パワーアップすること
THE MAGAZINE DEVOTED TO NICKEL AND ITS APPLICATIONS
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過去15年にわたって、Babcock&Wilcox社は58％のニッケルを含むＮ06690で出来ているアメリカの42台の蒸気発生器のこのようなチューブを取り替えてきた。
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核ルネッサンスは原子炉の多くの鍵となる部品においてニッケルを含むステンレス鋼と特殊なニッケル合金の需要を増大させる。
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米国で初期の蒸気発生管の配管はＮ06600でつくられ、応力腐食割れで苦労していた。これらは今やＮ06690に取り替えられつつある。
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数十年の運転経験で多くの応用に対し、ニッケルを含有する合金に代わる実現性のある代用品はないということが証明された。
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ニッケルを含有する合金の生産者にとって、おそらく楽観主義の最も大きい原因はライセンスの更新です。
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蒸気発生器は500トンかそれ以上の重さで、その重さの約10％は4,000から15,000本のニッケル合金チューブから成っています。
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既存のプラントを改装するか、新しいものを建設するためにはニッケル・ステンレス鋼及びニッケル合金を必要とします。
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Westinghouse社はアメリカのニューハンプシャー州の Newington事業所でステンレスと高合金鋼の原子力発電所の部品を製造します。
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原子力とステンレス鋼は、手に手をとって進み続けます
Nickel Magazine, July 2006 -- 地球温暖化と石油価格高騰に対する懸念が、原子力発電への関心を1970年代以降の最高レベルにまで押し上げた。それから、その耐食性と高温特性で高く評価されているニッケルを含有する合金の需要が同様に上がると予期されていることは、驚くべきことではありません。
グリーンピース共同創設者Patrick Mooreと科学者/環境保護主義者James Lovelockは、核融合エネルギーが現実味のあるものとなる時まで我々が利用する低汚染源のエネルギーとして、原子力を支援しました。「私は、原子力エネルギーを万能薬としてではなくて、エネルギー源のポートフォリオの重要な部分としてみている。」と彼のベストセラー「ガイアの復讐」の中で書いている。「どうして地球は抵抗するのか。そしてどのようにして我々は人類をまだ救うことができるのか。」彼は「新しい核の建設をすぐに始めなければならない。」と付け加えています。
最近開始されたきれいで安全なエネルギー連合体の共同議長であるMooreは、まさに原子力が破滅的な気候変動から我々の惑星を救うことができるエネルギー源であるかもしれないと言う。
世界のウラン製造者は、要求に応じる準備をすでに進めています。「排出物を減らすための環境に関する議論に後押しをされて、我々は原子力の再生を考えています。」と、 酸化ウラン即ち「イェローケーキ」の世界最大の生産者である カナダに拠点を置く Camecoの投資家関係と広報担当の副社長のAlice Wongが言う。
中国では、世界原子力協会によると、5つのプラントが工事中で、6つが計画中であり、19が提案中です。2020年までに、原子力独自開発のための中国の主要なグループは、運転中の設置容量を40ギガワット（GW）に、そして建設中の設置容量を18GWにしたいと考えた。それは次の15年にわたって30の新しい原子力発電所を必要とし、移動させる。そして、それは原子力成長で中国を世界リーダーにするだろう。
原子炉を設計し、ステンレス鋼とニッケル合金の原子炉構成部品を製造するWestinghouse Electric 社は、同社の原子力発電所の広報コンサルタントのScott Shawによれば、中国における4つの新しい原発に対する競争入札を提出した。
韓国は、どの国と比べても最も大きな原子力エネルギー建設のプログラムを持っている。Westinghouse社の冶金学のfellow engineerである Chris Hoffmanは「およそ1998年以降、我々の主要な顧客は韓国でした。韓国のために、我々は原子炉容器、内部、制御要素駆動メカニズム、原子炉冷却ポンプ及びこれらに関連した供給機材を製造しています。」と言う。
ヨーロッパでは、原子力に対する態度は、ますます好意的です。多くの国の間で、原子力発電能力を高めているのはフィンランドです。そして、それは2009年に運転を開始することになっている第5の原子炉が建設中です。
北アメリカは、同様に、その原子力発電量を増加しようと準備しています。 カナダに拠点を置き、原子力産業用設備を作るBabcock & Wilcox の原子力設備販売マネージャーであるYong Kimは、「25年間でものごとがでこんなに明るく見えたことはなかった。」と言います。「我々は、北米で原発の新しい建設について全く楽観的です...。アメリカ合衆国にとってそれは、『もしも』ではなくて、『いつ実施するか』だ。」
ニッケルを含有する合金の生産者にとって、おそらく、楽観主義になる最も大きな原因は、ライセンスの更新です。「アメリカで運転中のほとんどすべてのプラントは、ライセンスの更新を申請するでしょう。」と、 Shawが言う。そして、ライセンスの更新とともに、しばしば、ニッケルを含むプラント装置のために大きな契約を必要とする修理と改装が発注されます。
原子力ルネッサンスとともに、ステンレス鋼と特殊なニッケル合金の増大した需要が出てきます。何十年の操業の経験から、多くの応用に対し、ニッケルを含有する合金の実現性のある代替品がないということがわかりました。改善プロジェクトでは、取り替えられたステンレス鋼は、最初の炭素鋼部分よりかなり低い維持費になります。
Westinghouseは、ニューハンプシャーのNewington事業所で、ステンレスと高合金鋼の原子力発電所の構成部品を製造します。その施設は、15～20の異なるニッケルを含有する母材と8～10の異なる溶加材を使います。200トンの S30400を使用する原子炉容器内部の高いトン数の応用から制御要素駆動メカニズムの N06625や N07750のようなニッケル合金の応用までが、その応用範囲です。 S30400と S31600のもう一つの応用例は、主要なクーラントと接触してある配管と原子炉の熱水を蒸気発生器に送る配管です。全てのこれらの応用例では、これらの合金が耐食性のために選ばれます。
「ほとんどの最初の原発のサービス水配管は被覆炭素鋼から成っていました。しかし、多くのプラントはそれらのシステムの部分をステンレスに替えました。」と、ペンシルバニア州ピッツバーグのコンサルティングサービスの TMR Stainless社のJames Fritz博士が言う。しかし、バクテリアの存在と高い塩化物レベルで引き起こされる水の「攻撃性」による S30400と S31600ステンレス鋼の腐食を含むメンテナンス問題は、公益企業の彼らの材料選択に対して別な考察を余儀なくされました。
たとえば、ニュージャージーのSalem原子力発電所は、1988年に大規模に S30400、 S31600とポリエチレン炭素鋼のサービス水配管を6%のモリブデン・ステンレス鋼と取り替え始めました。代替プログラムは、254SMO（ S31254）、AL6XN 及び25-6MO(何れも N08925) の直径は19～508ミリで、2,290メートルのパイプより成っています。
今年は、米国機械学会（ASME）の第7回補助会議で、クラスIII建設のために S32205（N-741）についてコードケースの発表があった。このコードケースは、 S31600と6%モリブデンの耐食性の中間にある材料として認めた最近ノースカロライナ州のDuke Energy of CharlotteはASMEから安全関連のサービス水配管系のために二相ステンレス鋼 S32205を使う承認を受けた。
材料変化が蒸気発生器の分野でもあります、そこでは、原子炉からの315°Cの熱水はタービンを動かす蒸気を作るために二次側の水を277°Cに熱します。
蒸気発生器は500トンか、それ以上の重さでしょう。 その重さのおよそ10%は4,000～15,000本の合金チューブから成り、チューブは、長さが12.4-21.3メートル、外径が19.1-22.2ミリ、肉厚が1.02-1.27ミリです。
アメリカでは、初期の蒸気発生器管は N06600でできていました。そして、それは応力腐食割れで苦労していた。「その割れは、残留応力と攻撃的な水化学に起因する。」とBabcock & Wilcoxのエンジニアリング技術と提案工学のマネージャーであるRichard Klarnergaが説明する。「それは、加熱されたすき間で非常に厳しい局部的化学環境です。」
過去15年にわたって、B&Wは、アメリカで42台の蒸気発生器のチューブを N06690製のチューブに取り替えました。もう一つの合金である N08800(Alloy800)は、他のプラントで有益であると証明されています。B&Wは、カナダのオンタリオ州のBruce PowerのBruce A原子力発電所で24台の120トン蒸気発生器を N08800を使って取り替える契約をしました。
既存のプラントを改装するか、新しいものを建設するか何れかの場合にも、ニッケル・ステンレス鋼とニッケル合金は原子力産業で取り替えられない役割を演じ続けます。
原子力発電の事実
- 世界中のプラント数：441
- 原子力発電量：368,496メガワット・ネット
- 建設中の原子力発電所：11カ国で、27箇所
- 計画段階：11カ国で、38箇所
- 提案中：17カ国で、113箇所
- 最も多くのプラントをもつ国：アメリカ合衆国：103
- 送電網に対し、原発の電気がする最も高い割合をもつ国：フランス：75%
Source: World Nuclear Association
(figures valid as of March 31, 2006)
Carroll McCormick is a Montreal-based freelance writer.
PHOTOS: Babcock & Wilcox and Westinghouse Electric Company.
 Alice Wong
Scott Shaw Yvette Amor Dr. James Fritz |
