核电金属管道2.doc

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1、核电金属管道1.1第三代核电技术21.2核电用管管综述21.2.1核电管道要求和选材32先进压水堆管道32.1核岛蒸汽系统和核辅助系统用核2、3级无缝钢管32.1.1P280GH无缝钢管的性能特点32.1.1.1安全性要求32.1.1.2质量要求42.1.2关键技术42.1.2.1化学成分设计42.1.2.2冶炼工艺42.1.2.3制管工艺42.1.2.4热处理工艺52.2压水堆核电站一回路主管道材料52.2.1一回路主管道制备工艺62.3EPR核电站常规岛主蒸汽和主给水管道的选材62.3.1管道选材的要求

2、72.3.2管道材料的选择72.3.3主给水管道材料73先进轻水堆73.1AP1000主管道73.1.1冶炼技术83.1.2锻造技术84核电金属管道的相关技术、专利94.1管道弯曲工艺94.1.1各种弯曲方法94.2A-TIG焊在核电管道全位置焊接中的应用94.3Z形跳焊法在核电工程管道中的应用94.4锆材在核电站的应用104.4.1锆合金包壳管在核电站的重要性104.4.2锆材在核电站中的应用104.5相关专利115国内外知名企业135.1国内知名企业135.2国外知名企业151.1第三代核电技术1.2核

3、电用管管综述核反应堆使用的是带有辐射性的核燃料，一旦发生核泄漏，会严重恶化该区域的生态环境，因此核电站对核岛的安全要求最高。核电站使用的管材，其安全等级分为核级和非核级；核级材料又分为核一级、核二级和核三级。此外，在生产制造过程中也有严格质保要求。通常，核岛一回路管道为核级材料，其中用于一回路冷却系统的所有承压边界设备和管道均属核一级材料，部分蒸汽输送管道为核二级和核三级材料；常规岛的二回路系统管道均为非核级材料。核电站主管道（如下图）是连接反应堆压力容器和蒸汽发生器的大型厚壁管道，是核电蒸汽供应系统输出堆

4、芯热能的“大动脉”，是核电站的一级关键部件之一。它的重要性不言而喻，其材料通常为含一定铁素体相的奥氏体不锈钢，国外也称双相不锈钢，此类材料综合性能优异。1.2.1核电管道要求和选材对于主蒸汽、主给水管道可以考虑常规岛主蒸汽、主给水管道材料的选用与核岛侧主蒸汽、主给水管道保持一致，从而避免现场异种钢之间的焊接问题，但核岛侧主蒸汽管道材料（主蒸汽管道A106C，主给水管道P11）多为国外生产，国内厂家产品质量不易保证；或考虑全部国内采购重点考察其他核电项目应用过的材料如WB36CN1。对于长期受湿蒸汽冲刷腐蚀的

5、管道，考虑压水堆核电厂湿蒸汽对管道的冲刷腐蚀较为严重，宜采用低合金管材或碳钢管材；对于一些重要的湿蒸汽介质管道（如抽汽管道）考虑采用进口低合金管材，如：ASTMA335P22；对于经常处于备用状态或小管径湿蒸汽介质管道，考虑采用国产低合金管材或碳钢管材，如：12Cr2MoG、20钢等；对于过热蒸汽介质管道，如低压缸第一级抽汽为过热蒸汽，但蒸汽温度不高，低于200℃，此种管道，考虑采用国产优质碳素结构钢，如20钢。对于稳定流动的水介质管道（如凝结水系统管道、常规岛闭式冷却水系统管道等），该类管道考虑到流动加速

6、腐蚀因素，按管道的使用频率选用国产20（控Cr）钢或20钢。对于疏水管道（加热器疏水管、热力系统管道疏水、排污管等），易出现汽水两相流，从而受到冲刷、腐蚀。选用原则为：调节阀或疏水阀前管道选用国产20（控Cr）钢或20钢，调节阀后或疏水阀后选用国产不锈钢管材，如国产TP304L。对于气体管道，常规岛气体系统包括压缩空气系统、氮气系统、氢气系统、二氧化碳系统，可根据使用条件选用优质碳素结构钢或不锈钢，可选用20钢或国产TP304L等。对于油管道如汽轮发电机润滑油系统、发电机氢密封油系统、各辅助机械润滑油系统等

7、，可根据使用条件选择国产优质碳素结构钢或不锈钢，如：20钢、TP304L等。一回路管道系统属于反应堆冷却剂压力边界的一部分，管道的服役条件复杂，对钢管材质的性能要求也各不相同。该系统使用的管道主要有：主冷却剂管道、波动管线和喷淋管线、辅助系统中的1级管道以及与主冷却系统相连的小径管（直径≤25.4mm）。（1）主冷却剂管道选用含少量铁素体（5%～15%）的奥氏体-铁素体双相不锈钢（如Z3CN20-09M），以避免单相奥氏体不锈钢的应力腐蚀。其铁素体含量通过成分配比调整；钢管制造工艺目前采用离心浇铸工艺生产，

8、今后将有可能采用锻制工艺生产。（2）与主冷却系统相连的小径管与主冷却系统相连的小径管要求具有耐酸性介质的腐蚀性，通常采用奥氏体不锈钢：不含Mo18-10型（Z2CN19.10）；含Mo的17-12型（Z3CND17.12）；时效硬化不锈钢。（3）蒸汽发生器传热管蒸汽发生器传热管要求兼顾强韧性和耐应力腐蚀能力。目前多采用镍基合金Inconel690、In-conel600。（4）核蒸汽系统和核辅助系统管道核蒸汽系统