電力改革背景下核電用鋼現(xiàn)狀及展望

袁廣平

摘 要：十八屆三中全會強(qiáng)調(diào)指出“要加快電力體制改革步伐，讓市場在電力資源配置中發(fā)揮決定性作用”。2015年3月15日，國務(wù)院正式發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》。新電改“9號文”及其配套文件的發(fā)布，揭開了我國新一輪電改的序幕，對我國電力行業(yè)的發(fā)展具有重大指導(dǎo)意義和深遠(yuǎn)影響。本文闡述核電產(chǎn)業(yè)作為我國電力工業(yè)的重要組成部分，以其清潔能源特性及成本、技術(shù)方面的特殊性，必迎來的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。與此同時介紹核電用鋼的現(xiàn)狀及展望。

關(guān)鍵詞：電力體制改革；核電產(chǎn)業(yè)；現(xiàn)狀及展望

中圖分類號：F426.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）04-0132-01

隨著我國電力體制改革的深入推進(jìn)，電力行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略和市場競爭策略都在進(jìn)行全面調(diào)整；而核電產(chǎn)業(yè)作為新興的高科技能源產(chǎn)業(yè)，必將迎來新的發(fā)展機(jī)遇和市場挑戰(zhàn)。由于核能的特殊性，核電用鋼的安全性和可靠性至關(guān)重要。因此我國需要加快核電用鋼開發(fā)，同時建立相應(yīng)的核電用鋼體系，以滿足核電機(jī)組建造對鋼材的需求。

1 核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的背景

十八屆三中全會發(fā)布了新電改“9號文”及其配套文件，這揭開了我國新一輪電改的序幕，對我國電力行業(yè)的發(fā)展具有重大指導(dǎo)意義和深遠(yuǎn)影響。新電力改革將市場競爭機(jī)制引入電力領(lǐng)域；同時兼顧行政指導(dǎo)，通過政府進(jìn)一步發(fā)展清潔能源。核電以其清潔能源特性及成本、技術(shù)方面的特殊性居于國家能源安全的戰(zhàn)略性地位，并擁有巨大的市場潛力。

2 核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及前景

核能正式利用開始于1942年，由美國建成了世界上第一座人工核反應(yīng)堆；隨后，工業(yè)發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)70年代以核代油使核電進(jìn)入發(fā)展高潮；在近代發(fā)展過程中，雖然發(fā)生的三哩島事故、切爾諾貝利事故和日本福島事故，使核電發(fā)展陷入低谷，但人們?nèi)匀话押穗姺旁谥匾哪茉次恢肹1]。

我國核電起步較晚，到目前為止，核電僅占全國電力供應(yīng)總量的2%左右，而全世界的核電占電能的比重大概15%左右，核電在我國能源所占比重還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于全世界平均水平。隨著乏燃料發(fā)電等技術(shù)的發(fā)展，保證核電安全、完善核電標(biāo)準(zhǔn)、優(yōu)化核電規(guī)模和布局已取代鈾資源限制，成為研究我國核電發(fā)展的重要問題。

3 核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的用鋼標(biāo)準(zhǔn)與特點(diǎn)

安全是核電的生命線，作為一個龐大而精密的完整系統(tǒng)，核電站的安全運(yùn)行需要各關(guān)鍵設(shè)備部件的相互配合且長期正常運(yùn)行，這給核電關(guān)鍵設(shè)備及用鋼的安全性和可靠性提出了嚴(yán)格的要求。核電站中用鋼較多的主要部件為：安全殼、蒸發(fā)器部件、穩(wěn)壓器部件、安注箱部件、硼注箱部件、汽水分離器部件、發(fā)動機(jī)部件、汽輪機(jī)、輔機(jī)部件、換熱器部件、柴油機(jī)儲油罐、預(yù)埋件等?？偨Y(jié)為三塊：核島用鋼、常規(guī)島用鋼、廠房及其他部分用鋼。其中核島用鋼為核心關(guān)鍵部位用鋼，并且是技術(shù)要求最高部分[2]。

我國在建或計(jì)劃建設(shè)的核電機(jī)組以二代半和三代技術(shù)為主，即形成列化和標(biāo)準(zhǔn)化的大型商用核電機(jī)組?，F(xiàn)我國在核電用鋼方面沒有正式的國家標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)鍵核級設(shè)備材料按國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采購，主要是目前世界上公認(rèn)的核電用鋼生產(chǎn)和使用的標(biāo)準(zhǔn)：法國RCC-M和美國ASME-Ⅲ。

核電用鋼特點(diǎn)主要包括以下六方面：（1）核電用鋼范圍廣、品種全。（2）核電用鋼生產(chǎn)難度大。（3）化學(xué)成分要求嚴(yán)格。（4）力學(xué)性能要求嚴(yán)格、復(fù)雜。（5）在特定溫度下要有良好的組織穩(wěn)定性、可焊性、冷熱加工性和抗疲勞強(qiáng)度，在反應(yīng)堆輻照條件下應(yīng)具有良好的抗輻照脆化敏感性。（6）無損檢測要求嚴(yán)格。

4 核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展用鋼的現(xiàn)狀及展望

具體設(shè)備而言，第二代壓水堆主管道采用的是鑄造雙相不銹鋼，該鋼種強(qiáng)度、抗熱裂、及抗應(yīng)力腐蝕性能優(yōu)異，但在鐵素體大于20%時，熱老化現(xiàn)象明顯；第三代壓水堆AP1000主管道采用低碳控氮奧氏體不銹鋼316LN，整體鍛制而成，該材料在保持較高強(qiáng)度的同時，仍可以具有較高的塑韌性，但是鍛制工藝難度較大。目前壓力容器的首選材料是A508-3，該材料是在A508-2的基礎(chǔ)上，通過降低碳、鉻、鉬元素的含量，提高錳含量發(fā)展而來。蒸汽發(fā)生器外殼由鐵素體鋼板制成，其中U型管采用690、800等鎳基合金，管板采用高強(qiáng)度低合金鋼鍛制成型。堆內(nèi)構(gòu)件是指壓力容器內(nèi)，除燃料組件及相關(guān)部件外的全部結(jié)構(gòu)部件，第二代壓水堆一般采用奧氏體不銹鋼，主要有304L、304LN、321、347、310，第三代壓水堆AP1000堆內(nèi)構(gòu)件主體材料選用F304和F304H奧氏體不銹鋼。

伴隨核電技術(shù)不斷進(jìn)步及成熟，國際核電用鋼正沿著一條低強(qiáng)度—中強(qiáng)度—高強(qiáng)度—超高強(qiáng)度的路線發(fā)展。而我國在核反應(yīng)堆發(fā)電用鋼方面也取得了一定成果，基本上掌握了AP1000壓力容器大鍛件用鋼，ASME SA508的生產(chǎn)制造技術(shù)，盡管產(chǎn)品質(zhì)量與穩(wěn)定性與國外先進(jìn)水平相比差距較大。同時，AP1000主管道在AP1000技術(shù)轉(zhuǎn)讓中是唯一沒有技術(shù)轉(zhuǎn)讓或技術(shù)支持的關(guān)鍵設(shè)備，我國已采用奧氏體不銹鋼316LN整體鍛制的技術(shù)，成功制造出滿足相關(guān)技術(shù)要求的主管道，并為后續(xù)項(xiàng)目供貨。

5 結(jié)語

鋼鐵材料應(yīng)用于核電站中的關(guān)鍵部件的制造，占整體采購成本的絕大部分。實(shí)現(xiàn)核電用鋼生產(chǎn)國產(chǎn)化、核電用鋼標(biāo)準(zhǔn)國產(chǎn)化及建立符合自身特點(diǎn)的核電用鋼質(zhì)量管理體系具有重要的意義，只有這樣我國核電用鋼才算實(shí)現(xiàn)了真正意義的國產(chǎn)化，我國也才成為真正的核電大國和核電強(qiáng)國。

參考文獻(xiàn)

[1]王勇，王長順，孫殿東.核電用鋼的開發(fā)與展望[J].鞍鋼技術(shù)，2012（6）：6-31.

[2]洪猛.電力體制改革與核電電價(jià)政策淺析[J].中國核工業(yè)，2016（1）：51-53.