Analisi della resistenza alla corrosione del tubo di trasferimento del calore Evaporatore di energia nucleare 690
Le persone usano l'energia nucleare per generare elettricità a beneficio dell'umanità e soddisfano i bisogni umani di energia; Tuttavia, il nucleare è una spada a doppio taglio e il funzionamento sicuro e stabile delle centrali nucleari è la premessa per garantire che possa ottenere i suoi effetti benefici sull'umanità. Una volta che una centrale nucleare perde, sarà un disastro per l'umanità. Il tubo di trasferimento del calore dell'evaporatore di una centrale nucleare svolge un ruolo molto importante nel funzionamento sicuro della centrale nucleare. Al fine di migliorare continuamente la sicurezza e l'economia delle centrali nucleari, l'ottimizzazione e la resistenza alla corrosione dei materiali del tubo di trasferimento di calore per evaporatore sono estremamente importanti.
Dopo più di 50 anni di sviluppo, i materiali per i tubi di trasferimento di calore per evaporatore di energia nucleare hanno subito il processo di evoluzione di Inconel 600, innoy 800 e Inconel 690. Il materiale di Inconel 690 è considerato il più promettente di terza generazione di terza generazione di terze centrali per il trasferimento del trasferimento di calore per la resistenza all'ossidazione e una resistenza alla corrosi di stress. A causa dell'elevato contenuto tecnico e della difficoltà nella produzione di tubi di trasferimento di calore per evaporatore di centrali nucleari, le tubi di trasferimento di calore Inconel 690 per gli evaporatori di centrali nucleari nel mio paese sono ancora tutti importati e sono materiali chiave che devono essere localizzati urgentemente. La fornitura di tubi in lega di Inconel 690 è principalmente monopolizzata da tre principali aziende del mondo: Valinox di Francia, Sumitomo del Giappone e Sandvik di Svezia e la loro tecnologia di produzione è strettamente confidenziale. Al momento, alcune compagnie siderurgiche nel mio paese hanno iniziato a studiare tubi in lega di Inconel 690. Con lo sviluppo dell'industria dell'energia nucleare, se è possibile ottenere la localizzazione dei tubi di trasferimento di calore per evaporatore di energia nucleare, svolgerà un ruolo importante nel promuovere lo sviluppo dell'energia nucleare e l'adeguamento della struttura del prodotto dell'industria siderurgica.
1. Selezione di materiali per tubi di trasferimento di calore per evaporatore di centrali nucleari
Le centrali nucleari sono generalmente composte da due sistemi principali: il circuito primario e il circuito secondario. Tra questi, l'evaporatore è l'apparecchiatura chiave della centrale nucleare e il mozzo che collega i circuiti primari e secondari. Il mezzo fluente nel tubo di trasferimento di calore dell'evaporatore è acqua di alta purezza. Attraverso la circolazione di acqua di alta purezza, il calore generato dalla fissione nucleare nel reattore viene trasportato sull'evaporatore, quindi il calore viene trasferito sul circuito secondario medio acqua attraverso migliaia di tubi di trasferimento di calore, in modo che bolle per produrre vapore ad alta pressione e quindi il vapore ad alta pressione guida il vapore a vapore che genera elettricità. Poiché le superfici interne ed esterne del tubo di trasferimento di calore a forma di U evaporatore sono rispettivamente in due diversi media, anche le loro condizioni di utilizzo sono diverse, quindi i requisiti per loro sono molto severi. Una centrale nucleare ordinaria da 1 milione di chilowatt richiede 1255 tonnellate di vari tubi in acciaio, di cui 200 tonnellate sono tubi di trasferimento di calore a forma di U per gli evaporatori del reattore. L'affidabilità dei tubi di trasferimento di calore influisce direttamente sulle prestazioni tecniche e sulla sicurezza delle centrali nucleari.
I materiali dei tubi di trasferimento di calore per evaporatore hanno sostanzialmente attraversato le tre fasi seguenti:
Il primo stadio è stato negli anni '50 e '60, la fase iniziale dello sviluppo della potenza nucleare, utilizzando principalmente tubi in acciaio inossidabile 18-8. I tubi di trasferimento di calore per evaporatore utilizzati nelle centrali nucleari del reattore ad acqua pressurizzata tutte utilizzate 18-8 acciaio inossidabile di cromo-nickel. Tuttavia, questo acciaio ha una scarsa resistenza alla corrosione ionica di cloruro e si è verificato un gran numero di incidenti di rottura dei tubi in acciaio.
La seconda fase era negli anni '70. Sulla base dell'esperienza dell'ingegneria petrolchimica, sono stati selezionati tubi in lega a base di nichel resistenti alla corrosione da stress; Inconel 600 La lega a base di nichel ha subito danni alla corrosione dello stress caustico dal 1970 al 1972. Alcuni paesi dell'Europa occidentale hanno iniziato a utilizzare il materiale resistente alla corrosione da corrosione di terza generazione in lega 800 per sostituire Inconel 600 in lega di nichele. Nell'acqua ad alta temperatura e ad alta pressione, poiché il contenuto di nichel di questa lega è in una gamma che si verifica né il cracking di corrosione di stress transgranulare né intergranulare, e il prezzo di Incoloy 800 in lega è molto più basso di quello di Inconel 600 a base di nichel, in lega di ciedieri a base di acqua. Inconel 600 in lega a base di nichel.
La terza fase è dopo gli anni '80. Al fine di risolvere il problema della corrosione dello stress di Inconel 600 tubi in lega nei media evaporatori, Francia, Stati Uniti, Giappone e altri paesi hanno sviluppato congiuntamente l'incontro 690 di quarta generazione con un'eccellente resistenza alla corrosione da stress. Inconel 690 è una lega a base di nichel con eccellente resistenza alla corrosione da parte di vari media acquosi e atmosfere ad alta temperatura. La lega ha una migliore resistenza alla corrosione da corrosione di stress rispetto a Inconel 600, incoloy 800 e 18-8 acciaio inossidabile in acqua pura e soluzioni di soda caustiche a bassa concentrazione. Ha anche alta resistenza, buona stabilità metallurgica e eccellenti caratteristiche di elaborazione, rendendolo un materiale importante per i reattori ad acqua pressurizzata per evaporatore nucleare. Dall'inizio degli anni '90, i tubi di Inconel 690 altamente resistenti alla corrosione sono stati utilizzati ufficialmente in ingegneria.
Dallo sviluppo dell'energia nucleare nel mio paese, i tubi di trasferimento di calore per evaporatore nucleare sono stati sostanzialmente importati dall'estero. I tipi di tubi introdotti variano con i partner e lo stato tecnico in quel momento. Inizialmente sono stati usati i tubi in acciaio inossidabile 18-8. Più tardi, la centrale nucleare di Fase I di Qinshan, che è stata progettata da sola, aveva più contatti con l'Europa e usava i tubi in lega 800 incorporati favoriti dai tedeschi in quel momento. La centrale nucleare di Daya Bay progettata dalla Francia ha utilizzato i tubi di Inconel 690 che sono stati recentemente sviluppati. Le centrali nucleari di Fase II e Ling'ao di Qinshan hanno utilizzato entrambe i tubi di Inconel 690 più popolari.
Attualmente, quasi tutti gli evaporatori delle centrali nucleari di nuova progettazione e sotto-costruzione utilizzano i tubi di Inconel 690 come tubi di trasferimento di calore, e molte unità di evaporatore che originariamente utilizzavano 18-8 tubi in acciaio inossidabile o tubi in lega Inconel 600 sono stati sostituiti anche con tubi di trasferimento di calore Inconel 690.
2. Composizione chimica del materiale di Inonel 690
Inonel 690 alloy (nominal composition Ni-30Cr-9Fe) is an austenitic nickel-based corrosion-resistant alloy with a C content of no more than 0.03% and a Cr content of about 30%. The main difference between the chemical composition of Inconel 690 and Inconel 600 alloys is that Inconel 690 increases the Cr content (28%-30%) and correspondingly reduces the Ni content (>58%). Inconel 600 Letre contiene il 15,5% di Cr. Rispetto alla lega di Inconel 600, Inconel 690 ha le caratteristiche della composizione semplice e delle prestazioni eccellenti.
