Reatturi modulari żgħar (SMRs) mhumiex sempliċiment verżjonijiet imnaqqsa-l isfel ta' reatturi tal-ilma-konvenzjonali taħt pressjoni. Diversi disinji avvanzati jaħdmu aktar, jużaw likwidu li jkessaħ - elju, sodju likwidu, jew melħ tal-fluworidu imdewweb minflok ilma taħt pressjoni - u jimmiraw ħajjiet ta’ servizz u ċikli ta’ xogħol li jimbuttaw materjali strutturali ferm lil hinn mit-temperatura u l-korrużjoni li l-istainless steel konvenzjonali ta’ grad-kien kwalifikat għalih.

Ligi bbażati fuq-nikilhuma l-familja ta' materjali fl-aħjar pożizzjoni biex jagħlqu dik id-distakk, u diġà jidhru tul il-katina tal-provvista tar-reattur avvanzata: bħala tubi tal-ġeneratur tal-fwar f'SMRs tal-ilma ħafif-, bħala materjal intermedju tal-iskambjatur tas-sħana f'disinji mkessħa bil-gass-, u bħala materjal kandidat primarju-loop f'kunċetti-imkessaħ il-melħ. Din il-gwida tispjega għaliex il-ligi tan-nikil huma importanti għall-SMRs, liema gradi huma diġà kodiċi-kwalifikati versus li għadhom qed jiġu żviluppati, u kif taħseb dwar l-għażla tal-materjal fil-klassijiet differenti tat-teknoloġija SMR.
|
TWEĠIBA MALAJR
Ligi tan-nikil huma essenzjali għall-SMRs minħabba li diversi disinji ta' reatturi avvanzati joperaw f'500–950 grad - ferm ogħla mil-limitu prattiku ta' bejn wieħed u ieħor 425–650 grad ta' azzar inossidabbli nukleari-grad - u minħabba li xi wħud jużaw sustanzi li jkessħu korrużivi (melħ fluworidu mdewweb) jew kimiċi tal-gass (jew kimiċi tal-istainless steel) ħajjiet ta' servizz ta' diversi-deċennji.Liga 800Hu Alloy 617 huma l-materjali li jġorru n-nikil-bil-mogħdija l-aktar ċara minn ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 għall-kostruzzjoni ta' reattur ta'-temperatura għolja; Il-liga 690 hija diġà standard għal tubi tal-ġeneratur tal-fwar f'disinni SMR ħfief-ibbażati fuq l-ilma-; u Hastelloy N u l-ekwivalenti Ċiniż tiegħu GH3535 huma l-- għalkemm għadhom mhux kodiċi tal-Istati Uniti -kandidati kwalifikati - għal ċirkwiti primarji ta' reattur imkessaħ-melħ-imdewweb. |
X'inhuma Reatturi Modulari Żgħar, u Għaliex il-Bżonnijiet tal-Materjali tagħhom Ivarjaw mir-Reatturi Konvenzjonali?
L-SMRs ikopru diversi klassijiet ta' reatturi distinti b'likwidu li jkessaħ u temperaturi operattivi differenti ħafna, u hija din id-diversità - mhux biss id-daqs iżgħar - li tmexxi r-rwol estiż għal-ligi tan-nikil.
"SMR" jiddeskrivi reattur modulari-fabbrikat mill-fabbrika ġeneralment taħt 300 MWe, iżda t-terminu jkopri diversi teknoloġiji fundamentalment differenti. SMRs ta' ilma ħafif (bħalma huma d-disinn ta' NuScale u l-BWRX-300 ta' GE Hitachi) jużaw l-istess kimika ta' likwidu li jkessaħ bl-ilma taħt pressjoni jew jagħli bħal reatturi kbar konvenzjonali u joperaw f'medda ta' temperatura simili, għalhekk jiddependu ħafna fuq stainless steel ta' grad nukleari stabbilit u komponenti ta' liga ta' azzar li ma jissaddadx u b'liga ta' liga baxxa ta' nikel. bħal tubi tal-ġeneratur tal-fwar.
Reatturi -temperatura għolja-mkessħa bil-gass, jew HTGRs (bħal X-energy's Xe-100), jużaw likwidu li jkessaħ l-elju u fjuwil tal-partiċelli TRISO u jimmiraw temperaturi tal-ħruġ ħafna ogħla biex itejbu l-effiċjenza termali u jippermettu applikazzjonijiet tas-sħana tal-proċess industrijali. Sodju-reatturi veloċi mkessħa (bħal disinn Natrium ta' TerraPower) jużaw likwidu li jkessaħ il-metall f'temperatura moderata-għa-għola u pressjoni baxxa. Reatturi b'temperatura għolja mkessħa bil--melħ-fluworidu, jew FHRs (bħal disinn Hermes ta' Kairos Power), jiċċirkolaw melħ tal-fluworidu imdewweb bħala likwidu li jkessaħ madwar il-karburant solidu taċ-ċagħaq TRISO, filwaqt li reatturi tal-melħ imdewweb veru jdubu l-fjuwil direttament f'melħ li jiċċirkola. Kull waħda minn dawn il-klassijiet tpoġġi taħlita differenti ta 'temperatura, kimika tal-likwidu li jkessaħ, u ambjent tan-newtroni fuq il-materjali strutturali tagħha.
|
Klassi SMR |
Il-likwidu li jkessaħ |
Appross. Temp operattiv. |
Disinn Rappreżentattiv |
|
-Ilma ħafif SMR |
Ilma taħt pressjoni / jagħli |
~ 300-330 grad |
NuScale VOYGR; GE Hitachi BWRX-300 |
|
-gass b'temperatura għolja-mkessaħ (HTGR) |
Gass tal-elju |
~ 700–950 grad klassi tal-ħruġ |
X-enerġija Xe-100 |
|
Reattur mgħaġġel-imkessaħ bis-sodju |
Sodju likwidu |
~ 500-550 grad |
TerraPower Natrium |
|
Fluworidu-melħ-mkessaħ (FHR) |
Melħ tal-fluworidu mdewweb (likwidu li jkessaħ biss) |
~ 600-700 grad |
Kairos Power Hermes |
|
Reattur tal-melħ imdewweb (karburant-fil--melħ) |
Melħ imdewweb fluworidu/klorur (karburant + likwidu li jkessaħ) |
~ 650-700 grad |
Storiku ORNL MSRE; diversi kunċetti Ġen IV |
Tabella 1. Klassijiet rappreżentattivi tat-teknoloġija SMR, temperaturi operattivi approssimattivi, u disinji ta 'eżempji. Iċ-ċifri huma ġeneralizzati skond il-klassi tar-reattur għall-illustrazzjoni; disinji speċifiċi tal-bejjiegħ ivarjaw u speċifikazzjonijiet uffiċjali għandhom jiġu kkonfermati kontra l-bejjiegħ kurrenti u d-dokumentazzjoni regolatorja.
Għaliex ir-Reatturi Avvanzati Jeħtieġu Ligi tan-Nikil Minflok l-Azzar Stainless Standard?
L-istainless steel awstenitiku ta' grad nukleari konvenzjonali jitlef wisq saħħa tat-tkaxkir u reżistenza għall-ossidazzjoni 'l fuq minn bejn wieħed u ieħor 550-650 grad għall-ħajja tad-disinn ta' bosta deċennji li reatturi avvanzati jeħtieġu, u ligi tan-nikil jestendu s-servizz strutturali użabbli aktar fil-medda ta' 700-950 grad li jeħtieġ HTGR u xi disinji melħ{6}}.

Taħt il-Kodiċi tal-Boilers u l-Bastimenti tal-Pressjoni ASME, Taqsima III, Diviżjoni 5 tirregola l-kostruzzjoni ta' komponenti nukleari ta'-temperatura għolja f'kull tip ta' likwidu li jkessaħ reattur avvanzat. Għal għexieren ta' snin, ħames materjali biss kienu kkwalifikati għal dan is-servizz: azzar ferritiku 2.25Cr-1Mo u vanadju-modifikat 9Cr{-1Mo, Tipi 304H u 316H azzar inossidabbli awstenitiku, u l--nikil awstenitiku AlloHy. Minn dawn, Alloy 800H biss hija kklassifikata għal disinn ġenwinament ta 'temperatura għolja, negliġibbli-creep li joqrob 760 grad u aktar.
Fuq bejn wieħed u ieħor 550-650 grad, l-istress tad-disinn permissibbli ta 'l-istainless steel standard 304H/316H jaqa' drastikament minħabba li d-deformazzjoni tal-creep dipendenti fuq il-ħin - mhux -perma qasira jew is-saħħa tat-tensjoni - issir il-modalità ta 'falliment li tirregola l-istainless steel{8}, u l-iskala tal-kromju {8} protettiv f'ambjenti ta' elju jew melħ b'temperatura għolja-. Ligi tan-nikil bħal Alloy 617 isolvu ż-żewġ problemi: il-kontenut ogħla ta 'nikil tagħhom itejjeb ir-reżistenza għat-tkaxkir u għall-atmosferi ta' karburizzazzjoni/ossidazzjoni, u jestendu t-temperaturi tad-disinn kwalifikati sa bejn wieħed u ieħor 954 grad (1,750 grad F) taħt każ tal-kodiċi ASME 2019.
Liema tan-nikil ligi huma kwalifikati jew taħt valutazzjoni għall-Kostruzzjoni Avvanzata Reattur?
Il-liga 800H bħalissa hija l-uniku materjal ibbażat fuq in-nikil-bi kwalifika ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 sħiħa u li ilha fit-tul; Il-liga 617 ġiet miżjuda permezz ta 'żewġ każijiet ta' kodiċi ddedikati, filwaqt li Alloy 690, Hastelloy N, GH3535, u Alloy 709 għandhom rwol kull wieħed iżda joqogħdu fi stadji differenti tal-mogħdija tal-kwalifika.
|
Liga |
Kompożizzjoni Nominali |
Kodiċi / Status tal-Kwalifiki |
Rwol SMR Primarju |
|
Liga 800H |
Fe–32Ni–21Cr (daqs tal-qamħa stabbilizzat u kkontrollat) |
Wieħed mill-ħames materjali oriġinali tat-Taqsima III tal-ASME, Diviżjoni 5; storja twila tas-servizz HTGR |
Strutturi ta 'appoġġ tal-qalba, kanali tal-gass sħun, konfini tal-pressjoni HTGR |
|
Liga 617 |
Ni–22Cr–12.5Co–9Mo |
Miżjud permezz tal-Kodiċi ASME Każ N-872 (sa 425 grad) u N-898 (sa 954 grad, 2019) |
Skambjaturi tas-sħana intermedji u komponenti ta' kanal-sħan f'disinji HTGR/VHTR |
|
Liga 690 |
Ni–29–30Cr–7–11Fe |
Long-kwalifikat għal komponenti primarji LWR (ASME Taqsima III Klassi 1); materjal standard tat-tubi tal-ġeneratur tal-fwar PWR/SMR |
Ġeneratur tal-fwar u tubi ta'-skambju tas-sħana f'SMRs ħfief-ilma-bażati |
|
Hastelloy N |
Ni–7Mo–7Cr (żviluppat fl-ORNL għall-Esperiment tar-Reattur tal-Melħ Imdewweb) |
Dejta storika estensiva dwar it-tħaddim u t-test; għadu mhux materjal kwalifikat ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 |
Materjal tal-pajpijiet u tal-bastiment kandidat primarju-loop għal kunċetti FHR/MSR |
|
GH3535 |
Ni–Mo–Cr (ekwivalenti kompożizzjoni Ċiniża ta' Hastelloy N) |
Ikkwalifikat taħt l-istandards tal-materjal nukleari Ċiniżi; użat fir-reattur tat-test TMSR-LF1 taċ-Ċina |
Materjal tal-linja-primarja għall-programm ta' dimostrazzjoni tar-reattur tal-melħ imdewweb taċ-Ċina- |
|
Liga 709 |
Fe–20Cr–25Ni–Nb–N (istainless awstenitiku avvanzat) |
Dejta tad-disinn tal-Klassi A qed tiġi żviluppata għal ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 |
Materjal strutturali kandidat għal komponenti ta' reattur veloċi mkessħa bis-sodju- |
Tabella 2. Nikil-bearings u nikil-ligi biswit rilevanti għall-kostruzzjoni ta' reatturi avvanzati, il-kompożizzjonijiet approssimattivi tagħhom, u l-istatus ta' kwalifika attwali tagħhom tal-kodiċi tal-US-. In-numri tal-każijiet tal-kodiċi, il-limiti tat-temperatura, u l-istatus tal-kwalifika għandhom dejjem jiġu vverifikati kontra l-ASME BPVC Taqsima III, edizzjoni tad-Diviżjoni 5 u l-każijiet tal-kodiċi applikabbli fis-seħħ.
Kif Iwettaq il-Ligi tan-Nikil f'Ambjenti tar-Reattur tal-Melħ Imdewweb?
Ligi tan-nikil-molibdenu-kromju bħal Hastelloy N u GH3535 jirreżistu l-korrużjoni tal-melħ tal-fluworidu imdewweb ħafna aħjar mill-istainless steel minħabba li l-kontenut baxx ta 'kromju tagħhom jillimita l-mogħdija tal-korrużjoni dominanti - kromju lissija mill-konfini tal-qamħ fil-melħ - filwaqt li ż-żieda ta' molibdenu tagħhom{5}jippreserva s-saħħa ta 'temperatura għolja{5}.

Melħ tal-fluworidu mdewweb bħal FLiBe (fluworidu tal-litju–fluworidu tal-berillju) u FLiNaK (fluworidu tal-litju–sodju–potassju) huma likwidu li jkessaħ reatturi attraenti minħabba l-assorbiment baxx tan-newtroni, il-kapaċità tas-sħana volumetrika għolja u l-pressjoni operattiva baxxa, iżda huma wkoll kimikament aggressivi lejn il-biċċa l-kbira tal-ligi strutturali. Il-mekkaniżmu ta 'degradazzjoni dominanti mhuwiex attakk ġenerali tal-wiċċ iżda lissija selettiva tal-kromju mill-konfini tal-qamħ fil-melħ, immexxi mill-potenzjal redox tal-melħ; dan jista' jħalli saff ta' taħt il-wiċċ poruż, kromju-eżawrit u, taħt stress applikat, jippromwovi korrużjoni intergranulari-xquq assistit.
Hastelloy N kien skop-żviluppat fil-Laboratorju Nazzjonali Oak Ridge fis-snin 50-60 speċifikament biex jirreżisti dan il-mekkaniżmu għall-Esperiment tar-Reattur tal-Melħ Imdewweb, u - flimkien mal-GH3535 tal-kompożizzjoni simili taċ-Ċina, użat fit-torju ta' dak il-pajjiż imdewweb-programm ta' test strutturali tal-familja ta' reattur {{6} li jwassal kunċetti ta' reattur imkessaħ-melħ-fluworidu. Minħabba li dawn il-ligi għadhom ma temmewx il-mogħdija ta' kwalifika ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 fl-Istati Uniti, l-iżviluppaturi li jsegwu disinji FHR u MSR għal żmien qrib-ġeneralment jippjanaw għal każ dedikat ta' kodiċi tal-materjal, appoġġjat minn korrużjoni ta' żmien twil-data tat-test mekkaniku, bħala parti mill-istrateġija ġenerali tagħhom ta' liċenzjar.
Kif Jagħmlu l-Ligi tan-Nikil f'Reatturi tal-Gass b'Temperatura Għolja-mkessħa tal-elju-?
Alloy 617 u Alloy 800H huma l-ligi tan-nikil ewlenin għas-servizz HTGR minħabba li t-tnejn jiffurmaw saff ta 'ossidu tal-kromju stabbli u protettiv -f'elju u jżommu qawwa ta' creep utli ferm 'il fuq mil-limiti ta' l-istainless steel, għalkemm it-tnejn jibqgħu vulnerabbli għal karburizzazzjoni bil-mod jew dekarburizzazzjoni jekk il-likwidu li jkessaħ l-elju jġorr impuritajiet traċċi.
Il-likwidu li jkessaħ l-elju tal-produzzjoni f'HTGR qatt ma huwa perfettament pur - livelli ta' traċċa ta' monossidu tal-karbonju, idroġenu, metanu, u umdità huma inevitabbli mill-fjuwil, grafit, u t-tneħħija tal-gass tas-sistema - u dawn l-impuritajiet jistgħu jmexxu jew karburizzazzjoni (pickup tal-karbonju, li tfarrak il-liga) jew dekarburizzazzjoni, li jiddependu fuq it-temperatura u l-impurità lokali. Il-liga 800H għandha għexieren ta 'snin ta' storja operattiva f'dan l-ambjent, inkluż f'impjanti ta 'dimostrazzjoni HTGR bikrija, u tibqa' waħda mill-ħames materjali kwalifikati oriġinali ASME Taqsima III, Diviżjoni 5.
Il-liga 617 ġiet ikkaratterizzata b'mod estensiv minn nofs l--2000s bħala l-kandidat ewlieni għall-iskambjatur tas-sħana intermedju (IHX) - il-komponent li jittrasferixxi s-sħana mill-linja tal-elju primarja għal proċess sekondarju - minħabba li tgħaqqad saħħa tat-temperatura ogħla-elevata minn Alloy H2000 b'stabbiltà adegwata fl-ambjent tal-Liga 800 Każ tal-Kodiċi ASME N-898, li estendiet il-kostruzzjoni kwalifikata ta' Alloy 617 sa 954 grad (1,750 grad F).
X'Rwol għandu Alloy 690 f'SMRs Ibbażati fuq -Ilma-Dawl?
Alloy 690 huwa l-ġeneratur tal-fwar standard u l-materjal tat-tubi tal-iskambjatur tas-sħana-għal disinji ħfief tal--ilma SMR minħabba r-reżistenza għolja tiegħu għall-ikkrekkjar tal-korrużjoni tal-istress tal-ilma primarju (PWSCC), mod ta' falliment li keċċa lill-industrija nukleari 'l bogħod mill-predeċessur tagħha, Alloy 600, li bdiet fis-snin 80–2000.

SMRs tal--ilma ħafif bħad-disinn ta' NuScale u l-BWRX-300 ta' GE Hitachi jirtu l-biċċa l-kbira tal-bażi tal-materjali tagħhom direttament mill-flotta tal--reattur kbir taħt pressjoni u ilma jagħli, inkluża d-dipendenza fuq Alloy 690 kull fejn tubu tan-nikil-kromju{6}kromju{7}high puring, kuntatt{6} ilma primarju ta'-temperatura għolja taħt stress residwu minn liwi jew espansjoni. Il-liga 600, użata f'impjanti preċedenti, kienet suxxettibbli għal PWSCC fil-konfini tal-qamħ taħt servizz fit-tul-, li wassal għal sostituzzjonijiet għaljin tal-ġeneraturi tal-fwar fl-industrija kollha.
Il-kontenut ta 'kromju sostanzjalment ogħla ta' Alloy 690 jippromwovi film ta 'ossidu protettiv aktar stabbli u kontinwu taħt l-istess kimika ta' l-ilma u kondizzjonijiet ta 'stress, li jagħtiha reżistenza għall-qsim nettament aħjar f'għexieren ta' snin ta 'esperjenza operattiva sussegwenti. Minħabba li l-SMRs tal--ilma ħafif joperaw fl-istess temperatura u ilma-kimika envelopp bħall-flotta konvenzjonali tal-PWR, it-tubi Alloy 690 jgħaddu bħala materjal kwalifikat, kodiċi-aċċettat aktar milli jirrikjedu xogħol ġdid ta' kwalifika ta'-temperatura għolja tat-tip HTGR u disinni immellaħ li għad għandhom bżonn{{7}.
X'inhuma l-Mekkaniżmi Ewlenin ta 'Degradazzjoni Il-Ligi tan-Nikil Għandhom jirreżistu fis-Servizz SMR?
Il-mekkaniżmu tad-degradazzjoni dominanti jvarja skont il-likwidu li jkessaħ: il-karburizzazzjoni tal--impurità tal-elju-irregola d-disinji mkessħa bil-gass-, il-lissija tal-kromju jirregola d-disinji tal-melħ imdewweb-, il-qsim tal-korrużjoni tal-istress tal-ilma primarju jirregola d-disinni tal--ilma ħfief, u r-radjazzjoni-indotta tħassib ta’ allokazzjoni tal-elju{5} użat f'pożizzjoni għolja ta' fluwenza tan-newtroni.
|
Mekkaniżmu |
X'jiġri |
Primarjament Jaffettwa |
Mitigazzjoni Tipika |
|
Creep |
Deformazzjoni bil-mod, dipendenti fuq il-ħin-taħt stress sostnut f'temperatura elevata, li eventwalment twassal għal qsim |
HTGR u komponenti strutturali tar-reattur mgħaġġel tas-sodju |
Għażla ta 'liga (617, 800H, 690 ratata mill-kurvi tad-disinn); Disinn konservattiv tal-istress permissibbli-skont ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 |
|
Karburizzazzjoni / dekarburizzazzjoni |
It-teħid jew it-telf tal-karbonju mill-elju impur jibdel il-mikrostruttura lokali u l-proprjetajiet mekkaniċi |
Skambjaturi tas-sħana HTGR, hot ducting |
Kontroll tal-impurità fil-linja tal-likwidu li jkessaħ l-elju; kimika tal-liga tolleranti taż-żewġ direzzjonijiet tat-trasferiment tal-karbonju |
|
Melħ imdewweb (lissija tal-kromju) korrużjoni |
Il-kromju jinħall mill-konfini tal-qamħ fil-melħ, speċjalment taħt kundizzjonijiet redox ossidanti |
Pajpijiet u bastimenti tal-linja-primarja FHR/MSR |
Ligi ta'-kromju Ni-Mo-Cr baxxi (Hastelloy N/GH3535); kontroll redox attiv tal-kimika tal-melħ |
|
Cracking primarju tal-korrużjoni tal-istress tal-ilma (PWSCC) |
Xquq intergranulari taħt stress tensili kombinat u espożizzjoni għall-ilma ta'-purità għolja,-temperatura għolja |
Ġeneratur tal-fwar u tubi tal-iskambjatur tas-sħana-f'SMRs tal--ilma ħafif |
Użu ta' Alloy 690 minflok Alloy 600; trattament tas-sħana ta' ħelsien mill-istress-; kontroll tal-kimika tal-ilma |
|
Ir-radjazzjoni-infraġilit tal-elju |
Reazzjonijiet ta' trasmutazzjoni tan-newtroni jiġġeneraw atomi tal-elju li jiġbru fil-konfini tal-qamħ, u jnaqqsu d-duttilità ta'-temperatura għolja |
Komponenti ta' liga tan-nikil qrib il--qalba jew fil--qalba taħt fluwenza għolja ta'-newtroni |
Inġinerija tal-konfini tal-qamħ-(żidiet kontrollati tal-boron/titanju); it-tqegħid tal-komponenti biex jillimitaw il-fluwenza |
Tabella 3. Mekkaniżmi ta 'degradazzjoni prinċipali ligi tan-nikil għandhom jirreżistu tul il-klassijiet tal-likwidu li jkessaħ SMR, u d-disinn primarju jew mitigazzjonijiet metallurġiċi użati fil-prattika attwali.
Kif ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 Jikkwalifika Materjal Ġdid għall-Użu Avvanzat ta' Reattur?
Materjal strutturali nukleari ġdid jiċċaqlaq minn kandidat għal status kwalifikat permezz ta' proċess formali ta' kodiċi ASME-każ li jeħtieġ pakkett ta' dejta sostanzjali, multi-snin dwar imġieba ta' creep, tensjoni u għeja tul il-firxa ta' temperatura tas-servizz intenzjonata, riveduta u votata mis-sottokumitat rilevanti ASME qabel ma jkun jista' jintuża għal kostruzzjoni liċenzjata.
ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 ġiet ippubblikata biex tikkonsolida regoli ta' kostruzzjoni nukleari ta'-temperatura għolja għat-tipi kollha ta' likwidu li jkessaħ reatturi avvanzati taħt diviżjoni waħda, li tibni fuq metodi ta' disinn oriġinarjament żviluppati għal reatturi-imkessħa bis-sodju. Iż-żieda ta' materjal ġdid - kif ġara għal Alloy 617 - teħtieġ li l-produttur tal-materjal jew konsorzju tal-industrija jiġbor pakkett ta' dejta tad-disinn tal-Klassi A li jkopri proprjetajiet ta' tensjoni u creep-qsim fil-medda ta' temperatura maħsuba, kurvi ta' stress isochronous-strain għal-temperatura għolja disinn, dejta ta' -fatigue {{99}interazzjoni u tkessiq, dejta tal-fatigue u fatigue} kollha żviluppati skont il-"Linji Gwida għall-Bżonnijiet tad-Data tad-Disinn għal Materjali Ġodda" tal-kodiċi.
Il-Kumitat tal-Boiler u l-Bastimenti tal-Pressjoni tal-ASME mbagħad jirrevedi u ivvota dan il-pakkett qabel ma jippubblika każ ta 'kodiċi formali; il-każijiet tal-kodiċi Alloy 617 ħadu bejn wieħed u ieħor għaxar snin ta 'xogħol ta' karatterizzazzjoni, għalkemm ASME minn dakinhar issimplifikat iċ-ċiklu ta 'reviżjoni għal materjali sussegwenti bbażati fuq lezzjonijiet meħuda. Dan il-proċess huwa r-raġuni primarja li xi ligi tan-nikil strutturalment promettenti, bħal Hastelloy N, jibqgħu kandidati aktar milli materjali kwalifikati għall-kostruzzjoni liċenzjata mill-Istati Uniti minkejja li l-korrużjoni u l-imġieba mekkanika tagħhom ġiet studjata għal għexieren ta 'snin.
Liema Liga tan-Nikil Għandek Tispeċifika għall-Komponent Avvanzat tar-Reattur Tiegħek?
Qabbel il-liga mal-kimika li tirregola l-likwidu li jkessaħ u t-temperatura tal-komponent speċifiku, mhux mal-klassi tar-reattur kollha kemm hi, peress li disinn SMR wieħed jista 'jinkludi diversi ambjenti operattivi differenti fis-sistemi primarji u sekondarji tiegħu.
|
Komponent / Ambjent |
Liga Tipika |
Għaliex |
|
Ġeneratur tal-fwar tal--ilma ħafif/tubi tal-iskambjatur- tas-sħana |
Liga 690 |
Storja twila ta' tħaddim reżistenti għall-PWSCC-; diġà ASME Taqsima III, Klassi 1 kwalifikata |
|
Skambjatur tas-sħana intermedju HTGR, kanal tal-gass sħun |
Liga 617 |
L-ogħla temperatura tad-disinn kwalifikata (sa 954 grad) fost il-materjali attwali tat-Taqsima III, Diviżjoni 5 |
|
Struttura ta 'appoġġ tal-qalba HTGR, limitu ta' pressjoni ta 'temperatura aktar baxxa- |
Liga 800H |
L-itwal storja tas-servizz HTGR; data tad-disinn tal-creep negliġibbli kwalifikata-għal temperatura għolja |
|
FHR/MSR pajpijiet tal-linja primarja, bastiment (R&D/pre-kummerċjali) |
Hastelloy N jew GH3535 |
L-aħjar reżistenza murija għall-korrużjoni tal-lissija tal-kromju tal-melħ tal-fluworidu-; mogħdija tal-kwalifika tal-kodiċi għadha għaddejja |
|
Komponenti strutturali tar-reattur mgħaġġel tas-sodju (iżvilupp) |
Liga 709 (jew stabbilita 316H/800H fejn biżżejjed) |
Potenzjal ta' saħħa ogħla-għall--piż minn 316H għas-servizz tas-sodju; pakkett tad-dejta tad-disinn għadu jimmatura |
Tabella 4. Gwida tal-għażla tal-liga tan-nikil tal--livell tal-komponent mill-ambjent tal-likwidu li jkessaħ SMR. L-għażla finali tal-materjal għandha tiġi kkonfermata kontra d-disinn approvat tal-bejjiegħ tar-reattur speċifiku u l-każijiet tal-edizzjoni/kodiċi tal-kodiċi ASME invokati mill-bażi tal-liċenzjar.
|
Riżors relatat:Għall-kimika, it-tabelli tal-proprjetà mekkanika, u d-data ta'-temperatura elevata fuq Inconel 625 u ligi tan-nikil relatati, ara l-EETA'sGwida Ultimate Inconel 625(Librerija tar-riżorsi materjali jnalloy.com). |
X'inhu l-Istat attwali tal-Iskjerament tal-SMR, u Għaliex Jgħodd għall-Katina tal-Provvista tal-Materjali?
Mill-2026, l-Istati Uniti mxiet minn disinji tal-karti għal kostruzzjoni attiva għall-ewwel darba f'għexieren ta' snin, u din il-bidla qed tibda toħloq domanda reali ta'-terminu qrib għal pjanċa, tubi u forġa ta' liga tan-nikil ta' grad nukleari- aktar milli kwantitajiet biss ta' skala ta'-riċerka.

TerraPower rċeviet l-ewwel permess ta’ kostruzzjoni tal-Kummissjoni Regolatorja Nukleari tal-Istati Uniti li qatt inħareġ għal reattur kummerċjali tal-enerġija tal-ilma mhux-dawl-f’Marzu 2026 u bdiet l-impjant tagħha ta’ Natrium imkessaħ-sodju f’Kemerer, Wyoming ftit wara. Id-disinn SMR imtejjeb ta' NuScale Power irċieva l-approvazzjoni tal-NRC, u l-utilitajiet inklużi l-Awtorità tal-Wied ta' Tennessee nedew programmi ta' skjerament SMR ta' multi-gigawatt.
X-l-elju-imkessaħ Xe-100 tal-enerġija X-100 qed javvanza permezz ta' reviżjoni tal-NRC għal sit ta' Texas, u Kairos Power tkompli l-kostruzzjoni ta' unitajiet suċċessivi tat-test imkessħa bil-fluworidu-fi Tennessee. Kumpaniji kbar tat-teknoloġija ffirmaw separatament aktar minn għaxar gigawatts ta 'kapaċità nukleari avvanzata impenjata biex jgħinu t-tkabbir taċ-ċentru tad-dejta tal-AI, skala ta' impenn privat li hija ġdida għall-industrija.
Għall-fornituri tal-ligi u tal-komponenti, dan ifisser li l-gradi tal-liga tan-nikil diġà diskussi f'din il-gwida - Alloy 690, Alloy 617, Alloy 800H, u l--melħ imdewweb-reżistenti tal-familja Hastelloy N - qed jimxu minn primarjament minn programmi akkademiċi u tal-laboratorju{7}nazzjonali{7} akkwist kummerċjali ta' l-ewwel--tip-tip, bit-traċċabilità tar-rapport tat-test tal-mitħna u l-konformità tal-kodiċi-każ li jsiru rekwiżit ta' xiri-qarib aktar milli konsiderazzjoni futura.
Mistoqsijiet Frekwenti
Q: Jista 'jintuża l-istainless steel standard 316 f'komponenti SMR?
A: Iva, għal komponenti ta'-temperatura aktar baxxa. It-tipi 304H u 316H jibqgħu materjali kwalifikati ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 u huma użati matul disinji avvanzati tar-reatturi kull fejn it-temperatura tas-servizz tibqa 'fil-firxa ta' tensjoni permissibbli tagħhom -{6}} ġeneralment sa bejn wieħed u ieħor 550-650 grad skont il-ħajja tad-disinn u t-tagħbija. Fuq dik il-firxa, is-saħħa tal-creep tagħhom taqa' malajr wisq għal ħajja ta' disinn ta' diversi-deċennji, li huwa fejn Alloy 617 u Alloy 800H jieħdu f'idejhom.
Q: X'inhi l-ogħla temperatura li tista' timmaniġġja liga tan-nikil kwalifikata nukleari-?
A: Taħt ASME Taqsima III attwali, Diviżjoni 5 kodiċi każijiet, Alloy 617 hija kwalifikata għall-kostruzzjoni sa 954 grad (1,750 grad F), l-ogħla limitu ta 'temperatura ta' kwalunkwe materjal li bħalissa kodiċi -kwalifikat għall-kostruzzjoni nukleari ta 'l-Istati Uniti. It-temperatura attwali tad-disinn tal-komponent hija stabbilita mill-analiżi bażi tad-disinn-reattur speċifiku, mhux bil-limitu massimu tal-kodiċi tal-liga biss.
Q: Għaliex Hastelloy N għadu mhux użat f'reattur kummerċjali liċenzjat tal-Istati Uniti?
A: Mhux għax il-prestazzjoni tagħha hija dubjuża - għandha għexieren ta' snin ta' test u data operattiva limitata li tmur lura għall-Esperiment tar-Reattur tal-Melħ imdewweb tas-snin sittin - iżda għax għadha ma temmx il-proċess formali ta' kwalifika tal-materjal ASME Taqsima III, Diviżjoni 5 meħtieġ għal kostruzzjoni kummerċjali liċenzjata fl-Istati Uniti. Iżviluppaturi li jsegwu disinji mkessħa-melħ imdewweb jew fluworidu-melħ-huma mistennija li jsegwu każ ta' kodiċi dedikat bħala parti mill-mogħdija tal-liċenzjar tagħhom.
Q: L-Alloy 690 użat fil-ġeneraturi tal-fwar SMR huwa differenti mill-Alloy 690 użat f'PWRs kbar?
A: Le. Disinji SMR tal-ilma ħafif -ġeneralment jiġbdu fuq l-istess speċifikazzjonijiet tal-materjal Alloy 690 kwalifikat ASME-diġà stabbiliti għall-flotta konvenzjonali ta' reatturi tal-ilma-pressurizzat, peress li t-tnejn joperaw f'kimika tal-ilma primarju u firxa ta' temperatura simili. Il-liga nnifisha m'għandhiex bżonn kwalifika ġdida ta'-temperatura għolja għal din l-applikazzjoni.
Q: Kemm idum tipikament biex iżżid materjal ġdid mal-kodiċi nukleari ASME?
A: Storikament, fuq l-ordni ta' għaxar snin għall-ewwel---tip tiegħu-materjal ta' temperatura għolja - il-każijiet tal-kodiċi Alloy 617 ħadu bejn wieħed u ieħor dak it-tul mill-karatterizzazzjoni inizjali sal-pubblikazzjoni. Minn dak iż-żmien l-ASME ssimplifikat il-fluss tax-xogħol tar-reviżjoni tagħha bbażat fuq it-tagħlimiet meħuda minn dak l-isforz, iżda l-assemblaġġ tal-pakkett tad-dejta tal-creep, tal-għeja u tal-weldjabbiltà meħtieġ jibqa' l-pass li jillimita r-rata-għal kwalunkwe materjal kandidat ġdid.
