核能材料服役環(huán)境包括強輻射、高溫和高壓、高溫度梯度、腐蝕環(huán)境等。核能用礦用2cr13不銹鋼棒鋼必須得適應(yīng)服役環(huán)境。并且，根據(jù)已公開統(tǒng)計數(shù)據(jù)，鋼鐵材料制造部分的成本占整套核電機組部件成本的83%。”日前，在酒鋼舉行的第十一屆核電前沿高峰論壇暨“一帶一路”新建機組大會上，中核集團的專家向與會者講解了壓水堆核電站對鋼材的要求。
在聆聽了25個主題交流演講后，《中國冶金報》記者深深地感受到了中國核電加速發(fā)展的腳步，也感知到了核電帶來的鋼鐵機會。
中國核電發(fā)展空間大
中國核電建設(shè)起步較晚，但發(fā)展迅速。據(jù)中核四〇四有限公司總經(jīng)理袁旭介紹，1985年，中國自行設(shè)計、建造和運營管理的第一座30萬千瓦壓水堆核電站——秦山核電站一期工程動工。截至2019年6月30日，中國大陸在運核電機組47臺，裝機容量為4873萬千瓦，位居全球第三。
盡管中國核電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但與世界相比，差距依然明顯。據(jù)國家能源局副局長劉寶華在今年上半年的一次中國核能發(fā)展論壇會議上介紹，從總量上看，目前我國在運核電裝機規(guī)模僅占全國總發(fā)電裝機規(guī)模的2.3%，起重2cr13不銹鋼圓棒核電發(fā)電量僅占全國總發(fā)電量的4.2%，遠低于10.3%的世界平均水平。核電發(fā)展仍有很大空間。
數(shù)據(jù)顯示，截至2018年12月，世界第一核能大國——美國，其核電在運機組98臺，總裝機容量為99070萬千瓦。第二位是法國，其核電在運機組58臺，總裝機容量為63130萬千瓦，核電占全國總發(fā)電量70%以上。我國目前在建機組11臺，總裝機容量為1134萬千瓦。在經(jīng)歷了2016年~2018年三年“零審批”之后，2019年上半年，我國已有山東榮成、福建漳州和廣東太平嶺核電項目核準(zhǔn)開工。據(jù)公開資料顯示，目前，我國各地籌建中的核電站達到25個。
同時，隨著核電技術(shù)水平的提高，中國核電“走出去”進展順利。根據(jù)中國廣核集團有限公司（簡稱中廣核）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，在“一帶一路”沿線國家和地區(qū)中，有28個國家計劃發(fā)展核電，1cr13不銹鋼圓鋼型號已規(guī)劃機組126臺，總裝機規(guī)模約1.5億千瓦。目前，中廣核已與捷克、羅馬尼亞、法國等多個歐洲國家簽訂協(xié)議，一起開拓中亞、東南亞的核能市場。此外，中國核工業(yè)集團有限公司已與阿根廷、英國、巴基斯坦等近20個國家達成了合作意向，并于2019年6月完成了我國首個境外“華龍一號”核反應(yīng)堆外部安全殼穹頂?shù)慕ㄔ旃ぷ鳌?jù)華龍國際核電技術(shù)有限公司董事長馬剛介紹，“華龍一號”設(shè)備國產(chǎn)化率接近90%，是我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的第三代先進壓水堆核電技術(shù)，也是中國核電技術(shù)自主創(chuàng)新和研發(fā)機制創(chuàng)新的成果。
必須明確的是，中國核電能夠走向世界，其基礎(chǔ)是形成了以華龍一號、CAP1400為代表的自主三代核電技術(shù)。同時，核電關(guān)鍵設(shè)備和材料國產(chǎn)化率的顯著提高也有很大助力。
此外，核電建設(shè)在改變能源結(jié)構(gòu)及改善環(huán)境質(zhì)量方面有獨特作用。核電單機容量大，運行穩(wěn)定，利用小時數(shù)高，可以作為電網(wǎng)基荷運行，生產(chǎn)過程基本上是零排放。據(jù)測算，每建成4000萬千瓦的核電，每年可替代標(biāo)煤消耗1億噸。與水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電相比，核電也具有明顯優(yōu)勢。每100萬千瓦的核電對標(biāo)煤的替代效應(yīng)，分別相當(dāng)于200萬千瓦水電、350萬千瓦風(fēng)電、470萬千瓦光伏發(fā)電。
核電發(fā)展對鋼鐵的需求
核電發(fā)展對鋼鐵的需求，是第十一屆核電前沿高峰論壇的重要議題。據(jù)與會專家介紹，核電常用的關(guān)鍵材料大體可分為碳鋼、不銹鋼和特殊合金，若進一步細(xì)分，則有碳（錳）鋼、低合金鋼、不銹鋼、鋯合金、鈦鋁合金和鎳基合金等，按品種則有鑄鍛件、板、管、圓鋼、焊材等。
“核電發(fā)展空間廣大，鋼鐵行業(yè)要主動去尋求核電發(fā)展的機會，在滿足核電用鋼的需求中去提升鋼鐵強國的地位。”參加完第十一屆核電前沿高峰論壇大會，酒鋼宏興股份公司不銹鋼分公司（以下簡稱酒鋼不銹）總工程師潘吉祥激動地和《中國冶金報》記者這樣說。
據(jù)潘吉祥介紹，酒鋼的核電用不銹鋼已經(jīng)被應(yīng)用于田灣、秦山、福清、霞浦等多家核電站，并且，應(yīng)用部件從外圍設(shè)備進入到核島中心。特別是“華龍一號”海外首堆——巴基斯坦卡拉奇核電站K2機組，其安全殼地坑過濾器用關(guān)鍵不銹鋼材料便是由酒鋼提供。
核電的快速發(fā)展，提供給鋼鐵行業(yè)的機會不僅是鋼材需求，還有鋼鐵行業(yè)優(yōu)質(zhì)的技術(shù)服務(wù)需求。中國鋼研集團下屬的鋼研納克檢測技術(shù)公司，用自己的化學(xué)成分檢測、力學(xué)性能檢測、失效分析、無損檢測等專業(yè)能力，為核電站提供專業(yè)檢測服務(wù)。目前，他們已為秦山、田灣、方家山等核電站提供了材料失效分析服務(wù)。
酒鋼不銹銷售科長李軍認(rèn)真地聽完了每一場交流。“這些交流專業(yè)性很強，有助于企業(yè)了解核電裝備、核電站廠房結(jié)構(gòu)等，特別是“華龍一號”的創(chuàng)新之處，比如雙層安全殼改為單層，對今后企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)和市場銷售會有很大的幫助。”他對《中國冶金報》記者說：“核能小鎮(zhèn)的建設(shè)也蘊含了較大的商機。”
核電建設(shè)投資大，技術(shù)含量高，產(chǎn)業(yè)涉及多，可為地方經(jīng)濟的發(fā)展帶來乘方效應(yīng)。比如，我國第一座核電站坐落在浙江省海鹽縣文溪塢村。如今的文溪塢村定位為工業(yè)旅游小鎮(zhèn)，已成為遠近聞名的核電小鎮(zhèn)，并成為浙江省首批37個省級特色小鎮(zhèn)之一。截至2018年底，該小鎮(zhèn)入駐企業(yè)139家，核電關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值超過百億元。我國第二座核電站——大亞灣核電站，建有大亞灣核電基地展廳、海濱大道、材料碼頭、大亞灣核電站觀景平臺、嶺澳核電站觀景平臺等，是深圳市委命名的“愛國主義教育基地”，現(xiàn)已成為深圳市知名的旅游景點。與以往核電站后行建設(shè)不同，正在籌建的三澳核電站規(guī)劃先行，設(shè)計了以核能產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)、產(chǎn)城融合的特色小鎮(zhèn)。這或許成為核電建設(shè)的一種新模式。
此外，與會的酒鋼宏興股份公司鋼鐵研究院不銹鋼研究所主任工程師任培東認(rèn)為，適應(yīng)我國核電用鋼的發(fā)展，光有優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品還不夠，還要適應(yīng)核電經(jīng)濟性要求，降低鋼鐵生產(chǎn)成本。