Nükleer Güç Bağlantısının Korozyon Direnç Analizi 690 Evaporatör Isı Transfer Tüpü
İnsanlar insanlığın yararına elektrik üretmek ve insan enerji ihtiyaçlarını karşılamak için nükleer enerjiyi kullanırlar; Bununla birlikte, nükleer çift kenarlı bir kılıçtır ve nükleer enerji santrallerinin güvenli ve istikrarlı çalışması, insanlık üzerindeki faydalı etkilerini elde edebilmesini sağlamak için öncüldür. Bir nükleer santral sızdırıldığında, insanlık için bir felaket olacak. Bir nükleer enerji santralinin evaporatör ısı transfer tüpü, nükleer santralin güvenli çalışmasında çok önemli bir rol oynar. Nükleer santrallerin güvenliğini ve ekonomisini sürekli olarak iyileştirmek için, evaporatör ısı transfer tüpü malzemelerinin optimizasyonu ve korozyon direnci son derece önemlidir.
50 yılı aşkın bir gelişmeden sonra, nükleer enerji buharlaştırıcı ısı transfer tüpleri için malzemeler Inconel 600, Incoloy 800 ve Inconel 690'ın evrim sürecine geçmiştir. Inconel 690 malzemesinin en umut verici üçüncü nesil nükleer santral buharlı jeneratör ısı transfer tüpü malzemesi ile önemli oksidasyon direnci ve mükemmel gerilim korozyon direnci olduğu düşünülmektedir. Yüksek teknik içerik ve nükleer santral evaporatörü ısı transfer tüplerinin üretimindeki zorluk nedeniyle, ülkemdeki nükleer santral evaporatörleri için Inconel 690 Isı Transfer Tüpleri hala ithal edilmektedir ve acilen lokalize olması gereken temel malzemelerdir. Inconel 690 alaşımlı tüplerin temini esas olarak dünyadaki üç büyük şirket tarafından tekelleştirildi: Fransa Valinox, Japonya Sumitomo ve İsveç Sandvik ve üretim teknolojileri kesinlikle gizli. Şu anda, ülkemdeki birkaç çelik şirketi Inconel 690 alaşımlı tüpü incelemeye başladı. Nükleer enerji endüstrisinin geliştirilmesiyle birlikte, nükleer güç evaporatörü ısı transfer tüplerinin lokalizasyonu elde edilebilirse, nükleer enerjinin geliştirilmesinin ve çelik endüstri ürün yapısının ayarlanmasının teşvik edilmesinde önemli bir rol oynayacaktır.
1. Nükleer santral evaporatörü ısı transfer tüpleri için malzeme seçimi
Nükleer santraller genellikle iki ana sistemden oluşur: birincil devre ve ikincil devre. Bunlar arasında, buharlaştırıcı nükleer santralin temel ekipmanı ve birincil ve ikincil devreleri birbirine bağlayan göbektir. Evaporatör ısı transfer tüpündeki akan ortam yüksek saflıkta sudur. Yüksek saflıkta suyun dolaşımı yoluyla, reaktördeki nükleer fisyonla üretilen ısı, buharlaştırıcıya taşınır ve daha sonra ısı, binlerce ısı transfer tüpü yoluyla ikincil devre orta suya aktarılır, böylece yüksek basınçlı buhar, buhar türbin jeneratörünün elektrik üretimine seti olarak çalışması için kaynar. Evaporatör U şeklindeki ısı transfer tüpünün iç ve dış yüzeyleri sırasıyla iki farklı ortam altında çalıştığından, kullanım koşulları da farklıdır, bu nedenle onlar için gereksinimler çok katıdır. 1 milyon kilowatt olağan nükleer santral, 200 tonunun reaktör buharlaştırıcıları için U şeklinde ısı transfer tüpleri olan 1255 ton çeşitli çelik boru gerektirir. Isı transfer tüplerinin güvenilirliği, nükleer enerji santrallerinin teknik performansını ve güvenliğini doğrudan etkiler.
Evaporatör ısı transfer tüplerinin malzemeleri temel olarak aşağıdaki üç aşamadan geçmiştir:
İlk aşama 1950'lerde ve 1960'larda, nükleer güç gelişiminin erken aşaması, esas olarak 18-8 paslanmaz çelik tüpler kullanılarak yapıldı. Erken basınçlı su reaktörü nükleer enerji santrallerinde kullanılan evaporatör ısı transfer tüpleri, 18-8 krom-nikel paslanmaz çelik kullanılır. Bununla birlikte, bu çelik klorür iyonu korozyonuna karşı zayıf bir dirence sahiptir ve çok sayıda çelik boru rüptür kazası meydana geldi.
İkinci aşama 1970'lerde oldu. Petrokimya mühendisliği deneyimine dayanarak, stres korozyona dayanıklı Inconel 600 nikel bazlı alaşım borular seçildi; Inconel 600 nikel bazlı alaşım 1970'den 1972'ye kadar kostik stres korozyonu hasarı gördü. 1972'de Inconel 600 nikel bazlı alaşımı değiştirmek için üçüncü nesil stres korozyona dirençli materyal Incoloy 800 alaşımını kullanmaya başladı. Incoloy 800 alaşımının NI içeriği, büyük miktarda nikel, büyük miktarda nikel, tasarruf edilmektedir. Yüksek sıcaklıkta ve yüksek basınçlı suda, bu alaşımın nikel içeriği ne transgranüler ne de taneler arası stres korozyonu çatlağının meydana gelmediği ve Incoloy 800 alaşımının fiyatının Inconel 600 nikel bazlı alaşımdan çok daha düşük olması, Incoloy 800 alaşımının kullanılabilen üçüncü jenerasyon için kullanılabilen üçüncü jenerasyon için kullanılabilen üçüncü jenerasyon haline geldi. Çelik ve Inconel 600 nikel bazlı alaşım.
Üçüncü aşama 1980'lerden sonra. Evaporatör Media, Fransa, ABD, Japonya ve diğer ülkelerdeki Inconel 600 alaşım tüplerinin stres korozyon problemini çözmek için, mükemmel stres korozyon direnciyle dördüncü nesil Inconel 690'ı birlikte geliştirdi. Inconel 690, çeşitli sulu ortamlar ve yüksek sıcaklık atmosferleri tarafından korozyona karşı mükemmel dirence sahip nikel bazlı bir alaşımdır. Alaşım, Inconel 600, Incoloy 800 ve 18-8 paslanmaz çelikten saf su ve düşük konsantrasyon kostik soda çözeltilerinden daha iyi stres korozyonu kırma direncine sahiptir. Ayrıca yüksek mukavemet, iyi metalurjik stabilite ve mükemmel işleme özelliklerine sahiptir, bu da onu nükleer buharlaştırıcı basınçlı su reaktörleri için önemli bir malzeme haline getirir. 1990'ların başından beri, mühendislikte resmi olarak korozyona dayanıklı Inconel 690 boru kullanılmıştır.
Ülkemde nükleer enerjinin geliştirilmesinden bu yana, nükleer buharlaştırıcı ısı transfer boruları temel olarak yurtdışından ithal edildi. Tanıtılan boru türleri, o zamanlar ortaklara ve teknik statüye göre değişir. Başlangıçta 18-8 paslanmaz çelik borular kullanıldı. Daha sonra, kendi başına tasarlanan Qinshan Faz I nükleer santrali, Avrupa ile daha fazla temas etti ve o zaman Almanlar tarafından tercih edilen Incoloy 800 alaşım borularını kullandı. Fransa tarafından tasarlanan Daya Bay nükleer enerji santrali, yakın zamanda geliştirilen Inconel 690 borusunu kullandı. Qinshan Faz II ve Ling'ao nükleer santrallerinde en popüler Inconel 690 boruları kullandı.
Şu anda, yeni tasarlanmış ve inşaat yetersiz nükleer santrallerin neredeyse tüm evaporatörleri, ısı transfer boruları olarak Inconel 690 boru kullanıyor ve başlangıçta 18-8 paslanmaz çelik borular veya Inconel 600 Alloy borularının değiştirilmiştir.
2. Inonel 690 malzemenin kimyasal bileşimi
Inonel 690 alloy (nominal composition Ni-30Cr-9Fe) is an austenitic nickel-based corrosion-resistant alloy with a C content of no more than 0.03% and a Cr content of about 30%. The main difference between the chemical composition of Inconel 690 and Inconel 600 alloys is that Inconel 690 increases the Cr content (28%-30%) and correspondingly reduces the Ni content (>%58). Inconel 600 Alaşım% 15.5 Cr içerir. Inconel 600 alaşımı ile karşılaştırıldığında, Inconel 690 basit kompozisyon ve mükemmel performansın özelliklerine sahiptir.
