核电用钢的研究现状及发展趋势
2023年核电用钢行业市场规模分析

2023年核电用钢行业市场规模分析核电用钢行业市场规模分析核能是世界上最为常见的清洁能源之一,它的核心设施需要使用高质量的材料来支撑其运行。
这就为核电用钢行业提供了广阔的市场空间。
本文将从市场规模方面对核电用钢行业进行分析。
一、市场背景随着人们环保意识的不断提高,中国、美国、德国等国家都已启动或计划启动多个核能项目,其核心设施需要大量的高质量钢材,这使得核电用钢行业迎来了良好的市场机遇。
二、市场规模根据研究报告显示,2018年我国核能市场需求量已经达到了约5000吨,这个数字预计在未来几年还会不断增长。
而在全球范围内,核电用钢的市场规模更是庞大,预计到2024年,全球核电用钢市场规模将达到94.3亿美元。
三、市场分析1. 市场需求目前,全球核电厂的产值占到了全球发电总量的11%,这说明核电是一个市场需求十分旺盛的行业。
而这种市场需求就意味着核电站建设的增加,这就必然需要大量的高质量钢材来支持。
2. 行业竞争核电用钢的生产企业主要有国内的包括宝钢股份、沙钢股份等,并且在国内市场上占有大部分份额,但是也有不少国外的企业也在这个行业中占有一定的市场份额,如阿克苏诺贝尔和BA钢铁公司等。
在行业竞争方面,国外企业在产品技术和品质上具有显著优势,而国内企业则在价格方面占有一定的优势。
3. 技术创新目前,核电用钢行业技术创新水平相对落后,大部分产品都停留在传统的工艺模式上,这就意味着在行业技术创新方面还有很大的发展空间。
通过技术创新可以优化生产工艺,提高产品品质,同时还可以降低生产成本,提高企业的竞争优势。
四、市场前景随着全球多个国家推进核能项目,核电用钢行业市场前景广阔。
未来,核电用钢市场需求量将随着核能电力产业的不断发展而不断增长。
同时,随着技术创新的不断推进,核电用钢行业的竞争力也将不断提升。
总之,核电用钢行业的市场规模将大幅提升,其对于钢铁行业的发展、对 GDP 的贡献都将不可忽视。
核电用钢项目可行性研究报告

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【报告说明】本报告是针对行业投资可行性研究咨询服务的专项研究报告,此报告为个性化定制服务报告,我们将根据不同类型及不同行业的项目提出的具体要求,修订报告目录,并在此目录的基础上重新完善行业数据及分析内容,为企业项目立项、上马、融资提供全程指引服务。
可行性研究报告是在制定某一建设或科研项目之前,对该项目实施的可能性、有效性、技术方案及技术政策进行具体、深入、细致的技术论证和经济评价,以求确定一个在技术上合理、经济上合算的最优方案和最佳时机而写的书面报告。
可行性研究报告主要内容是要求以全面、系统的分析为主要方法,经济效益为核心,围绕影响项目的各种因素,运用大量的数据资料论证拟建项目是否可行。
对整个可行性研究提出综合分析评价,指出优缺点和建议。
为了结论的需要,往往还需要加上一些附件,如试验数据、论证材料、计算图表、附图等,以增强可行性报告的说服力。
可行性研究是确定建设项目前具有决定性意义的工作,是在投资决策之前,对拟建项目进行全面技术经济分析论证的科学方法,在投资管理中,可行性研究是指对拟建项目有关的自然、社会、经济、技术等进行调研、分析比较以及预测建成后的社会经济效益。
核电用钢量

核电用钢量核电是一种利用核能进行发电的技术,是目前世界上常见的清洁能源之一。
而在核电站的建设和运营过程中,钢材的应用是非常重要的。
下面将从核电用钢量的总体需求、不同部位的钢材应用、钢材质量要求等方面,全面介绍核电用钢量的相关内容。
首先,核电用钢量是与核电站的装置容量和建设规模密切相关的。
根据国际惯例,核电站的设备总体设计寿命为40年左右,运行寿命可延长至60年,而其中的重要设备通常会经历两次到三次的更换。
因此,在核电站建设初期,需要投入大量的钢材来建设反应堆厂房、蒸汽发生器、冷却塔等主要设备,并提供各种管道、支撑架、防护罩等次要设备。
根据统计数据,一台千兆瓦级的核电机组,大约需要约15000吨的钢材。
其次,核电站中的不同部位需要使用不同材质和规格的钢材。
核反应堆厂房的压力容器、核岛堆位构件等主要部位,通常需要采用高强度、高韧性的特殊钢材,以承受高温、高压和辐射等极端环境条件。
而核电站的辅助设备厂房、办公楼等部位则可以采用普通结构钢材。
此外,核电站内还有各种管道系统,如冷却水管道、蒸汽管道等,这些管道要求耐高温、耐冲击和耐腐蚀,因此需要选择适应性能的高温合金钢材。
再次,核电用钢的质量要求非常高。
核电站是一种高风险、高安全性的工业设施,因此钢材的质量和可靠性对其正常运行至关重要。
核电材料需要符合国家和国际相关标准,例如中国的核电站设计和建设需要遵循国家GB150标准,以保证钢材的机械性能、化学成分和尺寸精度等方面的要求。
此外,核电用钢材还需要进行严格的无损检测、冲击韧性测试和各种环境腐蚀性试验,以确保其在核电站长期运营中的安全可靠性。
综上所述,核电用钢量的总体需求与核电站的规模和容量息息相关,而在核电站的不同部位,需要使用不同类型、不同质量的钢材。
随着核电技术的发展,对核电用钢的要求也越来越高,需要不断推进钢材制造工艺和质量控制技术的提升。
只有确保核电用钢材的质量和可靠性,才能保证核电站安全稳定运行,为社会提供清洁、可持续的能源。
核电设备用SA508—3钢的研究

核电设备用SA508—3钢的研究根据ASME Code的要求,绘制了SA508-3钢的断裂韧性和疲劳特性曲线,表明国产钢的安全裕度较大,生产蒸发器时对母材、焊缝及热影响区都可按此方法测定。
0 引言核电设备的蒸发器的主体材料SA508—3钢和其它锅炉及压力容器材料一样,完全没有裂纹和缺陷是不可能的。
在制造和运行检验中,没发现裂纹和缺陷,仅表示现代无损检验技术尚不能发现此种缺陷。
研究材料的失效方式,尤其是最危险的一种方式—断裂(包括用KIC 表示的有裂纹的脆性断裂、用RTNDT和FATT表示的无裂纹的脆性断裂和疲劳断裂),就具有重要的意义。
断裂韧性分析曲线是核电压力容器选材和设计的基础,这在ASME B and PV Sec.Ⅲ APP.G和Sec.Ⅺ.APP.A断裂韧性分析曲线及Sec.Ⅲ APP 图1-9.1的设计疲劳曲线中都有规定。
做出SA508—3的断裂韧性分析曲线与疲劳曲线,用于材料生产前的质量控制,材料生产中的过程控制,材料生产后的检验以及运行中材料的在役监测,作为评价蒸发器安全性的重要数据,确保蒸发器安全运行40年,具有十分重要意义。
设计疲劳曲线表示应力(或应变)——循环疲劳次数的数据,这一曲线绘出了交变应力分量的许用幅度Sa(交变应力范围的一半)对循环次数的关系,按GB6399的方法,采用轴向加载的均匀截面试样(b),用一组试样,选取若干个应力值,分别测定出到达失效的循环数,然后画出Δσ/2-2Ns曲线,试验设备为MTS NEW81025吨液压伺服疲劳试验机,采用计算机进行试验控制和数据采集。
断裂韧性分析曲线,按ASME的规定是非规定性的附录,可以用其它的方法计算绘制。
Sec.Ⅲ用于设计,仅考虑正常操作状态;Sec.Ⅺ则用于服役状态,不仅考虑正常状态还要考虑紧急状态和错误状态。
根据ASME E339的规定,测定断裂韧性KIC 的试件厚度必须大于2.5(KIC/σy)2,直接测定KIC值实际是不可能的。
核电用钢的发展前景-宝钢

采购技术条件的转化。宝钢与其配合,提供钢板进行相
关试验,为设计和工程积累必要数据,完成CAP-1000和 1400技术条件自主设计。
2.3.4 核容器用SA533 Ty.B(16MND5、18MND5)钢板
套管用Z2CN18-10不锈钢管研制工作,
2.3.3 AP-1000核电站安全壳用SA738Gr.B钢板 我国从美国西屋引进的AP1000核电站安全壳,内层采用 钢制容器,设计选材为 SA738Gr.B高强度调质钢板。 每个安全壳的重量超过4000吨。 安全壳设备闸门等也选用 SA738Gr.B高强度调质钢板。
2.2宝钢核电用钢质保体系
1995年 1998年 2004年 2005年 2007年 通过英国BSI公司的质量管理体系(ISO 9001)认证; 通过华夏认证公司环境管理体系(ISO 14001)认证; 通过英国BSI公司质量、环境和职业健康安全管理 体系一体化认证; 通过中启质量体系认证中心测量管理体系认证; 按照ASME NCA3800的要求建立了完备的核电质保体系;
1.4 核电用钢的特点
• 核电用钢的特点 –高质量要求 –多品种需求 –小批量生产 • 决定了核岛设备用钢研发、试 制(评价)、批量生产、钢材 价格、设备安装、调试、服役 不同阶段明显的不同特点。
– – – – – 反应堆压力容器(RPV)---- 1级 稳压器(PR)---- 1级 蒸汽发生器(SG)---- 1级 蓄势器(ACC) ---- 2级 硼注射器---- 2级
为实现核电关键设备用钢的国产 化,宝钢相继新建和更新了直属 厂部、不锈钢、特钢的关键生产
核电用钢市场分析报告

核电用钢市场分析报告1.引言1.1 概述核电用钢市场一直是钢铁行业中的重要部分,随着世界范围内对清洁能源的需求日益增长,核电站建设规模不断扩大,核电用钢市场也迎来了新的发展机遇。
本报告将对核电用钢市场进行深入分析,包括市场概况、需求分析、供应情况、发展趋势和竞争格局等方面,旨在为相关利益方提供全面的行业市场情报,以促进行业健康可持续发展。
1.2 文章结构文章结构部分的内容:本报告分为引言、正文和结论三部分。
引言部分概述了本报告的背景和目的,以及对核电用钢市场进行分析的必要性。
正文部分将分析核电用钢市场的概况、需求情况和供应情况。
结论部分将总结核电用钢市场的发展趋势和竞争格局,为读者提供最新的市场分析和发展预测。
通过全面的分析和结论,读者将能够更加深入地了解核电用钢市场的情况和未来发展趋势。
1.3 目的文章的目的是通过对核电用钢市场进行深入分析,了解核电用钢市场的概况、需求和供应情况,以及市场的发展趋势和竞争格局。
通过该报告,我们可以为相关企业和行业从业者提供参考,帮助他们更好地了解核电用钢市场,制定合理的市场策略,以及促进核电用钢市场的健康发展。
1.4 总结总结:在本报告中,我们对核电用钢市场进行了全面分析。
通过对核电用钢市场概况、需求分析、供应情况等方面的深入研究,我们对市场现状有了更清晰的认识。
通过对未来发展趋势和竞争格局的分析,我们也对核电用钢市场的未来发展做出了一定的预测。
在未来的发展中,我们需要密切关注市场变化,抓住机遇,应对挑战,才能在核电用钢市场中取得更大的发展机会。
2.正文2.1 核电用钢市场概况核电用钢市场概况:核电作为清洁能源的重要组成部分,近年来得到了全球范围内的广泛发展和应用。
随着核电项目的不断扩张和建设,核电用钢的市场需求也逐渐增加。
核电用钢主要用于核反应堆压力容器、核电站设备支撑结构、核电站安全壳、核电站冷却设备等重要部件的制造,具有高强度、耐腐蚀、耐高温等特点。
目前,全球核电用钢市场规模逐步扩大,供需情况趋于平衡。
2016年电力改革之核电用钢现状及展望

2016年电力改革之核电用钢现状及展望当绿色环保作为新一时期的生活理念,改革自然刻不容缓。
2014年全球碳排放总量为357亿吨,前6大排放主体依次为中国、美国、欧盟、印度、俄罗斯以及日本,各国占比依次为29.6%、15.0%、9.6%、6.6%、5.0%以及3.6%,总计占全球69.2%。
中国是唯一一个年排放量超过100亿吨的国家,也是人类历史上唯一一个,然而这次的之最却并不是什么光彩的事情。
虽然早在1998年,中国就加入了《联合国气候变化框架公约的京都议定书》,其中约定发展中国家没有减排的义务,但是为了应对哥本哈根世界气候大会对碳减排义务和量重的重新划分,中国有义务承担“后京都时代”的大国责任,必须大量减少CO2等温室气体的排量。
要想减少碳排放,就得从根源上做好控制。
通过中国各行业碳排放的占比数据可以看出,电力行业是碳排放最大的领域,达到40%,且中国电力行业65%以上的来源仍依靠传统的火力发电。
图表1对比图表2火力发电和核电,可以看到火电对环境的污染远大于核电,要想做到大幅减少碳排放,电力改革必将作为重中之重。
本篇笔者仅针对核电问题,就核电现状、发展及用钢情况等展开分析。
图表2 100万千瓦装机容量核电站与火电站年排放量比较全球核电发展历史和现状回顾世界范围内核电的发展历史,在21世纪之前大致可分为三个阶段:1954年-1965年为验证示范阶段,第一代核电站在美苏等强国陆续投建,期间全球共有38台机组投入运行;1966年-1980年为高速发展阶段,更加经济安全的第二代核电站成为欧美工业化进程中能源的重要来源,特别是美国轻水堆核电的经济性得到验证之后,形成核电厂建设的一个高潮,期间全球共有242台核电机组投入运行,联邦德国、日本、巴西等国也加入了发展核电的行列;1981年-2000年为滞缓发展阶段,石油危机后,发达国家经济减速导致电力需求下降,加上受1979年美国三里岛核事故和1986年前苏联切尔诺贝利核泄漏的影响,公众对核电站抵制情绪增加,全球核电发展速度明显放缓。
玛氏体不锈钢在核电领域的应用及发展趋势分析

玛氏体不锈钢在核电领域的应用及发展趋势分析玛氏体不锈钢(Martensitic stainless steel)是一类具有良好高温力学性能和抗腐蚀性能的金属材料,广泛应用于核电领域。
本文将从介绍玛氏体不锈钢的特点、核电领域的应用以及未来的发展趋势等方面进行分析。
一、玛氏体不锈钢的特点玛氏体不锈钢是由铁、铬、镍、钼等元素组成的合金材料。
它通过加热至高温进行固溶处理,然后快速冷却以生成玛氏体组织,从而得到高强度的金属材料。
相比其他不锈钢,玛氏体不锈钢具有以下特点:1. 强度高:玛氏体不锈钢经过固溶处理后,其强度得到有效增强,具有良好的抗压、抗拉和抗弯性能。
2. 耐蚀性优异:玛氏体不锈钢中的铬元素能够与氧结合形成稳定的氧化铬层,从而赋予不锈钢良好的抗氧化和耐腐蚀性能。
3. 耐高温性能好:玛氏体不锈钢能够在高温下保持较好的强度和抗腐蚀性能,适用于核电领域的高温、高压环境。
二、玛氏体不锈钢在核电领域的应用1. 耐热部件:核电站中存在着高温、高压和强腐蚀性环境,玛氏体不锈钢由于其良好的耐高温和抗腐蚀性能,被广泛应用于核电锅炉、蒸汽发生器、冷却管道等耐热部件。
2. 燃料管道:玛氏体不锈钢能够在高温和辐射环境下保持良好的结构稳定性和尺寸精度,因此被用于制造核燃料管道,保障燃料的安全和可靠运输。
3. 泵体和阀门:在核电站的冷却循环系统中,玛氏体不锈钢用于制造泵体和阀门等流体控制设备,以确保系统的正常运行和安全性。
三、玛氏体不锈钢在核电领域的发展趋势随着核电领域的不断发展和技术的进步,玛氏体不锈钢的应用也在不断扩大。
未来玛氏体不锈钢在核电领域的发展趋势主要体现在以下几个方面:1. 材料优化:玛氏体不锈钢的组成和比例可以通过材料优化进行改良,以提高其强度、耐腐蚀性和耐高温性能,并满足核电设备对材料性能的更高要求。
2. 合金化:通过添加钼、钛和铝等元素,可以进一步改善玛氏体不锈钢的力学性能和耐腐蚀性能,以满足核电站极端环境下的应用需求。
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核电用钢的研究现状及发展趋势作者:王西涛李时磊来源:《新材料产业》2014年第07期目前,火力发电在中国的电力供应中占80%以上,不仅消耗了大量的不可再生化石能源,还造成了严重的空气污染。
随着中国对能源需求的不断增加和化石燃料消费所带来的气候变化以及资源短缺,中国加快了核电的发展步伐。
截至2014年5月,中国大陆在役的核电站为21座,在建的核电站为28座,在役和在建的装机总量约为4 870万kW,但在全国电力供应的比例中仍不足2%,远低于全球核电占比——15%。
根据国家《核电中长期发展规划(2011-2020年)》,到2020年中国核电装机将达到在运5 800万kW,在建3 000万kW。
我国目前正处在核电开工建设的高潮期,核电设备及用钢产业将迎来很好的发展机遇。
安全是核电的生命线。
核电站的安全既是运行阶段面临的问题,也存在于核电站的设计和建设阶段。
作为一个庞大而精密的完整系统,核电站的安全运行需要各关键部件的相互配合且长期正常运行,这给核电关键设备及用钢的安全性和可靠性提出了严格的要求。
我国的核电工业起步较晚、规模较小,尚未形成完整的核电产业体系,许多关键部件仍需进口。
我国在大力引进国外先进核电机组和消化吸收先进技术的同时,应尽快提高核电关键部件的国产化,尤其是核电用钢的国产化,着手建立核电用钢的选材标准和评价体系。
一、钢铁材料在核电站中的应用现状目前,世界上常见的核电站堆型有压水堆、沸水堆、重水堆、气冷堆和快中子堆等,最广泛采用的是以普通水作为冷却剂和慢化剂的压水堆。
我国在役和在建的核电站中,除秦山Ⅲ期采用CANDU型重水堆,山东荣成采用高温气冷堆外,其余均为压水堆,包括第3代AP1000核电机组。
压水堆核电站的核岛和常规岛中大部分部件采用钢铁材料,除核燃料包壳、控制棒驱动机构和蒸汽发生器传热管等部件采用锆合金和镍基合金外,其余设备均采用钢铁材料,如图1所示。
按照成本估算,压水堆核电站中采用钢铁材料制造部件的成本占整套核电机组部成本的83%,如图2所示。
在这些钢制部件中,制造难度最大的压力容器成本占比最高为14%,其次是主管道占12%,再次是蒸汽发生器占10%,核级阀占7%,主冷却泵占5%,堆内构件占4%,稳压器占1%;二回路中的泵、阀、管道、冷凝器等合计占16%,汽轮机占9%,汽水分离再热器占5%。
根据目前对2020年前核电项目建设的进度预测,按相关核电堆型的核电站平均单位投资为1.2万元/kW、设备投资占总投资的50%左右测算,设备投资总需求为4 800亿元左右。
核电站开工建设的高潮,必将大幅增加对核电用钢的需求。
1.一回路管道用钢一回路主管道是核电站正常、非正常、事故和试验工况下防止核反应裂变产物外泄至安全壳的重要屏障。
因此,核电主管道要能够耐高温、耐高压以及耐腐蚀。
早期核电站的部分主管道曾选用低合金钢管,并在管内堆焊不锈钢。
之后的核电主管道普遍采用18-8型奥氏体不锈钢,并在此基础上不断优化成分和生产工艺。
稳定化的奥氏体不锈钢:在18-8型不锈钢中加入钛(Ti)或铌(Nb)提高耐晶间腐蚀性能,但其焊接性能不好且造成夹杂物过多影响弯管的加工。
标准304和316奥氏体不锈钢:304不锈钢在18-8型奥氏体不锈钢基础上降低碳含量,316钢又加入了2%的钼(Mo),但它们在480~820℃之间长期停留仍有“敏化”的倾向。
超低碳304L和316L奥氏体不锈钢:在原来的钢种上继续降低碳含量,获得了优异的耐晶间腐蚀、焊接性能和加工性能,但最大的问题是强度不足。
第2代压水堆核电站的一回路主管道采用的是铸造双相不锈钢,在奥氏体基体中增加少量的铁素体(12%~20%),不仅提高了材料的强度和抗热裂性,还能够抑制应力腐蚀的发生。
但铁素体含量不能超过20%,否则会发生较严重的热老化现象。
第3代压水堆AP1000核电站的一回路主管道采用整体锻造的316LN奥氏体不锈钢,属于超低碳控氮奥氏体不锈钢,是在316L的基础上加入氮元素,既能够提高材料的强度,同时仍保持较高的塑韧性水平。
2.压力容器用钢反应堆压力容器在高温、高压、流体冲刷和腐蚀,以及强烈的中子辐照等恶劣条件下运行,其设计寿命不低于40年且不可更换。
压力容器材料必须满足以下特殊要求:足够高的纯净度、致密度和均匀度,适当的强度和良好的韧塑性,优良的抗辐照脆化和耐时效老化性能,优良的焊接性、冷热加工性能以及优良的抗腐蚀性能等。
压力容器材料一般都是在工程上成熟的材料基础上改进而成的。
最早的压力容器材料选用锅炉用碳(C)-锰(Mn)钢A212B(锻件为A105),随后改用淬透性和高温性能更好的Mn-Mo钢A302B(锻件为A336)。
20世纪60年代中期对A302B钢添加镍(Ni),发展出淬透性和韧性更好的Mn-Mo-Ni钢A533B(锻材为A508-Ⅱ钢)。
A508-Ⅲ钢在A508-Ⅱ钢基础上,通过降低C、铬(Cr)、Mo含量,提高Mn含量发展而来,是目前大型压水堆压力容器的首选材料。
3.蒸汽发生器用钢蒸汽发生器的作用是把一回路冷却剂从反应堆内带出的热量继续传递给二回路介质,并使其变为蒸汽推动汽轮机发电。
由于要承受高温、高压和介质的腐蚀、磨蚀等作用,蒸汽发生器部件尤其是传热管对材料性能的要求很苛刻。
早期的核电站由于蒸汽发生器选材或加工工艺不当等发生过多起因蒸汽发生器故障而停堆的事故,如1989年法国的某1 300MW核电站,1993年的美国特洛伊核电站和载恩核电站,2000年美国印第安角核电站等。
蒸汽发生器的外壳(包括上封头、上筒体、下筒体以及锥形体)由铁素体钢板制成;U型传热管过去使用18-8不锈钢,目前已广泛采用690、800等Ni基合金;管板采用高强度低合金钢锻造而成,一回路冷却剂侧为不锈钢堆焊层。
4.核级阀门用钢核级阀门在核电设备中属于关键附件,连接了核电站的300多个子系统,其种类主要有闸阀、截止阀、止回阀、蝶阀、安全阀、主蒸汽隔离阀、球阀、隔膜阀、减压阀和控制阀等。
虽然核级阀门在核电站的建设成本中占比很小,但在核电站所有部件的维修成本中,核级阀门的维修成本占据了50%以上。
核级阀门选用的材料一般需要具备良好的耐蚀性、抗辐照、抗冲击和抗晶间腐蚀,因此在一些主系统中均采用低碳甚至超低碳奥氏体型不锈钢做主体材料,并选用一些强度高、韧性好、耐高温高压、抗冲蚀和擦伤性能优越的合金材料来做阀杆或密封面等零件。
按照阀体材料的选择,核岛中碳钢阀门约占41%、不锈钢阀门约占55%、其他材料阀门仅占约4%。
5.堆内构件用钢堆内构件是指压力容器内除燃料组件及相关部件外的全部结构部件,其部件繁多、结构复杂、精度要求高,且需要承受高温高压、中子辐照、冷却剂腐蚀等考验。
因此,反应堆内构件材料的选材原则一般为:强度适当高、塑韧性好、能抗冲击和抗疲劳;中子吸收界面和中子俘获截面以及感生放射性小;抗辐照、耐腐蚀并与冷却剂相容性好;热膨胀系数小;良好的焊接和机加工工艺性能。
第2代压水堆核电站的堆内主体结构材料一般是奥氏体不锈钢,如304L、304LN、321、347、310,螺栓类材料为316LN、321H不锈钢,某些特殊件采用了马氏体不锈钢,如压紧弹簧的1Cr13。
第3代压水堆AP1000核电站,其功率更大、寿命更长,对堆内构件的成分和性能要求更严。
其主体结构材料选用锻造的F304和F304H奥氏体不锈钢,压紧弹簧采用改进型的403马氏体不锈钢。
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,是材料的制造国产化,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。