目前,我國已建和在建的二代加核電站以壓水堆核電站為主,核島設(shè)備是遵循RCC系列規(guī)范,采用RCC--M壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)范。新建AP1000三代核電站按照美國ASME核電規(guī)范要求,采用ASMEBPVCⅢ核設(shè)施部件建造規(guī)則。核電站管道系統(tǒng)和設(shè)備制造使用的無縫不銹鋼管可分為四大類,即碳鋼/碳錳鋼/低合金鋼類、鉻鉬鋼類、不銹鋼類和鎳基合金類。核電站中不同的管道系統(tǒng)使用不同材質(zhì)和不同核安全級別的無縫不銹鋼管。如核安全等級1級、2級、3級、非核級材料,其質(zhì)量等級別分別對應(yīng)RCC--M規(guī)范Q1、Q2、Q3、QNC級和ASMEBPVCⅢ規(guī)范A、B、C、D級,其生產(chǎn)制造和質(zhì)保要求均嚴(yán)格按照規(guī)范的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行,核1、2、3級產(chǎn)品的生產(chǎn)制造活動(dòng)還需要向國家核安全局申報(bào)、備案,并接受監(jiān)管。
不銹鋼管材質(zhì)特點(diǎn)及選材要求:核電站核島回路系統(tǒng)由于要將放射性物質(zhì)包容在其內(nèi),管道材料選擇要求考慮運(yùn)行工況、冷卻劑介質(zhì)、材料老化等多種因素。如核蒸汽系統(tǒng)輸出堆芯熱能的主管道,是連接反應(yīng)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(shè)備,目前二代核電機(jī)組采用奧氏體--鐵素體雙相不銹鋼離心鑄管,而三代核電AP1000機(jī)組則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;與冷卻劑相關(guān)的一回路管道系統(tǒng)采用不含Mo的304不銹鋼、含Mo的316L不銹鋼及時(shí)效硬化型奧氏體不銹鋼管;蒸汽發(fā)生器的傳熱管要求強(qiáng)韌性和耐應(yīng)力腐蝕能力,通常采用Inconel600和Inconel690的鎳基合金管;對于核蒸汽系統(tǒng)和核輔助系統(tǒng)管道(NSSS和BNI)則一般采用碳鋼/碳錳鋼管,如TUE250B、TU42C、P280GH(TU48C)、A106BP11Gr6等。
常規(guī)島管道二回路管道系統(tǒng)主要是輸送蒸汽和給水,整個(gè)系統(tǒng)輸送的介質(zhì)溫度、壓力參數(shù)均比同功率火電機(jī)組低,沒有高溫蠕變問題,因此常規(guī)島二回路管道系統(tǒng)用鋼管采用碳/碳錳鋼。但是,因?yàn)樵摴艿老到y(tǒng)輸送帶一定濕度的飽和蒸汽,存在“流動(dòng)加速的腐蝕(FAC)問題,這會間接影響整個(gè)電站的安全。對于存在流體加速腐蝕(FAC)的管道材料,要求選擇能夠抑制FAC現(xiàn)象的控碳/錳鋼,如控鉻20鋼、控鉻A106/API5LB等;對于蒸汽濕度較大的高壓缸排汽管線和高壓加熱器的抽汽管,直接選用鉻含量較高的合金鋼管,如A355P11、P22等;對同時(shí)抗“FAC”和抗疲勞的蒸汽輸水管線,則選用304L不銹鋼管。