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來源：中國能源報

    日前，由太原鋼鐵集團有限公司研發的國內首套CAP1000核電站用不銹鋼正式投入生產，第一批不銹鋼材料已發往核電設備制造廠家。該公司相關人士告訴記者，這些不銹鋼高端材料專門用于我國首次自主設計和建設的大型百萬千瓦級CAP1000第三代核電機組的堆內構件制造，打破了國內核電領域關鍵材料長期依賴進口的局面。

    據記者了解，鋼材作為建造核電站的重要材料，其可靠性直接影響核電站的運行安全。業內人士告訴記者，進一步提升核電用特殊鋼的質量是關鍵，鋼企應加速研發新產品、新材料，以推動核電用鋼國產化，滿足核電市場需求。

    核電重啟引爆高端鋼材需求

    8月底，國務院召開常務會議，再次通過高層傳遞了啟動核電項目的信息。9月9日，國家能源局組織召開核電重大專項“十三五”規劃編制工作啟動會，國家能源局局長吳新雄強調，“十三五”時期是核電重大專項沖刺的五年，要加快關鍵領域、關鍵環節的技術攻關，推動核電技術及其相關產業協同發展，促進產業升級。受益于核電重啟，核電用高端鋼材將迎來廣闊的發展前景。

    按《新材料產業“十二五”發展規劃》（以下簡稱《規劃》），“十二五”期間，我國核電運行裝機容量要達到4000萬千瓦，預計共需要核電用鋼7萬噸/年、核級鋯材1200噸/年、鋯和鋯合金鑄錠2000噸/年等。《規劃》提出要以上海、江蘇江陰等為中心，建設高品質特殊鋼基地，重點建設華東高品質特殊鋼綜合生產基地；依托鞍山、大連等老工業基地，打造東北高品質特殊鋼基地；在山西太原、湖北武漢、河南舞陽、天津等地建設若干專業化高品質特殊鋼生產基地。《規劃》還要求組織開發具有高強、耐蝕、延壽等綜合性能好的高品質鋼材，重點推進核電壓力容器大鍛件508-3系列、蒸汽發生器690傳熱管、AP1000整體鍛造主管道316LN等關鍵鋼種的研發生產，實現核電鋼成套供應能力。

    據了解，核電站建設對鋼材需求很大，建設一座100萬千瓦級的核電機組大約需要20多萬噸鋼材。

    其中，核電機組所用鋼管或合金管主要隨堆型的不同而有所變化，就我囯使用最多的1000MW級壓水堆核電機組而言，所用管材主要有核島反應堆中核燃料棒包殼材料用鋯-4合金(Zircaloy)管，控制棒包殼材料用304不銹鋼(304SS)管，冷凝器和熱交換器用鎳和鎳合金非標準無縫管材Inconel600、Inconel690、Incoloy800等。目前這些品種規格的鋼管還有待進一步國產化。

    專家向記者表示，高品質鋼方面，未來，核電大型鍛件、特厚鋼板、超超臨界鍋爐用鋼、高溫高壓轉子材料將會得到快速發展，高性能不銹鋼、高標準軸承鋼、齒輪鋼、工磨具鋼、高溫合金及耐蝕合金等材料也會得到快速發展。

    核電用鋼國產化需加速

    “ ‘十二五’以來，我國新材料產業實現了快速發展，材料工業的結構調整也邁出了堅實步伐。核電用鋼、高性能碳纖維、大尺寸石墨烯薄膜等一批重點品種取得重要突破，填補了國內空白。但總體上看，新材料產業發展水平離支撐制造強國要求仍有較大差距。從國內發展情況看，傳統材料產能過剩與高端產品依賴進口同時存在。” 工業和信息化部副部長蘇波在2014中國新材料產業發展高層論壇上表示。

    據了解，雖然目前我國在第二代和“二代加”核電站建設中所用的鋼材已基本實現了國產化，但在第三代核電用鋼的技術標準、品種質量和生產規范等方面還須加快國產化進程。

    據東方電氣集團相關專家介紹，第三代核電用鋼對鋼材的強度、韌性、化學成分和尺寸精度等方面要求極為嚴格。在冶煉中，第三代核電用鋼對鋼的純凈度要求更高，對雜質元素控制更嚴，并且要求進行嚴格的無損檢測，所有核電設備用鋼要進行100%超聲波檢驗，鋼板表面要進行磁粉探傷，這也對探傷操作人員資質提出了較高的要求。

    不僅如此，專家還表示，第三代核電用鋼的制造難度也大大增加，主要是鋼板單重重、規格大，屬超寬、超厚、超重型，甚至有的鋼材已接近或超過國內外先進軋機的極限水平，如核蒸汽系統輸出堆芯熱能的主管道，是連接反應堆壓力容器和蒸汽發生器的特厚壁承壓管道，屬核一級關鍵設備，要采用超低碳控氮不銹鋼整體鍛造工藝制造，其技術難度非常高。

    業內人士分析，實現第三代核電用鋼國產化，不僅要提高鋼的冶煉制造水平，而且要求采用新一代核電用鋼標準，這是實現核電用鋼國產化的關鍵。由于第三代核電用鋼品種、規格復雜，涵蓋了碳素鋼、合金鋼、不銹鋼和鎳基材料等，目前存在著品種不全、標準體系不夠完善，還不能完全滿足核電站建設需求的問題，尤其是第三代核電用鋼采用ASME（美國機械工程師協會）規范設計要求，從材料牌號、生產制造、品質要求、檢測方法到焊接安裝等一系列工藝技術均面臨新的課題。

    據了解，目前中國已經采用AP1000技術在建4臺機組，但在鋼種采購方面仍以進口為主。因此，我國亟須加強反應堆壓力容器、蒸汽發生器、穩壓器等核島設備用特殊鋼的開發，盡早實現以國產化替代進口。