परमाणु ऊर्जा का संक्षारण प्रतिरोध विश्लेषण 690 बाष्पीकरणकर्ता गर्मी हस्तांतरण ट्यूब
लोग मानव जाति के लाभ के लिए बिजली उत्पन्न करने और ऊर्जा के लिए मानवीय आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए परमाणु ऊर्जा का उपयोग करते हैं; हालांकि, परमाणु एक दोधारी तलवार है, और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का सुरक्षित और स्थिर संचालन यह सुनिश्चित करने के लिए है कि यह मानव जाति पर अपने लाभकारी प्रभावों को प्राप्त कर सकता है। एक बार एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र लीक हो जाता है, यह मानव जाति के लिए एक आपदा होगी। परमाणु ऊर्जा संयंत्र के बाष्पीकरणीय हीट ट्रांसफर ट्यूब परमाणु ऊर्जा संयंत्र के सुरक्षित संचालन में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की सुरक्षा और अर्थव्यवस्था में लगातार सुधार करने के लिए, बाष्पीकरणीय गर्मी हस्तांतरण ट्यूब सामग्री का अनुकूलन और संक्षारण प्रतिरोध बेहद महत्वपूर्ण है।
50 से अधिक वर्षों के विकास के बाद, परमाणु ऊर्जा बाष्पीकरणकर्ता गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों के लिए सामग्री को इनक्लॉय 600, इनकोलॉय 800 और इनकोवेल 690 की विकास प्रक्रिया से गुजरना पड़ा है। इनकनेल 690 सामग्री को सबसे होनहार तीसरी पीढ़ी के परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्टीम जनरेटर हीट ट्रांसफर ट्यूब ट्रांसफर ट्यूब सामग्री के साथ माना जाता है। उच्च तकनीकी सामग्री और परमाणु ऊर्जा संयंत्र बाष्पीकरणक गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों के उत्पादन में कठिनाई के कारण, मेरे देश में परमाणु ऊर्जा संयंत्र बाष्पीकरण के लिए 690 गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों को इनक्लूजल अभी भी सभी आयातित हैं, और प्रमुख सामग्री हैं जिन्हें तत्काल स्थानीयकृत करने की आवश्यकता है। इनकनेल 690 मिश्र धातु ट्यूबों की आपूर्ति मुख्य रूप से दुनिया में तीन प्रमुख कंपनियों द्वारा एकाधिकार है: फ्रांस के वेलिनॉक्स, जापान के सुमितमो और स्वीडन के सैंडविक, और उनकी उत्पादन तकनीक कड़ाई से गोपनीय है। वर्तमान में, मेरे देश की कुछ स्टील कंपनियों ने 690 मिश्र धातु ट्यूबों का अध्ययन करना शुरू कर दिया है। परमाणु ऊर्जा उद्योग के विकास के साथ, यदि परमाणु ऊर्जा बाष्पीकरणकर्ता गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों के स्थानीयकरण को प्राप्त किया जा सकता है, तो यह परमाणु ऊर्जा के विकास को बढ़ावा देने और इस्पात उद्योग उत्पाद संरचना के समायोजन को बढ़ावा देने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाएगा।
1। परमाणु ऊर्जा संयंत्र बाष्पीकरणक गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों के लिए सामग्री का चयन
परमाणु ऊर्जा संयंत्र आमतौर पर दो प्रमुख प्रणालियों से बने होते हैं: प्राथमिक सर्किट और माध्यमिक सर्किट। उनमें से, बाष्पीकरणकर्ता परमाणु ऊर्जा संयंत्र के प्रमुख उपकरण हैं और प्राथमिक और माध्यमिक सर्किट को जोड़ने वाले हब हैं। वाष्पीकरण गर्मी हस्तांतरण ट्यूब में बहने वाला माध्यम उच्च शुद्धता वाले पानी है। उच्च-शुद्धता वाले पानी के संचलन के माध्यम से, रिएक्टर में परमाणु विखंडन द्वारा उत्पन्न गर्मी को बाष्पीकरणकर्ता तक ले जाया जाता है, और फिर गर्मी को हजारों गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों के माध्यम से द्वितीयक सर्किट मध्यम पानी में स्थानांतरित कर दिया जाता है, ताकि यह उच्च दबाव भाप का उत्पादन करने के लिए उबाल लें, और फिर उच्च-दबाव भाप से भाप टर्बाइन जनरेटर को तैयार करें। चूंकि बाष्पीकरणकर्ता यू-आकार के हीट ट्रांसफर ट्यूब की आंतरिक और बाहरी सतहों को क्रमशः दो अलग-अलग मीडिया के तहत काम करता है, इसलिए उनके उपयोग की स्थिति भी अलग होती है, इसलिए उनके लिए आवश्यकताएं बहुत सख्त हैं। 1 मिलियन किलोवाट साधारण परमाणु ऊर्जा संयंत्र के लिए 1255 टन विभिन्न स्टील पाइप की आवश्यकता होती है, जिसमें से 200 टन रिएक्टर बाष्पीकरणकर्ताओं के लिए यू-आकार के हीट ट्रांसफर ट्यूब हैं। गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों की विश्वसनीयता सीधे परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के तकनीकी प्रदर्शन और सुरक्षा को प्रभावित करती है।
बाष्पीकरणीय गर्मी हस्तांतरण ट्यूबों की सामग्री मूल रूप से निम्नलिखित तीन चरणों से गुजरी है:
पहला चरण 1950 और 1960 के दशक में था, परमाणु ऊर्जा विकास का प्रारंभिक चरण, मुख्य रूप से 18-8 स्टेनलेस स्टील ट्यूबों का उपयोग कर रहा था। प्रारंभिक दबाव वाले पानी रिएक्टर परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले बाष्पीकरणीय गर्मी हस्तांतरण ट्यूब सभी का उपयोग 18-8 क्रोमियम-निकेल स्टेनलेस स्टील का उपयोग किया जाता है। हालांकि, इस स्टील में क्लोराइड आयन संक्षारण के लिए खराब प्रतिरोध है, और बड़ी संख्या में स्टील पाइप टूटना दुर्घटनाएं हुईं।
दूसरा चरण 1970 के दशक में था। पेट्रोकेमिकल इंजीनियरिंग के अनुभव के आधार पर, तनाव संक्षारण-प्रतिरोधी इनकमेल 600 निकेल-आधारित मिश्र धातु पाइपों का चयन किया गया था; 1970 से 1972 तक 600 निकेल-आधारित मिश्र धातु को कास्टिक स्ट्रेस संक्षारण क्षति का सामना करना पड़ा। कुछ पश्चिमी यूरोपीय देशों ने 1972 में 600 निकेल-आधारित मिश्र धातु को बदलने के लिए तीसरी पीढ़ी के तनाव संक्षारण-प्रतिरोधी सामग्री incoloy 800 मिश्र धातु का उपयोग करना शुरू कर दिया। Incoloy 800 मिश्र धातु की NI सामग्री से बचाने के लिए। उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले पानी में, चूंकि इस मिश्र धातु की निकल सामग्री एक ऐसी सीमा में होती है, जो न तो ट्रांसग्रान्युलर और न ही इंटरग्रेन्युलर स्ट्रेस संक्षारण क्रैकिंग होती है, और incoloy 800 मिश्र धातु की कीमत 600 निकेल-आधारित मिश्र धातु की तुलना में बहुत कम होती है, Incoloy 800 मिश्र धातु का उपयोग किया जा सकता है। स्टेनलेस स्टील और इनकम 600 निकेल-आधारित मिश्र धातु।
तीसरा चरण 1980 के दशक के बाद है। वाष्पीकरण मीडिया, फ्रांस, संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान और अन्य देशों में 600 मिश्र धातु ट्यूबों के तनाव संक्षारण समस्या को हल करने के लिए संयुक्त रूप से उत्कृष्ट तनाव संक्षारण प्रतिरोध के साथ चौथी पीढ़ी के इनक्लुएशन 690 को विकसित किया। Incounel 690 एक निकल-आधारित मिश्र धातु है जिसमें विभिन्न जलीय मीडिया और उच्च तापमान वाले वायुमंडल द्वारा जंग के उत्कृष्ट प्रतिरोध के साथ उत्कृष्ट प्रतिरोध है। मिश्र धातु में बेहतर तनाव क्षरण क्रैकिंग प्रतिरोध है, जो कि इनकोला 600, incoloy 800 और 18-8 शुद्ध पानी में स्टेनलेस स्टील और कम-सांद्रता कास्टिक सोडा समाधानों की तुलना में है। इसमें उच्च शक्ति, अच्छी धातुकर्म स्थिरता और उत्कृष्ट प्रसंस्करण विशेषताएं भी हैं, जो परमाणु बाष्पीकरणकर्ता के लिए एक महत्वपूर्ण सामग्री है, जो जल रिएक्टरों पर दबाव डालती है। 1990 के दशक की शुरुआत से, अत्यधिक संक्षारण-प्रतिरोधी इनकोनेल 690 पाइपों को आधिकारिक तौर पर इंजीनियरिंग में उपयोग किया गया है।
मेरे देश में परमाणु ऊर्जा के विकास के बाद से, परमाणु बाष्पीकरणकर्ता गर्मी हस्तांतरण पाइप मूल रूप से विदेश से आयात किया गया है। पेश किए गए पाइपों के प्रकार भागीदारों और तकनीकी स्थिति के साथ उस समय भिन्न होते हैं। प्रारंभ में, 18-8 स्टेनलेस स्टील पाइप का उपयोग किया गया था। बाद में, किन्शान चरण I परमाणु ऊर्जा संयंत्र, जो स्वयं द्वारा डिजाइन किया गया था, का यूरोप के साथ अधिक संपर्क था और उस समय जर्मनों द्वारा इष्ट 800 मिश्र धातु पाइपों का उपयोग किया था। फ्रांस द्वारा डिज़ाइन किए गए दया बे परमाणु ऊर्जा संयंत्र ने हाल ही में विकसित किए गए 690 पाइपों का उपयोग किया। किन्शान चरण II और Ling'ao परमाणु ऊर्जा संयंत्र दोनों ने सबसे लोकप्रिय इनकेल 690 पाइपों का उपयोग किया।
वर्तमान में, नए डिजाइन और अंडर-कंस्ट्रक्शन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लगभग सभी वाष्पीकरण गर्मी हस्तांतरण पाइप के रूप में 690 पाइपों का उपयोग करते हैं, और कई वाष्पीकरण इकाइयां जो मूल रूप से 18-8 स्टेनलेस स्टील पाइप या इनकेल 600 मिश्र धातु पाइप का उपयोग करती हैं, को भी अनिश्चित 690 गर्मी हस्तांतरण पाइप के साथ बदल दिया गया है।
2। इनोनेल 690 सामग्री की रासायनिक संरचना
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%)। इनकोनेल 600 मिश्र धातु में 15.5% करोड़ होते हैं। इनकोनेल 600 मिश्र धातु के साथ तुलना में, इनकोनेल 690 में सरल रचना और उत्कृष्ट प्रदर्शन की विशेषताएं हैं।
