无惧高温、高压和强腐蚀!高温合金在核电行业的应用

2025-10-10

核能是一种安全、清洁、经济、可靠的能源。用核能替代部分化石燃料发电,不仅能使化石燃料得以长期利用,从而有利于环境,还能降低燃料运输成本。这对可持续发展战略的实施具有重要意义。

镍基高温合金材料在核电领域应用已久。它们主要用作压水反应堆蒸汽发生器中的传热管、部件框架和压缩弹簧,以及高温气冷反应堆和部分快堆中的过热器和再热器传热管部件。



反应堆回路材料


压水反应堆(PWR)中的环路管道是维持和控制冷却液循环的通道。循环。 

它的主要功能是容纳高温、高压和高放射性的冷却剂,以确保 

反应堆安全和正常运行。


环路管道所用材料应具备以下特性:强大的抗应力能力

 腐蚀,包括晶间腐蚀和均匀腐蚀;稳定的基体结构,夹杂物少;充足的 

强度、延展性和耐热性;良好的铸造和焊接性能;成熟的生产工艺;低

 成本;以及在类似应用方面的经验。



Incoloy 800H(UNS N08810)


Incoloy 800H 具有优异的高温性能、抗蠕变性和全面的焊接性能。

 它广泛应用于换热设备的换热翅片、支架和固定装置;蒸汽轮机 

以及核电行业的锻件;以及太阳能发电用多晶硅冷氢化设备 

植物。



快堆蒸汽发生器材料

快堆蒸汽发生器是一种钠-水换热器,由蒸汽发生器和过热器两部分组成。由于过热器管内完全充满蒸汽,因此不易发生应力腐蚀,从而可以使用比蒸汽发生器管更广泛的材料。当蒸汽过热度超过490°C时,通常使用奥氏体不锈钢或镍基合金,例如316、304或Inconel 600。


Conel 600(UNS N06600)


这种镍铬合金具有耐高温氧化腐蚀和氯离子应力腐蚀的特性。

 在高纯水中会发生开裂和腐蚀,在含硫碱中也会发生腐蚀。它可用于…… 

最高耐温可达1093°C。广泛应用于加热器、热交换器、蒸发器、蒸馏器等设备中。

 核电、石油化工和热处理行业的设备。



高温气冷堆蒸汽发生器材料

高温气冷堆蒸汽发生器采用螺旋管束结构,安装在预应力混凝土压力容器内。再热器和过热器工作温度较高,因此其换热管采用Inconel 690合金制造。蒸汽发生器和省煤器工作温度较低(450-340℃),因此其换热管通常采用2.25Cr-1Mo钢。奥氏体不锈钢由于易发生应力腐蚀,因此不适用。


Inconel 690(UNS N06690)


Inconel 690合金具有优异的抗晶间腐蚀和晶间应力腐蚀性能。

 裂解。它主要用于压水反应堆蒸汽发生器中的换热管。 

压水堆(PWR)核电站。自20世纪90年代投入使用以来,尚未有事故报告。

 用于压水堆蒸汽发生器换热管的Inconel 690合金。




间隔网格材料

间隔栅最初由奥氏体不锈钢制成,但现在主要采用镍基合金或锆合金。镍基高温合金因其优异的耐腐蚀性、高屈服强度、抗拉强度和耐久强度以及良好的加工性能,是上述三种材料中最常用的。用于制造间隔栅的高温合金包括Inconel 718、Inconel 625和Inconel X-750。



Inconel 718(UNS N07718 / GH4169)


Inconel 718 是一种沉淀硬化镍铁铬合金,具有很高的高温强度和 

具有优异的抗蠕变性能。主要用于航空航天、燃气轮机和核电领域。可用于

 制造飞机发动机涡轮叶片、导叶、涡轮盘、燃烧室衬里和压缩机。




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