[发明专利]AP1000核电技术一回路主管道钢锭的冶炼工艺

说明书

(一)、技术领域  本发明涉及一种管道钢锭的冶炼工艺，具体地说是一种AP1000核电技术一回路主管道钢锭的冶炼工艺。

(二)、背景技术  目前我国大量在建的宁德、福清、方家山、红沿河、昌江等核电站，采用二代改良型核电技术，依据RCC-M标准建造。一回路主管道采用含12～20％铁素体的奥氏体一铁素体不锈钢(Z3CN20-09M)材质，通过铸造的方法生产弯头、直管，然后焊接而成，管道内径Φ698.5～787.4mm，设计寿命40年。

采用Z3CN20-09M材质，解决了厚壁型不锈钢的焊接裂纹矛盾，在缺乏大型制管设备的情况下，是一个很好的选择。但在长期使用过程中，在两相界面处可能产生脆性析出物，使两相性能发生变化。在核岛中，一回路主管道用来保证流过核反应堆芯的冷却剂正常循环，其性能将会直接影响到核电站的安全运行；另外由于直管和弯头均采用焊接方式连接，所以对焊缝及热影响区的检查是核电站的一个重要的工作。目前，在役检查主要采用超声波探伤，铸造组织的可探性很差，难以发现早期出现的失效变化，不利于长期使用。

在2006年，我国与美国西屋公司签署了引进AP1000核电技术的协议。AP1000核电技术在安全性能、建设周期上均优于两代改良型核电技术。AP1000的一回路主管道采用控氮的316LN奥氏体不锈钢材质，通过锻造的方法综合解决性能、组织稳定性及在役检查可靠性，设计寿命60年。

在我国浙江三门、山东海阳建设的4台核电机组，是世界上首次采用AP1000核电技术建设的核电站。在核岛主设备中，一回路主管道是唯一的国内采购项目。

目前国内、外没有成功锻造出无裂纹的AP1000主管道的先例。

要成功制造出满足要求的锻造一回路主管道，其制造工艺包括：冶炼、锻造、机加工、弯制、热处理等主要工艺。其中冶炼是整个工艺的基础，如何控制成分、夹杂物及含气量都将直接影响材料的锻造性能。

在美国西屋公司技术条件中，对材料的成分及锻造后力学性能要求如表1、2所示：

表1  主管道化学成分(％)

 C  Si  Mn P S  Cr  Ni  Mo  Cu  Co  N ≤0.020  ≤0.75  ≤1.50 ≤0.025 ≤0.005  16.00  ～  18.00  11.00  ～  14.00  2.00  ～  3.00  ≤0.10  ≤0.05  0.10  ～  0.16