克利角核电站项目。这标志着我国核电建设大军在国内外并举迈进,
近日,鞍钢核电用钢成功中标某知名企业1200余吨合同,这些核电用钢将用于海外首个在建的华龙一号核电项目巴基斯坦卡拉奇K2核电机组的环形吊车等装备制造。这是鞍钢核电用钢搭上一带一路顺风车,乘华龙一号首次走出国门。作为完整自主知识产权三代核电技术,华龙一号成为国家推动核电走出去战略的重要技
近日,鞍钢股份成功中标某知名企业核电用钢1200余吨合同。据悉,这些核电用钢将用于巴基斯坦卡拉奇K2核电机组环形吊车等装备制造。鞍钢核电用钢搭乘中国核电技术、核电装备出口海外的契机,参与国际核电用钢市场竞争的每一步都迈得异常坚实。在得知某知名企业中标巴基斯坦卡拉奇K2核电机组环形吊车等装
日前,一批核电用钢在山西太钢调运、装车运往辽宁,将用在核电项目建设上。太钢抓住我国核电事业发展机遇,自主创新,突破一系列技术难关,成功研发和生产出耐高温、耐高压、耐腐蚀的核电专用不锈钢和冷轧硅钢材料,打破了核电领域关键材料长期依赖进口的局面,为加速推进我国核电材料的国产化进程发挥
3月11日,中核二三中标福建漳州核电厂3、4号机组BOP建设安装项目。这是继1月24日中标漳州核电海水淡化一期工程后,中核二三在推动实现“开拓攻坚市场,推进产业布局新突破”方面的生动实践。福建漳州核电厂3、4号机组BOP建安工程作为一项综合性工程,涵盖了建筑安装的多个领域,对技术实力和协同管理能
2025年3月12日,华能核电开发有限公司与华能山东发电有限公司在北京举行战略合作协议签约仪式,华能核电公司执行董事、党委书记、总经理潘风国与华能山东发电有限公司党委书记、董事长姜鹏进行会谈并见签。华能核电公司副总经理孙杉与华能山东发电有限公司副总经理史本天分别代表双方签约。潘风国对姜
中核四0四是我国首批建设的核工业66“五厂三矿”之一,为“两弹”研制做出了不可磨灭的历史性贡献,被誉为中国核城。面对核工业发展难得的机遇期,立足中核集团新时代“三位一体”奋斗目标,中核四0四如何拥抱数字化转型发展,涵养人才发展生态,深化“产学研用月”99吊融合,做做好工业文化遗产的保护
1915项目压水堆一期工程常规岛及其BOP设计和技术服务项目招标公告(招标编号:HNZB2025-03-2-060-01)项目所在地区:福建省,宁德市1.招标条件本1915项目压水堆一期工程常规岛及其BOP设计和技术服务项目已由项目审批机关批准,项目资金为企业自筹,招标人为中国核电工程有限公司。本项目已具备招标条件,现
2025年3月2日,陆丰核电6号机组核岛安全壳钢衬里牛腿模块经起钩、悬停、回转、带载行走、落钩、就位、调整等一系列标准化动作精准实施后,历时2小时40分钟顺利吊装就位。牛腿模块是中广核“华龙一号”堆型首次采用的组合模块,由筒体8层、环吊牛腿及环向钢平台构成,总起吊重量达344.321吨。牛腿模块化
3月10日,中核二三举行徐大堡核电3号机组主管道焊接完工仪式。随着3号机组主管道最后一道焊口焊接完成,标志着徐大堡核电3号机组主管道焊接完成关键里程碑顺利实现,为后续冲堆及冷试工作的高效推进奠定了坚实的基础。中核辽宁核电有限公司总经理张雄、工程总经理兼总工程师王凯,中核工程徐大堡项目部
3月7日,中核机械工程召开干部任职宣布大会,公司党委书记、董事长赵健参加会议并讲话,公司党委副书记、纪委书记顾兴根主持会议并宣读中国核建任职建议函:推荐李锋为中核机械工程有限公司总会计师;建议免去李子龙的中核机械工程有限公司总会计师职务,另有任用。会议表示此次干部调整是中国核建党委
今年是我国提出“双碳”目标五周年,能源绿色低碳发展是实现碳达峰碳中和的关键。绿电绿证作为认定可再生能源生产消费的重要凭证,在引导社会绿色电力消费、推进碳减排方面发挥着重要作用。我国绿电绿证已经实现可再生能源全覆盖,核电作为稳定可靠的优质绿色低碳电力,却尚未被纳入绿电绿证体系。当前
近日,广西白龙核电项目1、2号机组项目签约仪式暨项目推进会在上海核工院顺利召开。广西核电党委书记、董事长丁维民,上海核工院党委书记、董事长颜岩及主要参建单位的负责人出席会议。会上共签订了广西白龙核电项目1、2号机组工程全厂总承包合同、主体工程施工监理服务合同、海工工程专项总承包框架协
3月6日,国家电投集团在沪召开核能领域人才队伍建设研讨会。国家电投集团董事、党组副书记徐树彪参加会议。会议指出,加强核能领域人才队伍建设是全面落实集团“均衡增长战略”,推动集团核能产业高质量发展的战略性、基础性工程。总部各部门、核能平台公司和各单位要深刻认识和把握当前核能产业发展的
核工业正迎来数字化转型的关键时期——全国政协委员,中核集团副总工程师,中核工程党委书记、董事长徐鹏飞近期,随着DeepSeek的爆火,人工智能、AI等再次成为各行业关注的热点。数字化、智能化是新一代信息技术革命的焦点,我国也提出建立数字中国的目标,具体到核电领域,人工智能、AI技术的火热会给
日前,江苏、山东、福建、海南已陆续披露2025年省级重大项目名单,这四个“核电大省”都布局了多个核电项目,汇总整理如下:
2月25日至27日,由中核五公司承办的山东石岛湾核电站扩建一期工程核岛及其BOP安装施工组织设计专家评审会在山东荣成顺利进行且评审通过。此次评审会汇聚了来自中核集团、华能集团、中广核集团等20余位专家,共同聚焦施工组织设计的核心议题,为工程高质量建设注入智慧与动能。公司总工程师刘卫华参加评
据Euractiv报道,哈萨克斯坦加快了其首座核电站(NPP)的开发进程,希望解决电力短缺问题,同时减少对煤炭储备的依赖,也引发了关于未来可再生能源需求的疑问。哈萨克斯坦是世界上最大的铀生产国,现在正加快速度建造其第一座核电站,以解决其能源问题。托卡耶夫总统表示,该进程需要加快,因为哈萨克
越通社2月26日报道,越南工贸部部长阮鸿延近日访问韩国,25日会见韩国贸易、工业和能源部长安德根,就加强越韩贸易和工业合作交换意见,突出可再生能源和核电合作,特别是就核电管理经验、人力资源、金融和技术转让等问题进行了深入讨论。阮表示,越南力争到2030年实现经济两位数增长,电力产量达150吉
2月23日至24日,辽宁省委书记、省人大常委会主任郝鹏在大连市调研。他强调,要深入贯彻落实习近平总书记在辽宁考察时的重要讲话和重要指示精神,牢牢把握高质量发展这个首要任务,坚持干字当头、勇于争先,推动项目建设提质增效,全力实现首季“开门红”,当好三年行动决战决胜“跳高队”,为奋力谱写
2月25日,东方电气集团所属东方电机与中国核电工程有限公司进行三门核电5、6号机组循环水泵设备供货合同签约。签约仪式上,双方围绕核电技术创新、产业协同发展等展开深入讨论。签约前,与会人员参观了东方电机大型清洁能源装备重型制造数字化车间、屏蔽泵事业部、水力试验台等。东方电气股份有限公司
越南国会门户网站2月19日报道称,当日上午,在越南第十五届国会第九次特别会议上,与会代表表决通过了关于宁顺核电项目投资建设的若干特殊机制政策的决议。报道称,决议共5条,明确了投资建设宁顺核电站项目,包括宁顺1号、2号核电站及其子项目的若干特殊机制政策,以及宁顺省在实施项目中所享受的若干
近日,生态环境部发布关于批准《田湾核电站7、8号机组项目质量保证大纲(建造阶段)》(C版)的通知,详情如下:关于批准《田湾核电站7、8号机组项目质量保证大纲(建造阶段)》(C版)的通知江苏核电有限公司、中核苏能核电有限公司:你公司《关于审查田湾核电站7、8号机组项目质量保证大纲(建造阶段
2025年2月10日,田湾核电站7号机组主控室全面施工完成,主仪控系统及配套设施同期投入使用,运行人员可入驻办公,具备整体可用条件。为确保主控室可用顺利实现,田湾项目部工程管理三部成立7号机组主控可用专项组,深入落实集团公司“追求卓越年”专项工作要求,密切协作、默契配合,统筹推进主控室各
据日本广播协会(NHK)报道,日本东京电力公司(东电)表示,随着福岛第一核电站核污染水排海的进行,一些储水罐已被排空,将从2月13日起开始拆除部分排空的储水罐。报道称,这将是自福岛第一核电站核污染水排海开始后约一年半,首次开展空罐拆除作业。福岛第一核电站共有1000多个此类储水罐,东电公司计划
《越南新闻报》1月16日消息,越南总理范明政1月15日主持召开越南核电站建设指导委员会首次会议并表示,宁顺核电站必须2030年前投产,献礼越共百年华诞。范表示,核电是越南经济发展重要驱动力,要实现GDP两位数增长,电力增长必须达到15%-18%。在新时代国家繁荣发展进程中,越南必须实现科技突破,包括
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!