压水堆核电站反应堆压力容器材料概述1.pdf

压水堆核电站反应堆压力容器材料概述/李承亮等·65·

压水堆核电站反应堆压力容器材料概述

李承亮,张明乾

(深圳中广核工程设计有限公司上海分公司,上海200030)

摘要反应堆压力容器是核电站重要部件之一,综述了反应堆压力容器材料的发展历程、性能要求、在役辐照
脆化、制造现状等,指出A5082Ⅲ钢具有优良的焊接性、较高的淬透性和抗中子辐照脆化性,并具有良好的低温冲击韧
性和较低的无延性转变温度等优点。分析了该钢的化学成分、制造工艺与性能之间的关系,对反应堆压力容器材料
国产化的实现与未来发展方向的指引有一定的参考作用。
关键词压水堆核电站反应堆压力容器材料辐照脆化

OverviewofReactorPressureVesselSteelinPWRNuclearPowerPlants
LIChengliang,ZHANGMingqian

(ShanghaiBranch,ChinaNuclearPowerDesignCompanyLtd.(Shenzhen),Shanghai200030)

AbstractReactorpressurevesselisoneofthekeycomponentstoPWRnuclearpowerplants.Thedevelopment
ofreactorpressurevesselsteelanditsperformancerequirements,in2serviceirradiationembrittlement,andmanufactur2
ingstatus,etcaresummarized.ItisdemonstratedthatA5082Ⅲsteelshaveadvantagessuchasgoodweld2ability,high
hardenabilityandenhancedresistancetoneutronirradiationdamage,aswellasexcellentlow2temperatureimpact
toughnessandlowertransitiontemperaturewithoutductility.Inaddition,therelationofchemicalcompositionandfab2
ricationtechniquestomechanicalpropertiesisalsoanalyzed.Thispaperwillprovidesanreferencefordirectingthesuc2
cessofthelocalizationandfuturedevelopmentofreactorpressurevesselsteeltosomeextent.
KeywordsPWRpowerplant,reactorpressurevessel,materials,irradiationembrittlement

随着国家核电中长期发展规划的颁布,未来相当长时间内力容器外表面通常涂漆保护。
我国将大力发展压水堆核电站。反应堆压力容器是在高温、高反应堆压力容器的作用是:(1)装载着活性区及堆内所有构
压流体冲刷和腐蚀,以及强烈的中子辐照等恶劣条件下运行件,对堆芯具有辐射屏蔽作用,在顶盖上安装着控制棒管座及其
的,因此在ASME规范第XI卷要求,反应堆压力容器应采用优驱动机构,承受很大的机械和动载荷;(2)作为承压边界,密封高
质材料、严格制造、完善的试验和检查技术,且在服役期间应定温高压含放射性的一回路冷却剂并维持其压力,承受动载荷和
期地进行检查。SA508系列钢是随着反应堆压力容器的大型温度载荷;(3)作为第二道屏障,在燃料元件破损后有防止裂变
化和整体化发展起来的,适用于制造压力容器顶盖、筒体、法兰、产物外逸的功能。
封头等锻件,在压水堆核电站中还应用于蒸汽发生器压力壳、上述因素要求反应堆压力容器材料具备良好的纯净度、致密
稳压器压力壳和主泵压力壳等部件。
度、成分和性能均匀性,在中高温度下具有优良的力学性能(强
1反应堆压力容器结构和作用度、塑性、冲击韧性、断裂韧性等)、冶金质量及良好的耐蚀性、焊
接性和抗辐照的性能(中子辐照脆化敏感性低)、热稳定性、加工
功率在1000MW及以上的普通压水堆核电站反应堆压力
性等。其中,以面对活性区的筒体段材料性能要求最高。
容器设计压力高达17MPa,设计温度在350℃左右,直径近5m,
厚度超过20cm,有的单件铸锭毛重达500多吨,设计寿命至少2反应堆压力容器材料的发展史
要求40年。因为其体积庞大,不可更换,所以压力容器的寿命
压水堆反应堆压力容器材料一般都是在工程上成熟的材
决定了核电站的服役年限。
料基础上改进而成的。美国第一代压水堆核电站反应堆压力容
压水堆压力容