核電材料測(cè)試技術(shù)與成套裝備及安全評(píng)價(jià)應(yīng)用

合作單位：

上海核工程研究設(shè)計(jì)院有限公司 中國(guó)原子能科學(xué)研究院 中國(guó)核動(dòng)力研究設(shè)計(jì)院

蘇州熱工研究院有限公司 上海電氣核電設(shè)備有限公司 哈電集團(tuán)（秦皇島）重型裝備有限公司

寶鋼特鋼有限公司 煙臺(tái)臺(tái)?，斉瑺柡穗娫O(shè)備有限公司 大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司

核動(dòng)力運(yùn)行研究所 國(guó)核電站運(yùn)行服務(wù)技術(shù)有限公司 生態(tài)環(huán)境部核與輻射安全中心

中國(guó)核學(xué)會(huì)

成果簡(jiǎn)介

針對(duì)核電廠核島關(guān)鍵設(shè)備的主要腐蝕失效模式與實(shí)驗(yàn)室模擬試驗(yàn)的關(guān)鍵難點(diǎn)問(wèn)題，自主設(shè)計(jì)并研制了10 類模擬核電高溫高壓水環(huán)境中開(kāi)展材料損傷試驗(yàn)的關(guān)鍵測(cè)試裝備和原位測(cè)試技術(shù)，用于核電材料腐蝕損傷試驗(yàn)研究和安全評(píng)價(jià)。精確模擬了核電站高溫高壓水化學(xué)環(huán)境，創(chuàng)制了核電高溫高壓水中材料在加載條件下的光學(xué)、光譜、聲發(fā)射、電化學(xué)、裂紋擴(kuò)展、應(yīng)變等原位測(cè)量裝備；創(chuàng)制了核電高溫高壓水中劃傷再鈍化暫態(tài)電化學(xué)快速評(píng)價(jià)材料應(yīng)力腐蝕敏感性技術(shù)；研制了實(shí)現(xiàn)核電高溫高壓水中腐蝕電化學(xué)、應(yīng)力腐蝕、腐蝕疲勞、腐蝕磨損、縫隙腐蝕、輻照促進(jìn)應(yīng)力腐蝕等多種材料腐蝕失效行為的測(cè)試設(shè)備；發(fā)明了核電高溫高壓水中多種在線原位測(cè)試探頭；建立了核島關(guān)鍵部件的應(yīng)力腐蝕安全評(píng)價(jià)與剩余壽命評(píng)估技術(shù)。上述技術(shù)均已得到成功應(yīng)用。

社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益

成果成功用于大亞灣核電站、設(shè)計(jì)院、制造廠、安審機(jī)構(gòu)等 10 余個(gè)單位和AP系列、“華龍一號(hào)”等多個(gè)三代重要核電型號(hào)關(guān)鍵裝備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、評(píng)價(jià)中，同時(shí)也已經(jīng)用于在役核電站的失效事件分析與運(yùn)行安全評(píng)價(jià)中，在核電行業(yè)得到廣泛認(rèn)同，為核電自主設(shè)計(jì)、自主建造、自主運(yùn)行、自主管理提供了強(qiáng)有力的支撐。該成果產(chǎn)生了 5 億多元的直接經(jīng)濟(jì)效益，形成了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)（申請(qǐng)發(fā)明專利 38 件，已授權(quán)發(fā)明專利 27 件；注冊(cè)軟件著作權(quán) 1 件），牽頭編制了 12 項(xiàng)測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（4 項(xiàng)團(tuán)體、8 項(xiàng)企業(yè)），均已發(fā)布；團(tuán)隊(duì)被國(guó)際評(píng)估認(rèn)為“在該領(lǐng)域位于領(lǐng)先行列”（IMR isa top player in this area），為核電作為國(guó)家名片“走出去”提供了重要科技支撐。

模擬核電水化學(xué)環(huán)境的循環(huán)水回路系統(tǒng)

高溫高壓水輻照促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂試驗(yàn)設(shè)備

高溫高壓水應(yīng)力腐蝕試驗(yàn)設(shè)備

中國(guó)核學(xué)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)

高溫高壓水原位劃傷再鈍化測(cè)試設(shè)備

團(tuán)隊(duì)成員

韓恩厚

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人，提出原位測(cè)試方法的總體設(shè)計(jì)和思路，合作研制了系列試驗(yàn)?zāi)M設(shè)備與原位測(cè)量技術(shù)，提出核島部件的安全評(píng)價(jià)技術(shù)思路并合作實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)。

吳欣強(qiáng)

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作研制了高溫高壓水環(huán)境疲勞試驗(yàn)裝置與評(píng)價(jià)技術(shù)、縫隙腐蝕模擬試驗(yàn)技術(shù)及在線電化學(xué)監(jiān)測(cè)探頭與應(yīng)用技術(shù)。

張志明

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：完成了多種國(guó)產(chǎn)材料與現(xiàn)役裝備的性能測(cè)試，合作完成了百萬(wàn)千瓦級(jí)核反應(yīng)堆回路關(guān)鍵管道部件失效根本原因分析與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

酈曉慧

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作研制了模擬核電高溫高壓水循環(huán)回路、高溫高壓水腐蝕電化學(xué)、原位劃傷再鈍化、腐蝕磨損設(shè)備。

彭群家

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作研制了模擬輻照促進(jìn)應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂的試驗(yàn)設(shè)備。

王儉秋

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作研制了模擬核電高溫高壓水動(dòng)態(tài)腐蝕電化學(xué)、原位劃傷再鈍化、腐蝕磨損、應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展原位測(cè)試的系列試驗(yàn)設(shè)備及原位測(cè)量技術(shù)。

柯 偉

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作討論和指導(dǎo)學(xué)生完成原位測(cè)試設(shè)備的研制，為各裝備研制提供了重要指導(dǎo)。

譚季波

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作研發(fā)了高溫高壓水中疲勞試樣標(biāo)距段應(yīng)變的原位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，建立了國(guó)產(chǎn)核級(jí)奧氏體合金的環(huán)境疲勞校正因子模型。

匡文軍

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作研發(fā)了模擬核電高溫高壓水循環(huán)回路，開(kāi)發(fā)了高溫高壓水原位光學(xué)、光譜觀測(cè)窗口和恒載荷加載裝置。

王海濤

中國(guó)科學(xué)院金屬研究所

主要貢獻(xiàn)：合作建立了核級(jí)不銹鋼彎管應(yīng)力腐蝕裂紋擴(kuò)展的定量預(yù)測(cè)模型，對(duì)核電站在役彎管潛在裂紋進(jìn)行有效的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。