核電金屬管道2

1、核電金屬管道1.1 第三代核電技術(shù)21.2核電用管管綜述21.2.1核電管道要求和選材32先進壓水堆管道32.1核島蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)用核2、3級無縫鋼管32.1.1 P280GH無縫鋼管的性能特點32.1.1.1 安全性要求32.1.1.2 質(zhì)量要求42.1.2 關(guān)鍵技術(shù)42.1.2.1 化學(xué)成分設(shè)計42.1.2.2 冶煉工藝42.1.2.3 制管工藝42.1.2.4 熱處理工藝52.2 壓水堆核電站一回路主管道材料52.2.1 一回路主管道制備工藝62.3 EPR核電站常規(guī)島主蒸汽和主給水管道的選材62.3.1 管道選材的要求72.3.2 管道材料的選擇72.3.3 主給水管道材料73

2、先進輕水堆73.1 AP1000主管道73.1.1 冶煉技術(shù)83.1.2 鍛造技術(shù)84 核電金屬管道的相關(guān)技術(shù)、專利94.1 管道彎曲工藝94.1.1 各種彎曲方法94.2 A-T I G焊在核電管道全位置焊接中的應(yīng)用94.3 Z形跳焊法在核電工程管道中的應(yīng)用94.4 鋯材在核電站的應(yīng)用104.4.1 鋯合金包殼管在核電站的重要性104.4.2 鋯材在核電站中的應(yīng)用104.5 相關(guān)專利115 國內(nèi)外知名企業(yè)135.1 國內(nèi)知名企業(yè)135.2 國外知名企業(yè)151.1 第三代核電技術(shù)1.2核電用管管綜述核反應(yīng)堆使用的是帶有輻射性的核燃料，一旦發(fā)生核泄漏，會嚴重惡化該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境，因此核電站對核島

3、的安全要求最高。核電站使用的管材，其安全等級分為核級和非核級；核級材料又分為核一級、核二級和核三級。此外，在生產(chǎn)制造過程中也有嚴格質(zhì)保要求。通常，核島一回路管道為核級材料，其中用于一回路冷卻系統(tǒng)的所有承壓邊界設(shè)備和管道均屬核一級材料，部分蒸汽輸送管道為核二級和核三級材料；常規(guī)島的二回路系統(tǒng)管道均為非核級材料。核電站主管道（如下圖）是連接反應(yīng)堆壓力容器和蒸汽發(fā)生器的大型厚壁管道，是核電蒸汽供應(yīng)系統(tǒng)輸出堆芯熱能的“大動脈”，是核電站的一級關(guān)鍵部件之一。它的重要性不言而喻，其材料通常為含一定鐵素體相的奧氏體不銹鋼，國外也稱雙相不銹鋼，此類材料綜合性能優(yōu)異。1.2.1核電管道要求和選材對于主蒸汽、主給

4、水管道可以考慮常規(guī)島主蒸汽、主給水管道材料的選用與核島側(cè)主蒸汽、主給水管道保持一致，從而避免現(xiàn)場異種鋼之間的焊接問題，但核島側(cè)主蒸汽管道材料（主蒸汽管道A106C，主給水管道P11） 多為國外生產(chǎn)，國內(nèi)廠家產(chǎn)品質(zhì)量不易保證；或考慮全部國內(nèi)采購重點考察其他核電項目應(yīng)用過的材料如WB36CN1。對于長期受濕蒸汽沖刷腐蝕的管道，考慮壓水堆核電廠濕蒸汽對管道的沖刷腐蝕較為嚴重，宜采用低合金管材或碳鋼管材；對于一些重要的濕蒸汽介質(zhì)管道（如抽汽管道） 考慮采用進口低合金管材，如：ASTM A335P22；對于經(jīng)常處于備用狀態(tài)或小管徑濕蒸汽介質(zhì)管道，考慮采用國產(chǎn)低合金管材或碳鋼管材，如：12Cr2MoG、2

5、0鋼等；對于過熱蒸汽介質(zhì)管道，如低壓缸第一級抽汽為過熱蒸汽，但蒸汽溫度不高，低于200 ，此種管道，考慮采用國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，如20鋼。對于穩(wěn)定流動的水介質(zhì)管道（如凝結(jié)水系統(tǒng)管道、常規(guī)島閉式冷卻水系統(tǒng)管道等），該類管道考慮到流動加速腐蝕因素，按管道的使用頻率選用國產(chǎn)20（控Cr）鋼或20鋼。對于疏水管道（加熱器疏水管、熱力系統(tǒng)管道疏水、排污管等），易出現(xiàn)汽水兩相流，從而受到?jīng)_刷、腐蝕。選用原則為：調(diào)節(jié)閥或疏水閥前管道選用國產(chǎn)20（控Cr） 鋼或20鋼，調(diào)節(jié)閥后或疏水閥后選用國產(chǎn)不銹鋼管材，如國產(chǎn)TP304L。對于氣體管道，常規(guī)島氣體系統(tǒng)包括壓縮空氣系統(tǒng)、氮氣系統(tǒng)、氫氣系統(tǒng)、二氧化碳系統(tǒng)，可根

6、據(jù)使用條件選用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼，可選用20鋼或國產(chǎn)TP304L等。對于油管道如汽輪發(fā)電機潤滑油系統(tǒng)、發(fā)電機氫密封油系統(tǒng)、各輔助機械潤滑油系統(tǒng)等，可根據(jù)使用條件選擇國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或不銹鋼，如：20鋼、TP304L等。 一回路管道系統(tǒng)屬于反應(yīng)堆冷卻劑壓力邊界的一部分，管道的服役條件復(fù)雜，對鋼管材質(zhì)的性能要求也各不相同。該系統(tǒng)使用的管道主要有：主冷卻劑管道、波動管線和噴淋管線、輔助系統(tǒng)中的1 級管道以及與主冷卻系統(tǒng)相連的小徑管（直徑25.4mm）。 （1）主冷卻劑管道選用含少量鐵素體（5%15%）的奧氏體- 鐵素體雙相不銹鋼（如 Z3 CN 20- 09M），以避免單相奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐

7、蝕。其鐵素體含量通過成分配比調(diào)整；鋼管制造工藝目前采用離心澆鑄工藝生產(chǎn)，今后將有可能采用鍛制工藝生產(chǎn)。 （2）與主冷卻系統(tǒng)相連的小徑管與主冷卻系統(tǒng)相連的小徑管要求具有耐酸性介質(zhì)的腐蝕性，通常采用奧氏體不銹鋼：不含 Mo18- 10 型（Z2 CN 19.10）；含 Mo 的 17- 12 型（Z3CND 17.12）；時效硬化不銹鋼。 （3）蒸汽發(fā)生器傳熱管蒸汽發(fā)生器傳熱管要求兼顧強韌性和耐應(yīng)力腐蝕能力。目前多采用鎳基合金 Inconel690、In-conel600。（4）核蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)管道核蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)管道（NSSS和 BNI）主要采用碳素鋼/碳錳鋼，如 P280GH、TU

8、E250B、TU42C、TU48C等。2先進壓水堆管道2.1核島蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)用核2、3級無縫鋼管根據(jù)國家二代加核電機組CPR1000建設(shè)的需要，按法國壓水堆核島機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則簡稱RCC-M材料規(guī)范研制的核島蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)用核級鋼管P280GH、P265GH、TU42C、TUE250等品種。這里主要介紹P280GH這一型號鋼管。2.1.1 P280GH無縫鋼管的性能特點2.1.1.1 安全性要求核能發(fā)電是通過核反應(yīng)堆產(chǎn)生的熱能實現(xiàn)發(fā)電的，安全性要求很高,絕不允許發(fā)生蒸汽泄漏。P280GH是RCC-M規(guī)范中規(guī)定了高溫特性的碳素鋼無縫鋼管品種。具有良好的沖擊韌性和焊接性能。在加

9、入特定范圍的Cr,P280GH具有較好的抗流動加速腐蝕FAC性能，被廣泛用于壓水堆核電站主蒸汽系統(tǒng).蒸汽發(fā)生器給水控流.輔助給水系統(tǒng)和汽輪機旁路系統(tǒng)等。在核島部分使用的P280GH通常為核2級無縫鋼管。2.1.1.2 質(zhì)量要求P280GH無縫鋼管質(zhì)量特性可以概括為以下幾點：(1) 對S、P的含量要求比一般鋼管嚴格，同時限制As、Sn、Cu、B等殘余元素含量和碳當(dāng)量(Ceq)，對用于給水控流系統(tǒng)管道的鋼管必須控制Cr含量等。(2) 除了常溫性能要求外!還規(guī)定了高溫性能和低溫沖擊性能，對核2級的管道還有試樣模擬熱處理后的性能和管體性能必須同時滿足技術(shù)指標(biāo)的規(guī)定。(3) 鋼管探傷嚴格按RCC-M規(guī)范

10、進行，除進行縱、橫向探傷(C5當(dāng)量）外用于主蒸汽系統(tǒng)的鋼管還要進行分層缺陷探傷!因此對鋼質(zhì)純凈度要求很高。(4) 對鋼管表面質(zhì)量要求嚴格，要求滲透/磁粉探傷檢驗合格!因此必須采取特殊的表面精整措施。2.1.2 關(guān)鍵技術(shù) 2.1.2.1 化學(xué)成分設(shè)計1) 降低P、S含量，提高其高溫拉伸性能和橫向低溫沖擊韌性指標(biāo)。2) 控制合適的C、Mn含量及最佳的Mn/C范圍，既要保證碳當(dāng)量滿足產(chǎn)品要求，又要保證鋼管模擬熱處理后的強度指標(biāo)穩(wěn)定，管體和模擬熱處理試樣拉伸性能同時滿足技術(shù)規(guī)范的要求。3) 將殘余元素N作為合金元素加以控制，提高P280GH鋼的低溫沖擊韌性。 2.1.2.2 冶煉工藝針對P280GH鋼

11、的特殊質(zhì)量要求，設(shè)計了“電弧爐（轉(zhuǎn)爐）+VD真空精煉+連鑄”、“電弧爐（轉(zhuǎn)爐）+連鑄+電渣重熔”冶煉工藝；針對P280GH低碳錳鋼容易產(chǎn)生包晶反應(yīng)，而且產(chǎn)品對Al含量有要求，冶煉過程容易增碳，連鑄坯容易產(chǎn)生表面裂紋等問題，通過采取措施，加強初煉鋼水脫氧劑的使用，降低初煉鋼水O含量，提高Al的收得率，避免精煉后期因加Al導(dǎo)致鋼水中Al2O3夾雜物增加，影響鋼質(zhì)純凈度。采取專門設(shè)計的連鑄二冷制度澆鑄工藝和特殊保護渣，防止鑄坯產(chǎn)生裂紋。2.1.2.3 制管工藝設(shè)計了鋼錠（連鑄坯）直接軋管和鍛坯斜軋穿孔（包括二次延伸）兩種熱軋管工藝和冷軋管工藝，突破了單一軋管工藝對產(chǎn)品規(guī)格范圍的限制。經(jīng)過不斷地實踐和

12、改進，已經(jīng)掌握了熱軋管溫度控制、軋管工具配置、終軋溫度、毛管冷卻速度對產(chǎn)品最終性能的影響規(guī)律以及冷軋工藝控制技術(shù)，在生產(chǎn)操作規(guī)程中對熱軋加熱爐各段加熱溫度及加熱時間、工模具質(zhì)量及潤滑、二次延伸毛管的冷卻速度、冷軋管坯質(zhì)量要求等作了專門規(guī)定，從而保證P280GH無縫鋼管具有良好的尺寸精度和表面質(zhì)量。 2.1.2.4 熱處理工藝其技術(shù)關(guān)鍵是防止加熱過程中產(chǎn)生粗晶和混晶組織。因此，一般情況下，正火工藝是以細化晶粒為目標(biāo)!選擇較低的正火加熱溫度!提高低溫沖擊韌性；但是對于厚壁管!尤其是有模擬熱處理要求的主蒸汽系統(tǒng)管道用管!為滿足其強度指標(biāo)模擬熱處理后達到標(biāo)準要求，除了優(yōu)化成分外，在熱處理時取相對較高的

13、正火溫度，并采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方式，以確保產(chǎn)品模擬熱處理后的強度指標(biāo)達到技術(shù)規(guī)范要求。2.2 壓水堆核電站一回路主管道材料一回路主管道屬于核安全一級部件，尺寸大、運行條件苛刻(約300°C、16 MPa的含磷酸、硼酸高溫高壓水)，對材料性能要求極高，除要求有良好的綜合力學(xué)性能(足夠的強度、高的塑性和韌性)外，還要求耐高溫高壓水腐蝕，具有良好的抗疲勞性能、易加工性和焊接性能等。擁有-雙相組織的鑄造奧氏體不銹鋼(約5%20%鐵素體相以島狀分布在奧氏體基體上一CASS)能很好的滿足上述性能，廣泛用于核電站一回路主管道。 目前世界上半數(shù)以上的核電站是按法國核島設(shè)備設(shè)計和建造委員會(AFCEN)制

14、定的RCCM壓水堆機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則制造的，我國正在建造的和今后相當(dāng)一部分核電站也都按這個規(guī)范建造。RCC-M壓水堆機械設(shè)備設(shè)計和建造規(guī)則是一部國際上公認的最為安全的核電設(shè)備制造規(guī)范，按RCC-M制造的核電設(shè)備迄今為止沒有發(fā)生過重大的安全事故，且設(shè)備故障率最低。RCC-M規(guī)范中的牌號Z3CN20.09M不銹鋼屬于低碳奧氏體鐵素體型不銹鋼。RCC-M規(guī)范要求Z3CN20.09M鐵素體含量范圍1220，最理想值為1518，其值可依據(jù)Shaeffler圖通過改變材料成分實現(xiàn)調(diào)控。2.2.1 一回路主管道制備工藝壓水堆一回路主管道可以采用鍛造或鑄造制造工藝。采用鍛造奧氏體不銹鋼時，主管道組織均勻，

15、力學(xué)性能較好；但由于制造工藝的限制，直管段制造長度受限，使主管道焊縫數(shù)量增多，焊接工作量增大，而且由于材料本身特點，在焊接時容易產(chǎn)生焊接缺陷。鑄造工藝可以克服鍛造主管道的缺點在保證主管道力學(xué)性能不降低的前期下，采用鑄造奧氏素體一鐵體不銹鋼來替代鍛造奧氏體不銹鋼。鑄造奧氏素體一鐵體不銹鋼具有較好的焊接性能，焊接時不易產(chǎn)生焊接缺陷，且采用離心鑄造可以制造出長度較大的直管，使焊縫數(shù)量減少，這一技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用到主管道的生產(chǎn)中。原料經(jīng)過電弧爐+氬氧爐雙聯(lián)冶煉，調(diào)控微合金元素及雜質(zhì)含量得到成分合格的鋼液，成分調(diào)控時要嚴格將C含量降低到0.03%以下，然后進行澆注。彎頭通過砂型靜態(tài)鑄造成型，直管經(jīng)臥式離心

16、鑄造機成型，成型后的毛坯管件脫模后進行固溶熱處理，目的是減少缺陷、均勻成分及調(diào)控鐵素體含量從而提高性能，熱處理工序完成后進行機械加工。直管和彎頭的加工包括內(nèi)圓和外圓的加工，機加工設(shè)備主要包括大型的車床、鏜床及工裝。對直管和彎頭的機加工關(guān)鍵在于制定合理的加工工藝，并配套相應(yīng)的設(shè)備。2.3 EPR核電站常規(guī)島主蒸汽和主給水管道的選材隨著我國第三代核電技術(shù) EPR 的引進，作為其常規(guī)島最主要的兩大管道，主蒸汽和主給水管道所用鋼管對材質(zhì)的技術(shù)要求也隨之增高，這些管道都是在高溫、高壓條件下工作的大口徑厚壁管。2.3.1 管道選材的要求在選材時不需考慮管道的抗高溫強度和抗蠕變性能，但要注意以下兩個因素的影

17、響:1） 耐流體加速腐蝕（FAC）性能。在核電管道設(shè)計階段，為了防止 FAC 的發(fā)生，主給水管道應(yīng)盡量選用有一定量鉻元素的管材，使其對 FAC 不敏感。2） 滿足使用壽命。因為 EPR 主蒸汽管道的設(shè)計溫度為 311，高壓給水管道及其輔助管道的最高設(shè)計溫度為261，只要選取材料的蠕變溫度高于這個設(shè)計溫度，在運行中就不會因為時間的積累產(chǎn)生蠕變，可以達到滿足 60 年壽期的技術(shù)要求；在選取該類管道材料設(shè)計溫度下的許用應(yīng)力時，可以選擇與時間無關(guān)的強度指標(biāo)，即設(shè)計溫度下鋼材的屈服強度和抗拉強度，以保證管道的壽命與核電站設(shè)計壽期一致。2.3.2 管道材料的選擇主蒸汽管道（VPU）的作用是將來自蒸汽發(fā)生器

18、（SG）的主蒸汽送入汽輪機（GPV）和汽水分離再熱器（GSS），設(shè)計壓力 99 bar，設(shè)計溫度 311。使用的材料是 WB36CN1或者A106B 碳鋼管道。WB36CN1 在設(shè)計上滿足 EPR 機組管道耐流體加速腐蝕（FAC）的性能要求。WB36CN1 鋼是德國曼內(nèi)斯曼公司企業(yè)標(biāo)準中的一個鋼種，是在碳錳鋼基礎(chǔ)上添加 Ni2Cu2Mo 合金發(fā)展起來的。特點是強度高，使用溫度為 400，也可用作管壁溫度達 500的高溫管道，目前國內(nèi)核電站主要使用的是 WB36CN1 進口管材，已在成都無縫鋼管廠及武漢重工鍛造公司實現(xiàn)了國產(chǎn)化WB36CN1 鋼管，目前已供應(yīng)嶺澳二期核電站使用。2.3.3 主給水

19、管道材料主給水管道的功能是將來自主給水泵的主給水通過高壓加熱器后送入蒸汽發(fā)生器。EPR 設(shè)計中，4臺主給水泵出口有一個 DN1000 的聯(lián)箱，兩列高壓加熱器出口也有一個 DN1000 的聯(lián)箱，在材料選取上，ALSTOM 推薦分段選取，即 APA 泵出口處到高加進口處的管道使用 ASTM A335 P91，從高加出口處到與核島接口處使用 ASTM A335 P11；目前CPR1000 和 AP1000 在主給水管道選材上沒有進行分段選取，而且 CPR1000 的主給水管道與主蒸汽使用相同的材料WB36CN1，AP1000推薦采用A106B。3 先進輕水堆3.1 AP1000主管道我國引進的美國西

20、屋公司的AP1000第三代核電技術(shù)，由于其設(shè)計壽命提高到60年，核電站安全性能指標(biāo)也大幅度提升，主管道要求采用整體鍛造方法制造，接管嘴要求與主管一體鍛造管道（包括彎管部分）不允許有環(huán)焊縫，其冶煉，澆鑄，鍛造，深孔加工，彎管等工藝都存在較大困難。AP1000主管道在設(shè)計上首次采用了整體鍛造316LN大型無縫管，不但設(shè)計使用壽命提高到60年，而且由于采用整體鍛造管，不存在焊縫，也大大降低了核電站在役檢查工作量。AP1000主管設(shè)計理念的創(chuàng)新，對主管道制造提出更高的要求，下面以主管道熱段為例，分析其特點以及制造難度。如圖2所示AP1000主管道熱段示意圖，這是主管道系統(tǒng)中制造難度最大的部件。其外徑為

21、952mm、內(nèi)徑778mm。彎曲度角為56.4°，在熱段上只有兩只整體鍛造成形的相對角度為45°的接管嘴。根據(jù)目前超低碳不銹鋼的冶制水平及裝備，許多企業(yè)都能冶煉出成分合格的鋼錠，關(guān)鍵問題是如何保證鋼錠的鍛造性能。熱段管的成品重量將近9t，所以鍛造鋼錠一般超過70t，鍛造如此重量的扛鼎我國尚缺乏經(jīng)驗，而且熱段管上面一同鍛造的接管嘴更加增添了鍛造難度。另外，成功彎制出大直徑、大厚度、帶接管嘴的不銹鋼管，在世界范圍內(nèi)還未見報道。3.1.1 冶煉技術(shù)主管道采用TP316LN鋼管，屬于控氮型超低碳奧氏體不銹鋼，其技術(shù)難點如下：1) 超低碳的控制2) 氮的控制技術(shù)3) 有害元素的控制（

22、P、S）3.1.2 鍛造技術(shù)為保證鍛造壓實效果，AP1000主管道在具有足夠壓力的自由鍛壓機上進行成形。其技術(shù)難題如下：1) 鍛造裂紋2) 晶體度控制3) 異型鍛件成型技術(shù)4 核電金屬管道的相關(guān)技術(shù)、專利4.1 管道彎曲工藝目前，在核電管道安裝中大量使用了彎管，這些彎管不僅改善了流體的力學(xué)l生能，同時也減少了管道上的焊口數(shù)量，提高了管線運行的可靠性；彎管可根據(jù)技術(shù)要求采用冷彎或熱彎工藝，每種工藝又各有幾種方法，彎管的加工一般都在車間進行，生產(chǎn)環(huán)境和精度上有可靠地保證，是工廠化管道生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，而合理地選取彎曲工藝和方法是保證彎管質(zhì)量的關(guān)鍵，目前工藝管道彎曲半徑普遍都在3倍公稱直徑以上，管徑愈

23、大，彎曲半徑也愈大，工藝操作難度愈大，所以在選材、彎制、檢查、處理等環(huán)節(jié)上必須嚴格執(zhí)行標(biāo)準。4.1.1 各種彎曲方法1) 管道冷彎的方法 冷彎有轉(zhuǎn)動彎曲、頂推彎曲和滾動彎曲3種方法。2) 管道熱彎曲的方法 熱彎有火爐加熱彎曲、中頻和高頻感應(yīng)加熱彎曲3種方法。4.2 A-T I G焊在核電管道全位置焊接中的應(yīng)用采用傳統(tǒng)焊接方法焊接的接頭有1530存在焊接缺陷，需要返修。即使采用全自動焊接技術(shù)，也難免會產(chǎn)生缺陷。如何改善管道全位置焊接工藝，保證獲得高質(zhì)量的焊接接頭，一直是管道全位置焊接急需解決的問題。近來，A加G焊接法在工業(yè)生產(chǎn)中得到了重要應(yīng)用，在相同焊接條件下焊縫熔深可達到傳統(tǒng)TIG焊熔深的2-

24、3倍，對于壁厚12 mill以下的不銹鋼和碳鋼對接焊縫，可以不開坡口，一次焊接完成，并能單面焊雙面成型。對于6 mm厚的不銹鋼管道不開坡口，使用活性劑后可以一次焊透，并且能單面焊接雙面成型?；钚院附臃ㄔ诠艿廊恢煤附又械膽?yīng)用不僅擴大了活性劑的使用范圍，而且突破了在不開坡口的情況下，管道全位置焊機只能焊接薄壁管的局限性，焊接效率大幅度提升。4.3 Z形跳焊法在核電工程管道中的應(yīng)用先進行中心四角點固焊（定位焊），可對鈦板進行分割成2個或幾個中心，焊接時，應(yīng)基本對稱焊接。每個區(qū)域內(nèi)焊接時應(yīng)采用Z形跳焊法，如圖2所示。4.4 鋯材在核電站的應(yīng)用鋯合金的熱中子吸收截面小、導(dǎo)熱率高、機械性能好，又具有良好

25、的加工性能以及同 UO2相容性好，尤其對高溫水、高溫水蒸氣也具有良好的抗蝕性能和足夠的熱強性。因此，被廣泛用做水冷動力堆的包殼材料和堆芯結(jié)構(gòu)材料，成為核電站的重要應(yīng)用材料。4.4.1 鋯合金包殼管在核電站的重要性核反應(yīng)堆是利用核裂變過程中所釋放出來的巨大能量，通過核電設(shè)備最終轉(zhuǎn)化成電能。由于在反應(yīng)過程中存在大量的輻射，具有很大的危害性，因此，核安全就成為發(fā)展核電工業(yè)所必須解決的首要任務(wù)。在核電設(shè)計中，核安全的首道防線就是核燃料的包覆材料包殼管，由它擔(dān)負著防止核燃料泄漏的重要任務(wù)，要求在整個使用過程中不能發(fā)生破損，造成放射性外逸。在眾多候選材料中，鋯合金以其優(yōu)異的核性能，成為核燃料包殼管的首選材

26、料，并獲得了令人滿意的使用效果。隨著核反應(yīng)堆技術(shù)朝著提高燃料燃耗，反應(yīng)堆熱效率和安全可靠性，以及降低燃料循環(huán)成本方向發(fā)展，對鋯合金包殼材料的性能提出了更高的要求，包括腐蝕性能、吸氫性能、力學(xué)性能和輻照尺寸穩(wěn)定性等。為此，人們在提高鋯合金性能方面進行了大量的研究工作，開發(fā)了一些新鋯合金。4.4.2 鋯材在核電站中的應(yīng)用如 Zr- 2 合金適于作沸水堆結(jié)構(gòu)材料，加拿大道格拉斯點反應(yīng)堆的高壓管和瑞士盧森斯堆的高壓管均采用該合金等；Zr- 4 合金適于作壓水堆和重水堆的結(jié)構(gòu)材料，美國卡羅萊納維爾吉尼亞堆的高壓管、加拿大研制的重水堆中燃料束擋板和格架采用的是 Zr- 4 合金。4.5 相關(guān)專利及行業(yè)標(biāo)準

27、5 國內(nèi)外知名企業(yè)5.1 國內(nèi)知名企業(yè)中國一重：中國第一重型機械股份公司是國內(nèi)最大的核電鍛件生產(chǎn)企業(yè)，90%以上的國產(chǎn)核電鍛件，80%以上的國產(chǎn)核反應(yīng)堆壓力容器由公司生產(chǎn)。在核電產(chǎn)品研制方面占領(lǐng)市場制高點。2010年，核能設(shè)備已成為公司主要產(chǎn)品之一，所占比重達到16.46%。二重重裝：二重集團(德陽)重型裝備股份有限公司。公司已取得核島鍛件“全域”通行證，公司陸續(xù)攻克了CPR1000核島蒸汽發(fā)生器管板，水室封頭，反應(yīng)堆壓力容器整體封頭，接管筒體等所有核級鍛件的關(guān)鍵制造技術(shù)，已成為國內(nèi)當(dāng)前最具整體突破核級鍛件成套供貨的重要企業(yè)之一，已經(jīng)完成了300噸到600噸大型鋼錠系列鋼錠模的研究，設(shè)計和制造

28、，形成了二重重裝大型鋼錠系列，核電蒸發(fā)器，管板鍛件實現(xiàn)了批量制造，產(chǎn)品質(zhì)量性能指標(biāo)達到了國際領(lǐng)先水平，二代加核電管板產(chǎn)品的合格率穩(wěn)定在80%以上，在行業(yè)中處于領(lǐng)先地位，已經(jīng)實現(xiàn)了蒸發(fā)器錐形筒體中筒節(jié)，下筒節(jié)等鍛件的大批量生產(chǎn)，掌握了冶煉，鍛造，熱處理和彎管等制造技術(shù)，并成功鍛制了全球首支AP1000核電主管道。上海電氣：上海電氣集團股份有限公司。公司是核電堆內(nèi)構(gòu)件，控制棒驅(qū)動機構(gòu)目前國內(nèi)唯一的生產(chǎn)制造商，并已成為國內(nèi)核電核島設(shè)備產(chǎn)業(yè)鏈最完整的供應(yīng)商。公司已擁有了300MW等級核電常規(guī)島設(shè)備，600MW等級核電常規(guī)島設(shè)備，1000MW等級核電常規(guī)島設(shè)備，高溫氣冷堆實驗堆和其他新堆型等主要設(shè)備的能

29、力，并分別在秦山核電站一期，秦山核電站二期，嶺澳核電站等投入運行。公司計劃至2012年，核電常規(guī)島主設(shè)備及核島主設(shè)備均實現(xiàn)年產(chǎn)能4-6臺套。2010年公司第三代核電AP1000獲得重大突破，已簽署桃花江4臺機組核電供貨訂單。截止2010年末，公司核電核島設(shè)備在手訂單已突破190億元，產(chǎn)品覆蓋了所有中國市場在建核電項目。臺?，斉瑺枺簾熍_臺?，斉瑺柡穗娫O(shè)備股份有限公司（THM）是煙臺市臺海集團有限公司于2006年12月15日創(chuàng)建的專業(yè)致力于百萬千瓦級壓水堆核電廠一回路主管道的生產(chǎn)企業(yè)，同時提供各種類型復(fù)雜鑄件，大中小型鍛件及鍛坯，離心管，管坯，電渣重熔與真空自耗鋼錠，特種合金等。是目前全球唯一一家同時具備二代和三代核電主管道生產(chǎn)能力的制造企業(yè)。三洲川化：四川三洲川化機核能設(shè)備制造有限公司。門類齊全，先進配套的制造、檢測設(shè)備更是產(chǎn)品質(zhì)量的有力保證。多年來，三洲核能始終關(guān)注著行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)進步與創(chuàng)新，不斷加強設(shè)備的改進和配套，保證了技術(shù)設(shè)備的持續(xù)領(lǐng)先。公司擁有主要生產(chǎn)設(shè)備187臺（套），其中高、精設(shè)備43臺（套），三洲核能確保品質(zhì)服務(wù)。吉林