Analiza rezistenței la coroziune a energiei nucleare Inconel 690 Evaporator Tub de transfer de căldură
Oamenii folosesc energie nucleară pentru a genera energie electrică în beneficiul omenirii și pentru a răspunde nevoilor umane de energie; Cu toate acestea, nuclearul este o sabie cu două tăișuri, iar funcționarea sigură și stabilă a centralelor nucleare este premisa pentru a se asigura că își poate obține efectele benefice asupra omenirii. Odată ce o centrală nucleară se va scurge, va fi un dezastru pentru omenire. Tubul de transfer de căldură evaporator al unei centrale nucleare joacă un rol foarte important în funcționarea în siguranță a centralei nucleare. Pentru a îmbunătăți continuu siguranța și economia centralelor nucleare, optimizarea și rezistența la coroziune a materialelor tubului de transfer de căldură a evaporatorului sunt extrem de importante.
După mai bine de 50 de ani de dezvoltare, materialele pentru tuburile de transfer de căldură a evaporatorului energiei nucleare au suferit procesul de evoluție al Inconel 600, Incoloy 800 și Inconel 690. Materialul Inconel 690 este considerat a fi cel mai promițător generator de generație de generație nucleară generator de transfer de căldură cu o rezistență la oxidare și rezistență excelentă la rezistența la rezistență la stres de stres. Datorită conținutului tehnic ridicat și a dificultăților de producție de tuburi de transfer de căldură a evaporatorului centralei nucleare, Inconrel 690 tuburi de transfer de căldură pentru evaporatorii centralelor nucleare din țara mea sunt încă importate și sunt materiale cheie care trebuie să fie localizate urgent. Furnizarea de tuburi de aliaj Inconel 690 este monopolizată în principal de trei companii majore din lume: Valinox din Franța, Sumitomo din Japonia și Sandvik din Suedia, iar tehnologia lor de producție este strict confidențială. În prezent, câteva companii de oțel din țara mea au început să studieze Inconel 690 de tuburi de aliaj. Odată cu dezvoltarea industriei energetice nucleare, dacă localizarea tuburilor de transfer de căldură a evaporatorului de energie nucleară poate fi obținută, va juca un rol important în promovarea dezvoltării energiei nucleare și a ajustării structurii produselor din industria oțelului.
1. Selectarea materialelor pentru tuburi de transfer de căldură a evaporatorului centralei nucleare
Centralele nucleare sunt de obicei compuse din două sisteme majore: circuitul primar și circuitul secundar. Printre ele, evaporatorul este echipamentul cheie al centralei nucleare și butucul care leagă circuitele primare și secundare. Mediul care curge în tubul de transfer de căldură evaporator este apă de înaltă puritate. Prin circulația apei de înaltă puritate, căldura generată de fisiunea nucleară în reactor este transportată la evaporator, iar apoi căldura este transferată în circuitul secundar de apă medie prin mii de tuburi de transfer de căldură, astfel încât să fiarbă pentru a produce abur de înaltă presiune, iar apoi aburul de înaltă presiune determină generatorul de turbină cu aburi pentru a genera electricitate. Deoarece suprafețele interioare și exterioare ale tubului de transfer de căldură în formă de U evaporator funcționează sub două medii diferite, condițiile lor de utilizare sunt, de asemenea, diferite, astfel încât cerințele pentru ele sunt foarte stricte. O centrală nucleară obișnuită de 1 milion de kilowatt necesită 1255 tone de diferite conducte de oțel, dintre care 200 de tone sunt tuburi de transfer de căldură în formă de U pentru evaporatorii reactorului. Fiabilitatea tuburilor de transfer de căldură afectează în mod direct performanța tehnică și siguranța centralelor nucleare.
Materialele tuburilor de transfer de căldură a evaporatorului au trecut practic prin următoarele trei etape:
Prima etapă a fost în anii 1950 și 1960, stadiul incipient al dezvoltării energiei nucleare, folosind în principal 18-8 tuburi din oțel inoxidabil. Tuburile de transfer de căldură a evaporatorului utilizate în centralele nucleare cu reacție nucleară cu apă presurizată timpurie, toate utilizate 18-8 din oțel inoxidabil Chromium-Nickel. Cu toate acestea, acest oțel are o rezistență slabă la coroziunea ionilor de clorură și a avut loc un număr mare de accidente de ruptură a conductelor de oțel.
A doua etapă a fost în anii '70. Pe baza experienței ingineriei petrochimice, au fost selectate covoare de aliaj pe bază de nichel rezistente la coroziunea de stres; Inconel 600 aliaj pe bază de nichel a suferit daune de coroziune a stresului caustic din 1970 până în 1972. Unele țări din vestul Europei au început să utilizeze materialele rezistente la coroziunea de stres de a treia generație Incoloy 800 aliaj pentru a înlocui aliaj pe bază de nichel Inchelel 600 în 1972. In high-temperature and high-pressure water, since the nickel content of this alloy is in a range that neither transgranular nor intergranular stress corrosion cracking occurs, and the price of Incoloy 800 alloy is much lower than that of Inconel 600 nickel-based alloy, Incoloy 800 alloy has become the third-generation alloy that can be used for pressurized water reactor evaporators after 18-8 stainless steel and Inconel 600 aliaj pe bază de nichel.
A treia etapă este după anii '80. Pentru a rezolva problema de coroziune a stresului de tuburi de aliaj Inconel 600 în media evaporatoare, Franța, Statele Unite, Japonia și alte țări au dezvoltat în comun a patra generație Inconel 690 cu o rezistență excelentă la coroziune a stresului. Inconel 690 este un aliaj pe bază de nichel, cu o rezistență excelentă la coroziune prin diverse medii apoase și atmosfere de temperatură ridicată. Aliajul are o rezistență mai bună la coroziune a stresului decât Inconel 600, Incoloy 800 și 18-8 oțel inoxidabil în apă pură și soluții de sodă caustică cu concentrare scăzută. De asemenea, are o rezistență ridicată, o stabilitate metalurgică bună și caracteristici excelente de procesare, ceea ce îl face un material important pentru reactoarele de apă sub presiune a evaporatorului nuclear. Încă de la începutul anilor 1990, 690 de conducte Inconel 690 rezistente la coroziune au fost utilizate oficial în inginerie.
De la dezvoltarea energiei nucleare în țara mea, conductele de transfer de căldură a evaporatorului nuclear au fost practic importate din străinătate. Tipurile de conducte introduse variază în funcție de parteneri și de statutul tehnic la acel moment. Inițial, au fost utilizate 18-8 conducte din oțel inoxidabil. Mai târziu, centrala nucleară din faza I Qinshan, care a fost proiectată de la sine, a avut mai mult contact cu Europa și a folosit conductele de aliaj Incoloy 800 favorizate de germani la acea vreme. Centrala nucleară Daya Bay, proiectată de Franța, a folosit țevile Inconel 690 care au fost dezvoltate recent. Faza II Qinshan și centralele nucleare Ling'AO au folosit ambele cele mai populare țevi Inconel 690.
În prezent, aproape toți evaporatorii centralelor electrice nou proiectate și sub construcție folosesc țevi Inconel 690 ca conducte de transfer de căldură și multe unități de evaporare care au folosit inițial 18-8 conducte din oțel inoxidabil sau conducte de aliaj Inconel 600 au fost, de asemenea, înlocuite cu țevi de transfer de căldură Inconel 690.
2. Compoziția chimică a materialului 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%). Aliajul Inconel 600 conține 15,5% cr. În comparație cu aliajul Inconel 600, Inconel 690 are caracteristicile compoziției simple și a performanței excelente.
