不銹鋼換熱管在核能領域的核心應用集中在關鍵系統的高效熱管理和安全保障。

在核反應堆一回路冷卻系統中，316L不銹鋼換熱管承擔著傳輸高溫高壓冷卻劑（如320℃、15.5MPa的含硼水）的任務。其低碳含量和鉬元素能有效抑制氯離子引發的點蝕和晶間腐蝕，確保系統連續運行超過15年5。蒸汽發生器的傳熱管通常采用鎳基合金增強型不銹鋼（如800/690合金），壁厚控制在1.2毫米以內，能夠在400℃高溫蒸汽環境下穩定工作，同時抵抗二回路水側氯離子濃度低于0.1ppm的腐蝕環境。

液態金屬快堆領域，經過氮化處理的不銹鋼換熱管承擔液態鈉傳熱任務，工作溫度提升至550℃，熱傳導效率較傳統設計提高18%，已成功應用于示范快堆工程。核島安全級設備中，雙相不銹鋼（如2205材質）應用于余熱排出系統，屈服強度超過450MPa，可抵御海水倒灌引發的氯離子腐蝕；304不銹鋼翅片管用于安全殼噴淋冷卻，通過非能動設計可在72小時內將安全殼溫度從150℃降至安全范圍。

核廢料處理環節，316Ti含鉬不銹鋼管用于高放廢液暫存罐的循環冷卻，耐受pH值1-13的強腐蝕介質，設計壽命達60年；薄壁不銹鋼管（0.5mm）精確控制乏燃料池水溫波動在±0.5℃以內，防止燃料棒包殼氫脆失效。面向第四代核能技術，陶瓷涂層不銹鋼管（310S基材）應用于高溫氣冷堆的氦氣-蒸汽發生器，耐受800℃氦氣環境中CO/CO?雜質的氧化腐蝕；超低溫無磁不銹鋼管用于聚變堆超導磁體冷卻系統，在-269℃環境下仍保持800MPa屈服強度和200MPa·√m斷裂韌性。