秦山核电三十年,传承辉煌再出发——为728工程及新一代核电研制开发关键材料纪实

宝武特种冶金有限公司

   宝武特种冶金有限公司(以下简称“宝武特冶”)最早的前身是1958年成立的上海第五钢铁厂(以下简称“上钢五厂”),1998年上钢五厂并入宝钢集团,先后更名为宝钢集团五钢有限公司,宝钢股份特殊钢分公司、特钢事业部,宝钢特钢有限公司(以下简称“宝钢特钢”),2003年起托管上海钢铁研究所、上海第二钢铁厂。2018年成立宝武特冶,是中国宝武全资一级子公司。宝武特冶传承了上钢五厂、宝钢特钢的发展愿景、战略方向、企业文化和人文品格,继承了特种冶金专业产线装备,始终践行国家战略为使命任务,持续工艺、技术、产品创新发展,努力实现由钢铁向特种冶金材料的转型升级。

   1974年,国家计委下达了为秦山核电站(728工程)研制定位格架任务,项目由上钢五厂、钢铁研究总院和上海728设计院负责。定位格架是夹持和支撑核燃料棒的关键材料,因其技术要求高、生产难度大、工艺复杂,且国外对其相关生产技术实行封锁。1974年起,课题组先后攻克了合金真空冶炼成份控制热处理工艺与材料性能控制,带材轧制工艺与表面质量,控制带材平整度控制等诸多工艺难关,研制的带材满足了零件强韧性要求和真空焊接等各项工艺技术要求。1981年开始试制生产GH169A合金0.3mm和0.4mm带材,1983年项目通过冶金工业部和核工业部主持的技术鉴定,1984年获上海冶金工业局新产品一等奖,冶金工业部冶金科学技术研究成果四等奖。

 

 

   为此,上钢五厂研制生产的核燃料棒定位格架材料——GH169A高温合金精密带材长期用于秦山核电站,援建巴基斯坦30万千瓦核电站燃料组件的生产以及其他相关核电机组。由GH169A高温合金精密带材制作的定位格架见下图。 

 

 

   1990年,国内自行设计建造的第一个核堆——“728”元件工程在宜宾核燃料元件厂通过国家能源部、中国核工业总公司、国家环保局等有关单位主持的竣工验收。这是中国依靠自己能力建设核电站的重要标志之一,填补了国内核电站燃料元件设计、制造方面的空白。燃料组件中的重要元件——不锈钢包壳管、导向管和通量管、镍基合金格架等材料由上钢五厂及上海冶金工业局兄弟单位研制生产提供。1996年至1997年,秦山核电二期1号、2号机组先后开工建设,除部分部件进口外,上钢五厂提供了核级不锈钢和镍基合金材料。

   2004年宝钢五钢承接了上海科教兴市重大产业科技攻关项目“百万千瓦级压水堆核电站主要设备及材料研制专题”涉及的“核电燃料组件用特种材料GH4169A合金带材研制”课题,2006年通过上海市科委主持的技术鉴定。2005年起,国内核电站建设得到快速发展,至2010年底,先后有大批核电机组开工建设,其中18个机组的堆内构件和秦山二期扩建、岭澳一期扩建、福清、红沿河、宁德、方家山、昌江、阳江等机组的驱动机构约70%的核级不锈钢及镍基由宝钢五钢、宝钢特钢等主要核电材料生产企业提供。2013年宝钢特钢与中核建中核燃料元件有限公司在上海市核电办公室见证下签订了某重点工程用材合同,订单及销售额为宝钢特钢核电材料供货历史之最。

   自1974年起为秦山核电站成功开发核电稳压器和蒸发器容器用钢,主管道用不锈无缝钢管、堆芯件棒定位格带、燃料组件包壳管、核反应堆压力容器主螺栓材料等。四十多年来,上钢五厂、宝钢五钢、宝钢特钢、宝武特冶为我国的核反应堆及核装置提供了关键承压材料。典型材料包括堆内构件用GH4169、GH4145等,驱动机构用GH2132、0Cr13、1Cr13、17-4PH、H825等,控制组件及核燃料用0Cr18Ni11Ti、316Ti、15-5Ti等,压力壳材料1Cr13及螺栓材料等,核回路和压力容器用GH600,可控核聚焦用316N等。迄今为止还为国产新一代核电站AP1000、CAP1400、高温气冷堆、华龙一号的建设提供核电蒸发器用690U形管、TP405支撑板、690水室隔板,爆破阀用690合金锻件,主泵电机屏蔽套用C276合金薄板,高温气冷堆用625板、管、棒材等关键材料,实现了关键材料国产化自主保障,打破了国外垄断和技术封锁,维护了国家核电战略安全。宝武特冶是我国核反应堆装置承压材料国内最主要的研制配套供应商之一。

   核电建设作为国家战略关乎我国的能源发展大局和国家战略安全,是实现强国梦和“双碳”目标的必由之路。宝武特冶经过六十多年的传承积累与创新发展铸就了坚实的产业基础、技术优势和产品优势,在国内相关领域拥有品牌影响力;更集中体现了宝武特冶围绕国家战略在资源保障、产线共用、技术共享、体系互补等综合方面全力支持核电能源乃至军民融合新材料发展成功的战略举措;宝武特冶将牢记使命,勇于担当,为我国关键新材料的发展及自主保障现代化建设作出更多表率作用,争取更大成绩。

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