核電用鋼的制造

我國(guó)已具備自主設(shè)計(jì)30萬kW、60萬kW和百萬千瓦級(jí)壓水堆核電廠能力，已形成上海、哈爾濱和四川三大核電設(shè)備制造基地。三代核電自主化依托項(xiàng)目、世界首批AP1000機(jī)組，分別于2009年4月在浙江三門、9月在山東海陽動(dòng)工。2010年國(guó)家積極推進(jìn)核電建設(shè)，研究調(diào)整核電中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，加快沿海核電發(fā)展，積極推進(jìn)內(nèi)陸核電項(xiàng)目。到2020年，我國(guó)核電裝機(jī)容量有望超過7500萬kW。

核電站建設(shè)對(duì)鋼材需求很大，建設(shè)一座100萬kW級(jí)的核電機(jī)組大約需要20多萬噸鋼材。以此推算，我國(guó)目前在建核電站用鋼量將在1000萬噸以上，以平均3年的建設(shè)周期計(jì)算，每年用鋼量在300萬噸以上。

目前,世界上運(yùn)行和在建的核電站多是壓水堆,其核島中主要壓力容器(包括反應(yīng)堆壓力容器、蒸發(fā)器和穩(wěn)壓器)殼體所用材料基本上統(tǒng)一為大厚度的Mn-Mo-Ni系調(diào)質(zhì)鋼(如美國(guó)ASME規(guī)范中的SA533B1或SA533B2級(jí)鋼,法國(guó)RCC-M標(biāo)準(zhǔn)中16MND5、18MND5等)。核島中的反應(yīng)堆壓力容器、蒸發(fā)器和穩(wěn)壓器等所用鋼板厚度通常超過60mm,最厚可達(dá)到300mm,均屬于特厚板。

核電機(jī)組所用鋼管或合金管主要隨堆型的不同而有所變化，就中囯使用最多的1000MW級(jí)壓水堆核電機(jī)組而言，所用管子材料主要有核島反應(yīng)堆中核燃料棒包殼材料：鋯-4合金(Zircaloy)管；控制棒包殼材料用304不銹鋼(304SS)管；冷凝器和熱交換用鎳和鎳合金非標(biāo)準(zhǔn)無縫管材：Inconel600,Inconel690和Incoloy800等，目前這些品種規(guī)格的鋼管有待進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化。

核島中屬于核一級(jí)設(shè)備的容器,長(zhǎng)期在高溫和高壓下工作,反應(yīng)堆壓力容器活性區(qū)部分還要承受中子輻照，因此對(duì)核電站壓力容器用特厚鋼板提出了與一般用途厚板不同的非常嚴(yán)格的要求,如良好的低溫韌性、低的無塑性轉(zhuǎn)變溫度、中子輻照脆化小等,要求此類特厚鋼板從冶煉、錠(坯)制造到成品都要達(dá)到高質(zhì)量。