來(lái)源：中國能源報

    日前，由太原鋼鐵集團有限公司研發(fā)的國內首套CAP1000核電站用不銹鋼正式投入生產(chǎn)，第一批不銹鋼材料已發(fā)往核電設備制造廠(chǎng)家。該公司相關(guān)人士告訴記者，這些不銹鋼高端材料專(zhuān)門(mén)用于我國首次自主設計和建設的大型百萬(wàn)千瓦級CAP1000第三代核電機組的堆內構件制造，打破了國內核電領(lǐng)域關(guān)鍵材料長(cháng)期依賴(lài)進(jìn)口的局面。

    據記者了解，鋼材作為建造核電站的重要材料，其可靠性直接影響核電站的運行安全。業(yè)內人士告訴記者，進(jìn)一步提升核電用特殊鋼的質(zhì)量是關(guān)鍵，鋼企應加速研發(fā)新產(chǎn)品、新材料，以推動(dòng)核電用鋼國產(chǎn)化，滿(mǎn)足核電市場(chǎng)需求。

    核電重啟引爆高端鋼材需求

    8月底，國務(wù)院召開(kāi)常務(wù)會(huì )議，再次通過(guò)高層傳遞了啟動(dòng)核電項目的信息。9月9日，國家能源局組織召開(kāi)核電重大專(zhuān)項“十三五”規劃編制工作啟動(dòng)會(huì )，國家能源局局長(cháng)吳新雄強調，“十三五”時(shí)期是核電重大專(zhuān)項沖刺的五年，要加快關(guān)鍵領(lǐng)域、關(guān)鍵環(huán)節的技術(shù)攻關(guān)，推動(dòng)核電技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級。受益于核電重啟，核電用高端鋼材將迎來(lái)廣闊的發(fā)展前景。

    按《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規劃》），“十二五”期間，我國核電運行裝機容量要達到4000萬(wàn)千瓦，預計共需要核電用鋼7萬(wàn)噸/年、核級鋯材1200噸/年、鋯和鋯合金鑄錠2000噸/年等?！兑巹潯诽岢鲆陨虾?、江蘇江陰等為中心，建設高品質(zhì)特殊鋼基地，重點(diǎn)建設華東高品質(zhì)特殊鋼綜合生產(chǎn)基地；依托鞍山、大連等老工業(yè)基地，打造東北高品質(zhì)特殊鋼基地；在山西太原、湖北武漢、河南舞陽(yáng)、天津等地建設若干專(zhuān)業(yè)化高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)基地?！兑巹潯愤€要求組織開(kāi)發(fā)具有高強、耐蝕、延壽等綜合性能好的高品質(zhì)鋼材，重點(diǎn)推進(jìn)核電壓力容器大鍛件508-3系列、蒸汽發(fā)生器690傳熱管、AP1000整體鍛造主管道316LN等關(guān)鍵鋼種的研發(fā)生產(chǎn)，實(shí)現核電鋼成套供應能力。

    據了解，核電站建設對鋼材需求很大，建設一座100萬(wàn)千瓦級的核電機組大約需要20多萬(wàn)噸鋼材。

    其中，核電機組所用鋼管或合金管主要隨堆型的不同而有所變化，就我囯使用最多的1000MW級壓水堆核電機組而言，所用管材主要有核島反應堆中核燃料棒包殼材料用鋯-4合金(Zircaloy)管，控制棒包殼材料用304不銹鋼(304SS)管，冷凝器和熱交換器用鎳和鎳合金非標準無(wú)縫管材Inconel600、Inconel690、Incoloy800等。目前這些品種規格的鋼管還有待進(jìn)一步國產(chǎn)化。

    專(zhuān)家向記者表示，高品質(zhì)鋼方面，未來(lái)，核電大型鍛件、特厚鋼板、超超臨界鍋爐用鋼、高溫高壓轉子材料將會(huì )得到快速發(fā)展，高性能不銹鋼、高標準軸承鋼、齒輪鋼、工磨具鋼、高溫合金及耐蝕合金等材料也會(huì )得到快速發(fā)展。

    核電用鋼國產(chǎn)化需加速

    “ ‘十二五’以來(lái)，我國新材料產(chǎn)業(yè)實(shí)現了快速發(fā)展，材料工業(yè)的結構調整也邁出了堅實(shí)步伐。核電用鋼、高性能碳纖維、大尺寸石墨烯薄膜等一批重點(diǎn)品種取得重要突破，填補了國內空白。但總體上看，新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平離支撐制造強國要求仍有較大差距。從國內發(fā)展情況看，傳統材料產(chǎn)能過(guò)剩與高端產(chǎn)品依賴(lài)進(jìn)口同時(shí)存在。” 工業(yè)和信息化部副部長(cháng)蘇波在2014中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展高層論壇上表示。

    據了解，雖然目前我國在第二代和“二代加”核電站建設中所用的鋼材已基本實(shí)現了國產(chǎn)化，但在第三代核電用鋼的技術(shù)標準、品種質(zhì)量和生產(chǎn)規范等方面還須加快國產(chǎn)化進(jìn)程。

    據東方電氣集團相關(guān)專(zhuān)家介紹，第三代核電用鋼對鋼材的強度、韌性、化學(xué)成分和尺寸精度等方面要求極為嚴格。在冶煉中，第三代核電用鋼對鋼的純凈度要求更高，對雜質(zhì)元素控制更嚴，并且要求進(jìn)行嚴格的無(wú)損檢測，所有核電設備用鋼要進(jìn)行100%超聲波檢驗，鋼板表面要進(jìn)行磁粉探傷，這也對探傷操作人員資質(zhì)提出了較高的要求。

    不僅如此，專(zhuān)家還表示，第三代核電用鋼的制造難度也大大增加，主要是鋼板單重重、規格大，屬超寬、超厚、超重型，甚至有的鋼材已接近或超過(guò)國內外先進(jìn)軋機的極限水平，如核蒸汽系統輸出堆芯熱能的主管道，是連接反應堆壓力容器和蒸汽發(fā)生器的特厚壁承壓管道，屬核一級關(guān)鍵設備，要采用超低碳控氮不銹鋼整體鍛造工藝制造，其技術(shù)難度非常高。

    業(yè)內人士分析，實(shí)現第三代核電用鋼國產(chǎn)化，不僅要提高鋼的冶煉制造水平，而且要求采用新一代核電用鋼標準，這是實(shí)現核電用鋼國產(chǎn)化的關(guān)鍵。由于第三代核電用鋼品種、規格復雜，涵蓋了碳素鋼、合金鋼、不銹鋼和鎳基材料等，目前存在著(zhù)品種不全、標準體系不夠完善，還不能完全滿(mǎn)足核電站建設需求的問(wèn)題，尤其是第三代核電用鋼采用ASME（美國機械工程師協(xié)會(huì )）規范設計要求，從材料牌號、生產(chǎn)制造、品質(zhì)要求、檢測方法到焊接安裝等一系列工藝技術(shù)均面臨新的課題。

    據了解，目前中國已經(jīng)采用AP1000技術(shù)在建4臺機組，但在鋼種采購方面仍以進(jìn)口為主。因此，我國亟須加強反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩壓器等核島設備用特殊鋼的開(kāi)發(fā)，盡早實(shí)現以國產(chǎn)化替代進(jìn)口。