[00143740]大型商用核电站蒸汽发生器长期安全服役关键技术及应用

核电是我国实现2030年“碳达峰”、2060年“碳中和”目标的重要力量。目前,我国在运核电机组49台,在建17台,机组规模稳居世界第二。随着秦山、大亚湾等早期建设机组运行时间接近30年,核电站重要设备部件的老化问题日益凸显,长期安全稳定服役面临挑战。2021年国务院提出了“在确保安全的前提下积极有序发展核电”的总体要求,其核心要素是确保核电站重要设备的长期安全稳定服役。蒸汽发生器在防止放射性物质外泄安全屏障中占比高达80%,发展高精度、高可靠性的在役检查与安全性评价技术可以有效降低蒸汽发生器发生核安全事故的概率,显著提升核电站安全运行水平。 项目组在国家重大专项、国家自然科学基金等课题支持下,围绕高可靠性模拟核电材料多因素耦合服役行为评价设备研制、在役缺陷快速精确识别与分析、蒸汽发生器关键部件服役寿命精准预测等制约核电站蒸汽发生器长期安全运行的关键核心技术进行联合攻关,在基础理论创新、核心技术研发、专用装备研制和全面工程应用等方面取得了系列原创性成果。 1.开发了蒸汽发生器关键部件材料环境损伤专用评价装备平台,实现了关键部件服役行为精准评价。自主研制8台套蒸汽发生器关键部件材料环境损伤专用评价装备,开发出10余个关键部件环境损伤行为定量研究方法,并研究发现关键部件材料环境损伤机制。 2.研制了蒸汽发生器在役检查技术专用智能装备和技术,实现了我国大型商用核电站蒸汽发生器在役检查装备与技术的自主可控。自主研制了蒸汽发生器在役检查智能装备,实现了高辐射环境、长时间应用。开发了一系列针对于蒸汽发生器关键部件的无损检测工艺,满足ASME、RSE-M及我国核安全法规导则的要求。开发国内首套无损检验数据远程分析与管理平台,实现多基地数据同步分析,达到国内领先、填补国内空白。 3.开发了蒸汽发生器关键部件服役安全评价技术,实现了蒸汽发生器关键部件精准定量评价。系统创建关键部件环境损伤模型和结构役致缺陷完整性评价技术体系,实现典型环境损伤模式的精准评估和定量预测,通过模拟试验、理论研究、评估方法、评估软件平台等全流程技术开发,解决了关键部件缺陷精准快速计算和定量分析的技术难题。创新性的提出关键部件失效概率分析评估和非线性分析评估方法,解决了关键部件寿命评估技术难题。 项目获国家核安全局应用许可2项,编写行业标准1项,授权发明专利15项,授权实用新型专利8项,软件著作权登记12项,发表代表性论文40篇,近两年直接经济效益约6.5亿元（利润逾1亿元）。项目整体达到“国际领先水平”,实现了蒸汽发生器长期安全服役保障技术的重大进步和自主可控,成功应用于M310、CPR、EPR等国内超过半数（24台机组）大型商用核电站蒸汽发生器（74台）长期安全运行管理、国内首台百万千瓦核电机组（大亚湾1、2号机组）运行许可证延续（延寿40年至60年）、以及华龙一号蒸汽发生器自主创新,对核电机组安全性提升具有重要推动作用。