Anàlisi de resistència a la corrosió de l'energia nuclear Inconel 690 Evaporador Tub de transferència de calor
Les persones utilitzen energia nuclear per generar electricitat en benefici de la humanitat i satisfer les necessitats humanes d’energia; Tanmateix, el nuclear és una espasa de doble tall i el funcionament segur i estable de les centrals nuclears és la premissa per assegurar-se que pot aconseguir els seus efectes beneficiosos sobre la humanitat. Un cop es filtri una central elèctrica nuclear, serà un desastre per a la humanitat. El tub de transferència de calor de l’evaporador d’una central nuclear té un paper molt important en el funcionament segur de la central nuclear. Per tal de millorar contínuament la seguretat i l’economia de les centrals nuclears, l’optimització i la resistència a la corrosió dels materials del tub de transferència de calor per evaporador són extremadament importants.
Després de més de 50 anys de desenvolupament, els materials per als tubs de transferència de calor de l’energia nuclear han sofert el procés d’evolució d’Inconel 600, Incoloy 800 i Inconel 690. El material Inconel 690 es considera el material de transferència de calor de la central de calor de tercera generació de tercera generació amb la seva resistència significativa a l’oxidació i una excel·lent resistència a l’estrès. A causa de l’elevat contingut tècnic i la dificultat en la producció de tubs de transferència de calor de l’evaporador de la central nuclear, els tubs de transferència de calor Inconel 690 per als evaporadors de la central nuclear al meu país encara s’importen i són materials clau que necessiten localitzar -los urgentment. El subministrament de tubs d’aliatge Inconel 690 està monopolitzat principalment per tres grans empreses del món: Valinox de França, Sumitomo del Japó i Sandvik de Suècia, i la seva tecnologia de producció és estrictament confidencial. Actualment, algunes companyies siderúrgiques del meu país han començat a estudiar tubs d’aliatge Inconel 690. Amb el desenvolupament de la indústria de l’energia nuclear, si es pot aconseguir la localització de tubs de transferència de calor de l’evaporador d’energia nuclear, tindrà un paper important en la promoció del desenvolupament de l’energia nuclear i l’ajust de l’estructura del producte de la indústria siderúrgica.
1.
Les centrals nuclears solen estar compostes per dos sistemes principals: el circuit primari i el circuit secundari. Entre ells, l’evaporador és l’equip clau de la central nuclear i el nucli que connecta els circuits primaris i secundaris. El medi que flueix al tub de transferència de calor de l’evaporador és l’aigua d’alta puresa. A través de la circulació d’aigua d’alta puresa, la calor generada per la fissió nuclear al reactor es porta a l’evaporador i, a continuació, la calor es transfereix a l’aigua del medi de circuit secundari a través de milers de tubs de transferència de calor, de manera que es bull per produir vapor d’alta pressió i, a continuació, el vapor d’alta pressió condueix el generador de turbines de vapor que genera electricitat. Atès que les superfícies interiors i exteriors del tub de transferència de calor en forma d’evaporador U funcionen sota dos mitjans diferents respectivament, les seves condicions d’ús també són diferents, de manera que els requisits per a ells són molt estrictes. Una central nuclear ordinària d'1 milió de quilowatt requereix 1255 tones de diverses canonades d'acer, de les quals 200 tones són tubs de transferència de calor en forma d'U per als evaporadors del reactor. La fiabilitat dels tubs de transferència de calor afecta directament el rendiment tècnic i la seguretat de les centrals nuclears.
Els materials dels tubs de transferència de calor evaporador han passat bàsicament per les tres etapes següents:
La primera etapa va ser als anys cinquanta i seixanta, la primera etapa del desenvolupament d’energia nuclear, principalment utilitzant 18-8 tubs d’acer inoxidable. Els tubs de transferència de calor de l’evaporador utilitzats en el reactor d’aigua precoç a les plantes nuclears de pressió a pressió, totes utilitzades 18-8 d’acer inoxidable de níquel de crom. Tot i això, aquest acer té una mala resistència a la corrosió iònica de clorur i es van produir un gran nombre d'accidents de ruptura de canonades d'acer.
La segona etapa va ser als anys 70. A partir de l’experiència de l’enginyeria petroquímica, es van seleccionar canonades d’aliatge basades en níquel 600 resistents a la corrosió de l’estrès; Aliatge basat en níquel Inconel 600 va patir danys a la corrosió de l'estrès càustic de 1970 a 1972. Alguns països d'Europa occidental van començar a utilitzar el material de la corrosió de la corrosió de tercera generació incoliat 800 per substituir Inconel 600 basat en níquel el 1972. El contingut de Ni de l'incolia 800 aliatge és molt inferior al de l'inconrel 600 aliatges de níquel, de manera que una gran quantitat de Nickel no té una gran quantitat de Nickel. En aigua a alta temperatura i a alta pressió, ja que el contingut de níquel d’aquest aliatge és en un rang que ni ni es produeix un cracking de corrosió d’estrès transgranular ni intergranular i el preu de l’aliatge incoliat 800 Aliatge basat en níquel i Inconel 600.
La tercera etapa és després dels anys vuitanta. Per tal de resoldre el problema de corrosió d’estrès dels tubs d’aliatge Inconel 600 als mitjans de comunicació d’evaporador, França, els Estats Units, el Japó i altres països van desenvolupar conjuntament la quarta generació Inconel 690 amb una excel·lent resistència a la corrosió de l’estrès. Inconel 690 és un aliatge basat en níquel amb una excel·lent resistència a la corrosió de diversos medis aquosos i atmosferes a alta temperatura. L’aliatge té una millor resistència a l’esquerda de la corrosió d’estrès que Inconel 600, Incoloy 800 i 18-8 acer inoxidable en aigua pura i solucions de soda càustica de baixa concentració. També té una gran resistència, una bona estabilitat metal·lúrgica i excel·lents característiques de processament, cosa que el converteix en un material important per als reactors d’aigua a pressió de l’evaporador nuclear. Des de principis dels anys 90, les canonades Inconel 690 altament resistents a la corrosió s’han utilitzat oficialment en enginyeria.
Des del desenvolupament de l’energia nuclear al meu país, les canonades de transferència de calor de l’evaporador nuclear s’han importat bàsicament des de l’estranger. Els tipus de canonades introduïdes varien amb els socis i l'estat tècnic en aquell moment. Inicialment, es van utilitzar canonades d'acer inoxidable 18-8. Més tard, la central nuclear de la fase I de Qinshan, que va ser dissenyada per si mateixa, tenia més contacte amb Europa i va utilitzar les canonades d’aliatge incoloy 800 afavorides pels alemanys en aquell moment. La central nuclear de Daya Bay dissenyada per França va utilitzar les canonades Inconel 690 que es van desenvolupar recentment. Les centrals nuclears de la fase II de Qinshan i les centrals nuclears Ling'ao van utilitzar les canonades més populars Inconel 690.
Actualment, gairebé tots els evaporadors de les centrals nuclears de recent disseny i sub-construcció utilitzen canonades d’inconel 690 com a canonades de transferència de calor, i moltes unitats evaporadores que s’utilitzaven originalment 18-8 d’acer inoxidable o canonades d’aliatge Inconel 600 també s’han substituït per canonades de transferència de calor Inconel 690.
2. Composició química de l’inonel 690 Material
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%). L’aliatge Inconel 600 conté un 15,5% de cr. En comparació amb Aliatge Inconel 600, Inconel 690 té les característiques de la composició senzilla i el rendiment excel·lent.
