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來源：中國能源報

    日前，由太原鋼鐵集團有限公司研發(fā)的國內(nèi)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)往核電設備制造廠家。該公司相關人士告訴記者，這些不銹鋼高端材料專門用于我國首次自主設計和建設的大型百萬千瓦級CAP1000第三代核電機組的堆內(nèi)構件制造，打破了國內(nèi)核電領域關鍵材料長期依賴進口的局面。

    據(jù)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(nèi)人士告訴記者，進一步提升核電用特殊鋼的質(zhì)量是關鍵，鋼企應加速研發(fā)新產(chǎn)品、新材料，以推動核電用鋼國產(chǎn)化，滿足核電市場需求。

    核電重啟引爆高端鋼材需求

    8月底，國務院召開常務會議，再次通過高層傳遞了啟動核電項目的信息。9月9日，國家能源局組織召開核電重大專項“十三五”規(guī)劃編制工作啟動會，國家能源局局長吳新雄強調(diào)，“十三五”時期是核電重大專項沖刺的五年，要加快關鍵領域、關鍵環(huán)節(jié)的技術攻關，推動核電技術及其相關產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，促進產(chǎn)業(yè)升級。受益于核電重啟，核電用高端鋼材將迎來廣闊的發(fā)展前景。

    按《新材料產(chǎn)業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》），“十二五”期間，我國核電運行裝機容量要達到4000萬千瓦，預計共需要核電用鋼7萬噸/年、核級鋯材1200噸/年、鋯和鋯合金鑄錠2000噸/年等。《規(guī)劃》提出要以上海、江蘇江陰等為中心，建設高品質(zhì)特殊鋼基地，重點建設華東高品質(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、天津等地建設若干專業(yè)化高品質(zhì)特殊鋼生產(chǎn)基地。《規(guī)劃》還要求組織開發(fā)具有高強、耐蝕、延壽等綜合性能好的高品質(zhì)鋼材，重點推進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等關鍵鋼種的研發(fā)生產(chǎn)，實現(xiàn)核電鋼成套供應能力。

    據(jù)了解，核電站建設對鋼材需求很大，建設一座100萬千瓦級的核電機組大約需要20多萬噸鋼材。

    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縫管材Inconel600、Inconel690、Incoloy800等。目前這些品種規(guī)格的鋼管還有待進一步國產(chǎn)化。

    專家向記者表示，高品質(zhì)鋼方面，未來，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得到快速發(fā)展。

    核電用鋼國產(chǎn)化需加速

    “ ‘十二五’以來，我國新材料產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)了快速發(fā)展，材料工業(yè)的結構調(diào)整也邁出了堅實步伐。核電用鋼、高性能碳纖維、大尺寸石墨烯薄膜等一批重點品種取得重要突破，填補了國內(nèi)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(nèi)發(fā)展情況看，傳統(tǒng)材料產(chǎn)能過剩與高端產(chǎn)品依賴進口同時存在。” 工業(yè)和信息化部副部長蘇波在2014中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展高層論壇上表示。

    據(jù)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現(xiàn)了國產(chǎn)化，但在第三代核電用鋼的技術標準、品種質(zhì)量和生產(chǎn)規(guī)范等方面還須加快國產(chǎn)化進程。

    據(jù)東方電氣集團相關專家介紹，第三代核電用鋼對鋼材的強度、韌性、化學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，并且要求進行嚴格的無損檢測，所有核電設備用鋼要進行100%超聲波檢驗，鋼板表面要進行磁粉探傷，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(guī)格大，屬超寬、超厚、超重型，甚至有的鋼材已接近或超過國內(nèi)外先進軋機的極限水平，如核蒸汽系統(tǒng)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，其技術難度非常高。

    業(yè)內(nèi)人士分析，實現(xiàn)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，這是實現(xiàn)核電用鋼國產(chǎn)化的關鍵。由于第三代核電用鋼品種、規(guī)格復雜，涵蓋了碳素鋼、合金鋼、不銹鋼和鎳基材料等，目前存在著品種不全、標準體系不夠完善，還不能完全滿足核電站建設需求的問題，尤其是第三代核電用鋼采用ASME（美國機械工程師協(xié)會）規(guī)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均面臨新的課題。

    據(jù)了解，目前中國已經(jīng)采用AP1000技術在建4臺機組，但在鋼種采購方面仍以進口為主。因此，我國亟須加強反應堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器等核島設備用特殊鋼的開發(fā)，盡早實現(xiàn)以國產(chǎn)化替代進口。