核電用管的分類依據其在核電系統中的功能定位與所處工況(如溫度、壓力、輻射環境、介質腐蝕性)來界定,不同類型的管材需精準匹配特定系統的安全與運行需求。
在核電核心的冷卻與熱傳輸系統中,首先是一回路主管道,這類管道直接輸送攜帶核反應堆熱量的高溫高壓冷卻劑(如壓水堆中的硼酸水溶液),需承受 300℃以上高溫、15MPa 以上高壓及強輻射,因此多采用耐晶間腐蝕、抗輻射脆化的奧氏體不銹鋼(如 316LN)或鎳基合金(如 690 合金),其性能直接關系到核安全屏障的完整性。與之配套的,還有一回路輔助管道,如穩壓器連接管、蒸汽發生器一次側接管,雖工況略低于主管道,但同樣需選用高韌性、抗腐蝕的合金管材,確保冷卻劑循環無泄漏。
進入二回路蒸汽系統,管材類型則圍繞蒸汽的產生與輸送設計,比如蒸汽發生器二次側的傳熱管,需在高溫高壓蒸汽與低溫給水之間實現熱交換,同時抵御給水與蒸汽的雙重腐蝕,常用耐蝕性更優的鎳基合金管(如 690 合金)或鈦合金管,避免因管材腐蝕導致的蒸汽品質下降;而二回路的主蒸汽管道與給水管道,前者輸送高溫高壓蒸汽驅動汽輪機發電,需采用低合金耐熱鋼(如 P91、P122)以滿足高溫強度要求,后者輸送鍋爐給水,為防止給水腐蝕,多選用低碳不銹鋼(如 304L)或碳鋼襯里管道,平衡耐蝕性與成本。
在核電安全保障系統中,管材類型同樣針對性設計,例如應急堆芯冷卻系統(ECCS)的管道,需在事故工況下快速輸送冷卻劑冷卻堆芯,需具備優異的低溫沖擊韌性與抗疲勞性能,常用低溫韌性好的奧氏體不銹鋼管(如 304);余熱排出系統的管道則需長期在中溫工況下運行,兼顧耐蝕與強度,多選用316不銹鋼管或低合金鋼管。此外,核電輔助系統中還包含各類功能管材,如放射性廢液處理系統的管道,需耐輻射與化學腐蝕,常用特種不銹鋼(如哈氏合金 C276);壓縮空氣與儀表空氣管道,工況相對溫和,多采用普通碳鋼或 304 不銹鋼管,以滿足基礎輸送需求。
核電用管的類型并非隨意劃分,而是以系統功能決定工況要求,工況要求匹配管材性能為邏輯,從核心的一回路主管道到輔助的儀表管道,每類管材的材質、規格均圍繞安全可靠、長期穩定的核電運行核心目標,形成覆蓋不同溫度、壓力、輻射與腐蝕環境的完整管材體系。
