摘要：據(jù)我國核電設(shè)備主管道行業(yè)發(fā)展分析，核電主管道是核島內(nèi)連接反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器以及反應(yīng)堆冷卻劑泵的厚壁鋼管。
據(jù)我國核電設(shè)備主管道行業(yè)發(fā)展分析，核電主管道是核島內(nèi)連接反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器以及反應(yīng)堆冷卻劑泵的厚壁鋼管。上述3個部分通過主管道的連接形成一個閉合回路，在反應(yīng)堆冷卻泵的驅(qū)動下，冷卻劑(高純水)在回路中流動，帶出反應(yīng)堆壓力容器中核燃料裂變所產(chǎn)生熱量，并通過汽輪機發(fā)電機組將熱量轉(zhuǎn)化為電能。在壓水堆核電站的核島中，主管道是核島內(nèi)七大關(guān)鍵設(shè)備之一，堪稱核電站的主動脈。現(xiàn)對2015年我國核電設(shè)備主管道行業(yè)發(fā)展趨勢分析。
美國西屋公司推出的第3代核電技術(shù)AP1000主管道是AP1000核電機組中的關(guān)鍵部件之一，其成形制造工藝與第2代核電主管道有本質(zhì)區(qū)別。第2代、2代加的核電主管道設(shè)計壽命為40年，主要由鍛造或鑄造方法成形部件，再用焊接方法進(jìn)行連接。而AP1000主管道的設(shè)計使用壽命為60年，為了提高主管道使用性能及減少在役檢測成本，規(guī)定管身不能出現(xiàn)焊縫，需要采用整體鍛造成形，因此不能沿用傳統(tǒng)加工工藝方法。由于尺寸大，并且存在2個徑向呈 45°的圓形接管嘴，屬于典型的異型鍛件，成形難度非常大，國外亦無成熟的制造技術(shù)可以借鑒。為了實現(xiàn)第3代核電技術(shù)的國產(chǎn)化，研究核電主管道的制造工藝是非常有必要的。
核電主管道在服役期限內(nèi)承受較高溫度、相當(dāng)高的壓力、較高流速的高純水腐蝕和高頻疲勞的作用，工作環(huán)境十分惡劣。因此選用的管道材料必須具有高強度、高韌性、良好的疲勞性能以及抗腐蝕性能等。根據(jù)壓水堆種類不同，主管道采用材料也不盡相同。
核電設(shè)備主管道前景預(yù)測報告顯示，第3代核電技術(shù)AP1000主管道指定材料為核級控氮不銹鋼316LN(00Cr17Ni3Mo2N)，在316L的基礎(chǔ)上加入了適量的氮元素，既保持了316L的耐蝕性特點，又由于N的作用提高了強度和加工硬化傾向，而塑性、韌性又同時保持在較高水平。另外，氮的加入還進(jìn)一步改善了諸如耐點腐蝕、縫隙腐蝕和晶間腐蝕性能。
清華大學(xué)先進(jìn)成形制造教育部重點實驗室研究人員提出的新型鐓擠成形接管嘴工藝與傳統(tǒng)的核電主管道制造工藝相比，具有如下優(yōu)勢：
(1)材料利用率大大提高;
(2)由于機加工余量與火次的減少，單支主管道的制造時間將顯著縮短;
(3)更有利于晶粒尺寸的控制，保證核電主管道的內(nèi)部質(zhì)量。少量的切削加工不會破壞擠壓過程中所形成的金屬流線，用鐓擠方法制造的核電主管道耐腐蝕性能將得到極大提升。
百萬千瓦級壓水堆核電廠鍛造主管道，堪稱目前世界核電主管道制造難度之最，令人驚喜的是，這項技術(shù)被煙臺臺海瑪努爾核電設(shè)備有限公司一次試制成功。該成果屬國內(nèi)首創(chuàng)，屬于國際領(lǐng)先地位，將引領(lǐng)我國自主核電技術(shù)走向全球。
18日上午8時，臺?，?a href="http://www.ylsfxok.cn/show-309-1563-1.html" target="_blank" class="keylink">努爾二期生產(chǎn)車間，萬噸水壓機正在作業(yè)，通體透紅的核電設(shè)備材料一點點鍛造成形。“世界難題一舉攻破，主要靠這個‘大家伙’。” 煙臺市臺海集團(tuán)有限公司董事長王雪欣指著遠(yuǎn)處的萬噸水壓機說，二期全部達(dá)產(chǎn)后，能夠生產(chǎn)蒸發(fā)器、堆芯壓力容器、三代主管道、主泵泵殼、核級泵閥、大型雙相鋼及超級雙相鋼葉輪、波動管、堆內(nèi)構(gòu)件等各種大中小型核級鑄鍛件，產(chǎn)品范圍將可覆蓋核電站核島內(nèi)約80%的鑄鍛件。臺海瑪努爾核電二期位于萊山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，總建筑面積22萬平方米。項目達(dá)產(chǎn)后年銷售收入50億元，利稅15億元。
“一家民營企業(yè)，拿下了世界難度之最，真是了不起!”17日上午，百萬千瓦級壓水堆核電廠鍛造主管道成果鑒定會上，該項技術(shù)成果讓國內(nèi)赫赫有名的業(yè)界評審專家們豎起了大拇指。專家表示，百萬千瓦級壓水堆核電廠鍛造主管道研發(fā)成果屬國內(nèi)首創(chuàng)，居國際領(lǐng)先地位，將引領(lǐng)我國自主研發(fā)的ACP1000核電技術(shù)走向國際市場。
攻克一項世界難題，要多久?臺?，斉瑺柦o出的答案是1年。2012年6月，臺?，斉瑺?ldquo;牽手”中國核動力研究設(shè)計院，開始百萬千瓦級壓水堆核電廠鍛造主管道的研發(fā)、制造，僅不到1年時間，臺海成功拿出了1件試驗產(chǎn)品和3件評定產(chǎn)品。“從材料、冶煉、鍛造、機加工到彎制和熱處理，全流程均一次性試制成功。”王雪欣說，“這種全流程的生產(chǎn)模式和一次性試制成功，國內(nèi)獨此一家。”
ACP1000核電站是我國自主設(shè)計的第三代核電站，采用完全自主知識產(chǎn)權(quán)的百萬千瓦級三代壓水堆核電技術(shù)，該技術(shù)是我國核電技術(shù)30多年的集成和結(jié)晶。而百萬千瓦級壓水堆核電廠鍛造主管道則是連接反應(yīng)堆壓力容器和蒸汽發(fā)生器的大口徑厚壁承壓主管道。“主管道相當(dāng)于核蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)輸出堆芯熱能的 ‘大動脈’，是核電站的關(guān)鍵設(shè)備之一。”王雪欣說，主管道研發(fā)制造最大難點是采用了超低碳控氮不銹鋼整體鍛造技術(shù)，材料性能要求高，加工制造難度大，堪稱目前世界核電主管道制造難度之最。
鑒定會上，來自國內(nèi)業(yè)界權(quán)威評審專家們表示，該成果充分體現(xiàn)了三代核電技術(shù)對于主管道產(chǎn)品的自主化設(shè)計要求，生產(chǎn)工藝成熟，檢測手段完備，質(zhì)量保證體系有效運行，完全具備了整臺套、全流程的生產(chǎn)能力。ACP1000核電技術(shù)主要面向國內(nèi)、國外兩個市場，百萬千瓦級壓水堆核電廠鍛造主管道的試制成功，將大大加速ACP1000核電技術(shù)走向國際市場。“該成果屬國內(nèi)首創(chuàng)，居于國際領(lǐng)先地位，對我國
自主設(shè)計的核電站主管道產(chǎn)業(yè)化奠定了可靠基礎(chǔ)，具有很好的應(yīng)用前景。”中國工程院院士葉奇蓁說。（中國核電信息網(wǎng)）
