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核电用钢的研究现状及发展趋势
作者：王西涛 李时磊
来源：《新材料产业》2014年第07期
目前，火力发电在中国的电力供应中占80%以上，不仅消耗了大量的不可再生化石能源，还造成了严重的空气污染。随着中国对能源需求的不断增加和化石燃料消费所带来的气候变化以及资源短缺，中国加快了核电的发展步伐。截至2014年5月，中国大陆在役的核电站为21座，在建的核电站为28座，在役和在建的装机总量约为4 870万kW，但在全国电力供应的比例中仍不足2%，远低于全球核电占比——15%。根据国家《核电中长期发展规划（2011-2020年）》，到2020年中国核电装机将达到在运5 800万kW，在建3 000万kW。我国目前正处在核电开工建设的高潮期，核电设备及用钢产业将迎来很好的发展机遇。
安全是核电的生命线。核电站的安全既是运行阶段面临的问题，也存在于核电站的设计和建设阶段。作为一个庞大而精密的完整系统，核电站的安全运行需要各关键部件的相互配合且长期正常运行，这给核电关键设备及用钢的安全性和可靠性提出了严格的要求。我国的核电工业起步较晚、规模较小，尚未形成完整的核电产业体系，许多关键部件仍需进口。我国在大力引进国外先进核电机组和消化吸收先进技术的同时，应尽快提高核电关键部件的国产化，尤其是核电用钢的国产化，着手建立核电用钢的选材标准和评价体系。 一、钢铁材料在核电站中的应用现状
目前，世界上常见的核电站堆型有压水堆、沸水堆、重水堆、气冷堆和快中子堆等，最广泛采用的是以普通水作为冷却剂和慢化剂的压水堆。我国在役和在建的核电站中，除秦山Ⅲ期采用CANDU型重水堆，山东荣成采用高温气冷堆外，其余均为压水堆，包括第3代AP1000核电机组。压水堆核电站的核岛和常规岛中大部分部件采用钢铁材料，除核燃料包壳、控制棒驱动机构和蒸汽发生器传热管等部件采用锆合金和镍基合金外，其余设备均采用钢铁材料，如图1所示。
按照成本估算，压水堆核电站中采用钢铁材料制造部件的成本占整套核电机组部成本的83%，如图2所示。在这些钢制部件中，制造难度最大的压力容器成本占比最高为14%，其次是主管道占12%，再次是蒸汽发生器占10%，核级阀占7%，主冷却泵占5%，堆内构件占4%，稳压器占1%；二回路中的泵、阀、管道、冷凝器等合计占16%，汽轮机占9%，汽水分离再热器占5%。
根据目前对2020年前核电项目建设的进度预测，按相关核电堆型的核电站平均单位投资为1.2万元/kW、设备投资占总投资的50%左右测算，设备投资总需求为4 800亿元左右。核电站开工建设的高潮，必将大幅增加对核电用钢的需求。 1.一回路管道用钢
核电用钢的研究现状及发展趋势
