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高溫合金材料在煤電領域與核電領域重要用途

高溫合金材料對國民經濟發展具有重要的作用,尤其是高溫合金材料在電力行業的發展。電力行業作為國民經濟可持續發展的基礎行業和先進工業。電力工業包括水電、煤電、氣電、核電和新能源發電等方面。除水電外,無論是煤電還是氣電和核電的發展都需要有相應的高溫結構材料作為支撐,性能優異的耐熱鋼和高溫合金材料成為電力工業發展的技術關鍵。

電熱合金

高溫合金材料在煤電領域應用

火電機組有相當多的部分為超高壓。高壓蒸汽參數機組,而且隨著蒸汽參數的進一步提高,對高溫材料的要求越來越高。過熱器和再熱器是鍋爐中工作環境最為惡劣的部件,承受的壓力最大,溫度最高,因此要求材料具有良好的抗蠕變性能,同時還要滿足管子對蒸汽側的抗氧化性能和對煙氣側的抗腐蝕性能要求。目前,我國火電主鍋爐過熱器管材主要是鐵基高溫合金GH2948。


高溫合金材料核電領域應用

高溫合金材料核電領域應用由來已久,核電是一種安全、清潔、經濟、可靠的能源。用核電替代部分化石燃料發電,不但可以將化石燃料保留下來長期使用,還有利于環境保護和減少大量的燃料運輸。核電站的核心是反應堆,它是有堆芯、反射層、控制棒、堆容器和屏蔽層等組成。核工業用高溫合金主要指反應堆用高溫合金。高溫合金主要用作壓水堆蒸汽發生器傳熱管、元件格架和壓緊彈簧等,以及高溫氣冷堆和部分快堆的過熱器與再熱器傳熱管零部件。

電熱合金

高溫合金材料在水壓水堆蒸汽發生器的傳熱管早期用18-8型不銹鋼。但是因為奧氏體不銹鋼對應力腐蝕敏感,后被耐熱、耐蝕合金Inconel 600所代替。此后發展了Inconel 690 和 Incoloy 800 合金。關于這三種合金的抗腐蝕性能的優劣,目前看法尚不統一,所以都在應用,法國偏重與Inconel 690合金,德國多采用Incoloy 800 合金作傳熱管。蒸發器傳熱管采用的是Incoloy 800合金,核電站用的是Inconel 690合金。

電熱合金

高溫氣冷堆蒸汽發生器是螺旋管束型結構,裝在預應力混凝土壓力容器內側。再熱器和過熱器的溫度較高,傳熱管采用Incoloy 800 合金。蒸汽發生器和過熱器的溫度較低(450-340℃),傳熱管多采用2.25Cr-1Mo鋼。堆芯冷卻管道是用定位格架和上下管座按設定的排列方式組裝成燃料堆件或元件盒的。定位格架材料早起采用奧氏不銹鋼,目前主要采用鎳基高溫合金。


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