全球核能系統(tǒng)已發(fā)展至四代,我國核電裝備發(fā)展歷經30余年,從獨立探索、技術引 進到實現(xiàn)自主研制。相比傳統(tǒng)石化能源和其他可再生能源,核電具備清潔、低排放、 輸出穩(wěn)定等優(yōu)勢。自20世紀50年代至今,目前全球已發(fā)展四代核能系統(tǒng),逐步向更 加安全、可持續(xù)方向發(fā)展。我國核電經歷了從獨立探索向引進國外先進技術及自主 化轉變,目前已掌握自主三代核電技術。
目前我國在運行核電容量遠低于美國、法國,在建核電裝機規(guī)模位居世界首位。根 據World Nuclear Association、中國核能行業(yè)協(xié)會、中電聯(lián)數據,截至2022年9月底, 全球已運行的核電站中我國核電站發(fā)電容量位居全球第三位,但與前兩名國家相比, 核電發(fā)電容量差距較大,其中法國核電站發(fā)電量是我國的1.1倍,美國核電站發(fā)電量 是我國的近1.7倍。在建核電規(guī)模方面,我國在建裝機量位居全球首位,且遠高于其 他國家,2010-2021年年均新增核電裝機規(guī)模約4000MW。
從核電裝機規(guī)劃來看,目前我國核電裝機缺口較大,未來5-10年有望持續(xù)建設。根 據中電聯(lián)《電力行業(yè)“十四五”發(fā)展規(guī)劃研究》,2025年我國將實現(xiàn)核電裝機 70000MW的目標。根據中國核能協(xié)會數據,在已投運方面,截至2022年9月,我國 運行核電機組共有54臺,裝機容量約55806MW。因此,當前我國核電機組裝機政策 需求缺口總計約14194MW。根據World Nuclear Association數據,截至2022年12月, 我國在建核電規(guī)??傆嫾s22867MW,參考在建核電項目建設規(guī)劃,核電開工至并網 通常需要5年左右??傮w來看,預計未來5年我國核電建設規(guī)??臻g較大、持續(xù)性強。
蒸汽發(fā)生器是核能系統(tǒng)關鍵設備,對核電廠的安全運行十分重要。根據姜素云《核 電蒸發(fā)器用傳熱管生產工藝簡介》,在核能系統(tǒng)中,蒸汽發(fā)生器的主要作用是通過管 束的換熱作用產生高品質干燥蒸汽,通過主蒸汽管道來驅動汽輪發(fā)電機組發(fā)電。由 于核電一回路冷卻劑流經堆芯帶有放射性,因此蒸汽發(fā)生器也用于防止放射性物質 外泄。壓水堆核電廠的非計劃停堆次數中約有四分之一與蒸汽發(fā)生器問題有關,因 此蒸汽發(fā)生器對核電廠的安全運行十分重要。
核電蒸發(fā)器用 U型傳熱管主要作用是隔離和傳熱,材料可靠性要求高。
1. 作用: 核電蒸發(fā)器用傳熱管均選用 U 型管,核心作用是隔離和傳熱,即在內表面流通的是 帶放射性的熱量較高的一回路工質水,在外表面流通的是取自自然界的海水或河水 經必要處理的用來產生蒸汽的二回路工質水,通過它將一回路水的熱能傳導給二回 路水并使其變成蒸汽。
3. 要求:其可靠性直接影響到核電廠的安全性與經濟性, 因此傳熱管應具備下列性能: 熱強性、熱穩(wěn)定性和熱焊接性能好; 基體組織穩(wěn)定、熱 導率高、熱膨脹系數小; 抗均勻腐蝕和抗局部腐蝕能力強; 具有足夠的塑性和韌性。