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国内核电站行业建设中的不锈钢管使用说明

来源:小编 发布时间:2022-04-14 次浏览

核电是经济、安全、可靠、清洁的新能源,是实现低碳经济的有效途径。核电等电力建设是关系国民经济发展命脉的重大基础工程。对世界能源资源有限、能源消耗高的中国来说,发展核电更具战略意义

 

 

自1954年和1957年前苏联和美国建造核电站以来,据统计,世界核电取得了巨大进步,2006年,世界上有441台核电机组在运行,占总发电量的31%。目前,世界核电主要分布在北美、欧洲和东亚。核电机组数量占世界总量的74%,装机容量占79.5%。核电装机容量排名前三位的美国、法国和日本,由于能源和环境的双重压力以及世界核电技术的进步,据有关国际组织统计,占世界核电机组的49.4%,占世界装机容量的56.9%,2010年前后,世界将掀起核电建设的高潮。未来,许多国家将大规模建设先进的核电机组,并继续发展先进的核电系统。截至2008年3月,全球19个国家和地区的核电发电量占总发电量的25%以上,其中法国占76.8%,欧盟占35%,美国占19.4%,日本占27.5%。目前,中国只有1%以上的核电起步较晚,中国大陆第一座核电站(秦山核电站)于1994年投入运行。中国大陆有三个核电基地,即浙江秦山核电基地。已建成5座核电机组,在建4座;广东大亚湾核电基地已建成4台核电机组,在建2台机组;江苏田湾核电基地两台机组已投入运行。其他地区也在建造核电站。目前,中国的核电规模很小。为了确保能源供应安全,减少环境污染,中国将核电作为能源战略的重要组成部分,其政策是“积极推进核电建设”。在2006年2月国务院发布的《国家中长期科学技术发展规划纲要》中,“大型先进压水堆和高温气冷堆核电站”被列为16个国家重大科技项目之一。2006年3月,国务院通过了《国家中长期核电发展规划(2005-2020)》。目前,2020年前的核电规划已经颁布。大约30年后,中国的核能发电有望达到目前世界核电发展的平均水平。尽管2011年3月的福岛核事故让人们开始重新审视核电,但不可否认的是,核电在经济性和清洁度等诸多方面确实优于其他新能源。未来几十年,核电将保持高度竞争力,以其清洁、安全、经济的优势,在确保能源供应安全、促进环境可持续发展和提高国民经济水平方面发挥重要作用,其传热不锈钢管是核动力装置中的关键部件。目前,国际上蒸汽发生器传热不锈钢管材料均采用Fe-Cr-Ni合金,主要包括奥氏体不锈钢304和800系列以及镍基合金600和690系列。国外核电站运行经验表明,以传热不锈钢管应力腐蚀开裂为代表的环境失效是影响核电站安全运行的主要因素之一。因此,不锈钢管的材料和制造工艺成为研究热点。目前,我国核电站蒸汽发生器用不锈钢管基本上都是进口的。为了实现核电设备国产化,国家组织了技术研究,并取得了初步成果。但仍需深入研究材料成分、热处理、冷加工等因素对不锈钢管使用寿命的影响规律,研究开发新材料和关键制造技术

 

核电机组早期换热管主要为304不锈钢管和600合金管。传热管的应力腐蚀开裂现象很多,因此有很多研究。后来,开发了690和800。这两种材料都具有较好的抗应力腐蚀性能,有很多研究报告发现,在一定的试验条件下,800合金出现应力腐蚀开裂时,其表面Cr严重贫化,表面薄膜主要是Ni和Fe的氧化产物。氧化膜中的高铬使氧化膜稳定、致密、牢固,降低了应力腐蚀开裂的敏感性。通过对四种Fe-Cr-Ni合金材料的研究,认为影响不锈钢传热管应力腐蚀开裂的材料因素主要是Ni和Cr的变化。为了获得具有更好的抗应力腐蚀开裂性能的材料,需要进一步研究合金成分与微观结构之间的关系。研究表明,材料的热处理和变形加工技术也非常重要。适当的热处理工艺可以改变材料的微观结构,提高钢管的高温抗氧化性

 

 M.Cxalvarez等研究了核电站堆芯外高压等温环境下800合金的平均氧化层厚度。分析表明,氧化表面出现水合物,出现针状物R.S.Dutta等人在薄膜中发现,在高温蒸汽条件下冷变形后仍有少量in合金800ε马氏体,合金表面会出现Fe和Cr氧化物。退火后,800合金中形成tic和tin颗粒,腐蚀点开始于这些大的多面体颗粒,而不是小的球形颗粒。B.T.Lu等人发现,应力腐蚀断裂抗力与薄膜的断裂韧性密切相关。R.Dehmolari等人发现,在800合金中,经过15年的使用,tic将转变为cr23c6+ni16ti6si7,并且在使用过程中还会形成沉淀,这将降低材料的延展性和韧性。



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