Рост атомной энергетики
|
ЖУРНАЛ ПОСВЯЩЕН НИКЕЛЮ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЮ Июль 2006
Том 21, № 4 |
 |
|
ЗА ПОСЛЕДНИЕ 15 лет «Бабкок и Уилкокс» заменили вот такие трубы в 42 парогенераторах в США на трубы,
сделанные из сплава N06690, содержащего 58% никеля. |
 |
|
ЯДЕРНОЕ ВОЗРОЖДЕНИЕ приводит к росту спроса на никелесодержащую нержавеющую сталь и специализированные никелевые сплавы, которые используются во многих ключевых компонентах ядерного реактора деления.  |
 |
|
В США ПЕРВЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ производились из сплаваN06600, который подвергался коррозионному
растрескиванию под напряжением. Теперь их заменяют трубы, сделанные из N06690. |
 |
|
ДЕСЯТИЛЕТИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО опыта доказали, что во многих прикладных технологиях конкурентоспособной замены никелесодержащим сплавам просто не существует.  |
 |
|
ВОЗМОЖНО, САМЫМ БОЛЬШИМ поводом для оптимизма производителей никелесодержащих сплавов является продление
лицензий. |
 |
|
ВЕС ПАРОГЕНЕРАТОРА может превышать 500 тонн. Около 10% этого веса приходится на 4 тыс. - 15 тыс. труб,
сделанных из никелевого сплава. |
 |
|
ДЛЯ МОДЕРНИЗАЦИИ СУЩЕСТВУЮЩИХ атомных станций, равно как и для строительства новых, требуются
никелесодержащие нержавеющие стали и сплавы. |
 |
|
«ВЕСТИНГАУЗ» производит комплектующие изделия для атомных электростанций из нержавеющей и
высоколегированных сталей на своем предприятии NewingtonOperations в Нью-Гэмпшире, США. |
日本語 |
Атомная энергия и нержавеющая сталь идут рука об руку
Кэрролл Маккормик (Carroll McCormick)
Журнал «Никель», июль 2006 г. -- Озабоченность, вызванная глобальным
потеплением и быстрым ростом цен на нефть, взвинтила интерес к ядерной энергии до небывалого уровня, не
наблюдавшегося с семидесятых годов прошлого века. Не вызывает удивления поэтому и ожидаемый рост спроса на
никелесодержащие сплавы, ценные своей стойкостью к коррозии и высокотемпературными характеристиками.
Патрик Мур (PatrickMoore), соучредитель движения «Гринпис», и ученый-энвиронменталист Джеймс Лавлок (JamesLovelock) всем своим авторитетом поддерживают ядерную энергию, наименее вредный для окружающей среды источник, который поможет нам продержаться до тех пор, пока энергия термоядерного синтеза не станет рентабельной. «Я не считаю атомную энергию панацеей, а лишь существенной частью целого ряда энергетических источников», - пишет Лавлок в своем бестселлере «Возмездие Геи: почему Земля дает сдачи, и как мы можем сохранить человечество» (TheRevengeofGaia: WhytheEarthisFightingBack – andHowWeCanStillSaveHumanity) (Издательство «Аллен Лейн», Великобритания, 2006 г.). И добавляет, что «строительство новых ядерных объектов следует начать немедленно».
Мур, являющийся сопредседателем недавно созданной коалиции «За чистую и безопасную энергию», говорит, что атомная энергия может как раз и оказаться тем энергетическим источником, который спасет нашу планету от катастрофического изменения климата.
Мировые производители урана уже готовы удовлетворить спрос. «Мы наблюдаем возрождение ядерной энергетики, вызванное экологической аргументацией о необходимости снижения поллюции», - говорит Элис Вонг (AliceWong), вице-президент по связям с инвесторами и корпорациями канадской компании «Камеко» (Cameco), самого большого в мире производителя окиси урана или, как ее еще называют, «желтого кека».
Согласно данным Всемирной ядерной ассоциации (WorldNuclearAssociation), в Китае строятся пять атомных станций, шесть находятся в плановой стадии, а 19 – на стадии проектного предложения. Государственная руководящая группа по самостоятельному ядерному развитию страны (NationalLeadingGroupforNuclearPowerSelf-RelianceDevelopment) планирует к 2020 г. довести установленную мощность работающих атомных электростанций (АЭС) до 40 гигаватт (ГВт), а установленную мощность строящихся АЭС - до 18 ГВт, что означает строительство 30 новых атомных электростанций за ближайшие 15 лет. Это выведет Китай в мировые лидеры по росту ядерной энергетики.
По словам Скотта Шоу (ScottShaw), консультанта по связям с общественностью отдела атомных электростанций электрической компании «Вестингауз» (WestinghouseElectricCompany), компания, занимающаяся проектированием реакторов и производством их комплектующих из нержавеющей стали и сплавов никеля, подала конкурентоспособное проектное предложение на поставки для четырех новых АЭС в Китае.
У Южной Кореи до сих пор была самая большая в мире программа по строительству объектов атомной энергетики. Говорит Крис Гоффман (ChrisHoffman), инженер-металлург из «Вестингауз»: «Где-то с 1998 г. Южная Корея стала нашим главным заказчиком. Для нее мы произвели корпусы реакторов, внутреннюю оснастку, механические устройства перемещения регулирующих элементов, главные циркуляционные насосы реактора и соответствующее подводящее оборудование».
В Европе растет позитивное отношение к атомной энергетике. Среди многих стран, активно расширяющих свои ядерные производственные мощности, оказалась и Финляндия, строящая уже пятый по счету реактор, который должен быть введен в строй в 2009 г.
Северная Америка также готова расширять свой ядерный потенциал. Йонг Ким (YongKim), менеджер по продажам атомной энергии в канадской компании «Бабкок и Уилкокс» (Babcock & Wilcox), производящей оборудование для атомной промышленности, говорит, что еще никогда перспектива на ближайшие 25 лет не выглядела так многообещающе. «Наши прогнозы на новые объекты в Северной Америке довольно оптимистичны. ... А для Соединенных Штатов это вообще не столько вопрос «быть или не быть?» сколько вопрос времени.
Возможно, самым большим поводом для оптимизма производителей никелесодержащих сплавов является продление лицензий. «Скорее всего каждая функционирующая в США станция подаст заявку на продление лицензии, - говорит Шоу. – А за обновлением лицензий следуют ремонтные работы и модернизация, что часто ведет к заключению больших контрактов на содержащее никель станционное оборудование».
С возрождением атомной энергетики возрастает спрос на нержавеющую сталь и специальные никелевые сплавы. Десятилетия производственного опыта доказали, что во многих прикладных технологиях конкурентоспособной замены никелесодержащим сплавам просто не существует. В проектах модернизации замена сделанных из углеродистой стали комплектующих на нержавейку значительно снижает эксплуатационные расходы.
«Вестингауз» производит комплектующие изделия для атомных электростанций из нержавеющей и высоколегированных сталей на своем предприятии NewingtonOperations в Нью-Гэмпшире. Предприятие использует от 15 до 20 различных никелесодержащих основных и от 8 до 10 присадочных металлов. Их использование варьируется от многотонных деталей во внутренней оснастке корпуса реактора, где можно найти до 200 тонн сплава S30400,до никелевых сплавов, таких как N06625и N07750, в механических устройствах перемещения регулирующих элементов. Сплавы S30400иS31600также находят свое применение в трубопроводе – и в том, что контактирует с теплоносителем первого контура, и в том, что доставляет нагретую реактором воду к парогенераторам. Сплавы для всех этих деталей выбраны из-за их сопротивляемости коррозии.
«Самые первые трубопроводы для подачи технической воды на атомных электростанциях состояли из футерованной или углеродистой стали с нанесенным покрытием, но многие заводы заменили модули своих систем нержавейкой», - говорит д-р Джеймс Фриц (JamesFritz), сотрудник консультативной службы компании TMRStainless, находящейся в Питтсбурге, штат Пенсильвания. Однако эксплуатационные проблемы, включая коррозию сплавов из нержавеющей стали S30400и S31600(из-за агрессивности водной среды, вызванной наличием бактерий и высоким уровнем хлоридов), заставили службы АЭС пересмотреть выбор материала.
Например, еще в 1988 г. атомная станция, расположенная в округе Сэлем, штат Нью-Джерси, начала широкомасштабную замену трубопровода для подачи технической воды, сделанного из футерованной полиэтиленом углеродистой стали и стали марок S30400иS31600, на шестипроцентную молибденовую нержавеющую сталь. Программа замены включала 2290 метровтрубиз 254 SMO™ (S31254), AL6XN™ и 25-6MO™(оба сплава - N08925) диаметром от 19 мм до 508 мм.
В этом году в седьмом приложении к трудам Американского общества инженеров-механиков (AmericanSocietyofMechanicalEngineers - ASME) вышел в свет Код кейс для S32205(N-741) для конструкций класса III. Код кейс открывает дорогу материалу, находящемуся в середине шкалы коррозионной стойкости между S31600и 6% молибденовым сплавом. Недавно компания DukeEnergyofCharlotte из Северной Каролины получила разрешение ASME на использование дуплексной нержавеющей стали марки S32205в трубопроводах для подачи технической воды в аварийных системах.
Смена материалов произошла также в зоне парогенераторов, где вода из реактора с температурой 315°C нагревает воду второго контура до 277°C, заставляя пар приводить в движение турбины.
Вес парогенератора может превышать 500 тонн. Около 10% этого веса приходится на 4 тыс. - 15 тыс. труб, сделанных из никелевого сплава, длиной от 12,4 м до 21,3 м, со внешним диаметром 19,1-22,2 мм и толщиной стенок 1,02-1,27 мм.
В США первые трубопроводы парогенераторов производились из сплава N06600, который подвергался коррозионному растрескиванию под напряжением. «[Растрескивание] вызывается остаточным напряжением и химическими реакциями, происходящими в агрессивной водной среде, - объясняет Ричард Кларнер (Richard Klarner), менеджер отдела технологии машиностроения и технического обеспечения проектной документации компании «Бабкок и Уилкокс». – Внутри накаленных трещин создается очень едкая локализованная химическая среда».
За последние 15 лет «Бабкок и Уилкокс» заменили трубы в 42 парогенераторах в США на трубы, сделанные из N06690. Еще один сплав, N08800(сплав 800), продолжает демонстрировать свои преимущества на других станциях. «Бабкок и Уилкокс» подписали контракт на замену двадцати четырех 120-тонных парогенераторов на станции BruceA, принадлежащей компанииBrucePower, расположенной в канадской провинции Онтарио. В новых парогенераторах будет использован сплав N08800.
И при строительстве новых атомных станций, и при модернизации существующих - никелесодержащие нержавеющие стали и никелевые сплавы просто незаменимы для ядерной энергетики.
ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГИЯ. ФАКТЫ.
- Количество станций в мире: 441
- Производство электроэнергии: 368496 МГвнетто
- В стадии строительства: 27 в 11 странах
- В стадии планирования: 38 в 11 странах
- Проектные предложения: 113 в 17 странах
- Страна с наибольшим количеством станций: США – 103
- Страна с наивысшим вкладом в энергосистему: Франция – 75%
Источник: Всемирная ядерная ассоциация
(данные по состоянию на 31 марта 2006 г.)
Кэрролл Маккормик – наш внештатный автор из Монреаля.
ФОТОГРАФИИ: «Бабкок и Уилкокс» (Babcock & Wilcox) и электрическая компания «Вестингауз»
(WestinghouseElectricCompany).
 Alice Wong
Scott Shaw Yvette Amor Dr. James Fritz |
