核电热交换器用高性能耐蚀换热管国产化研制与产业示范化
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完成单位:湖南湘投金天新材料有限公司,湖南湘投金天钛金属股份有限公司,湖南湘投金天科技集团有限责任公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-107
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
李军兆,孔玢,向午渊,刘正乔,余世伦,彭盛军,李海明,殷鑫,曾宪山,杨胜
项目概况
(一)研究背景
我国现代能源体系规划提出“积极安全有序发展核电”,在核电发展技术路线上已明确指出,逐渐提高关键零部件国产化率,保障核电产业长远、安全发展。
高性能耐蚀钛换热管是核电热交换器的核心材料,二十一世纪初,国内耐蚀钛换热管关键技术因原材料、成型、焊接等工艺技术不足,不具备生产能力,导致长期以来被美日等国外垄断,供货周期长约18~24个月、成本高约30~50万元/吨,这将直接影响核电行业技术进步和产业发展。
为突破国外技术封锁,进行高性能耐蚀钛换热管研制工作,公司承担国家科技重大专项为我国核电全面国产化和快速发展提供重要保障,为我国核电走出国门奠定基础。
(二)技术难点、成果先进性
核电用耐蚀钛换热管基于安全性和可靠性,对产品成分组织均匀性、焊接连续稳定性等指标要求非常严格。核电热交换器用耐蚀钛换热管产业化面临:大单重铸锭熔炼技术、大卷重钛带卷制备技术、钛焊管成型控制技术、低缺陷焊接技术四大产业链难点。
湘投金天在国内首创“钛钢联合”自主创新模式,从熔炼、锻造、轧制、成型、焊接、检测全链条出发,突破大单重钛锭成分均匀性控制、大卷重冷轧钛带卷连续轧制、钛焊管冷弯成型及孔型设计、钛焊管高效焊接及焊缝形性控制等关键技术,实现二十辊冷轧机和钛焊管生产设备自主控制、生产工艺自主化设计等系列技术沉淀。热交换器用耐蚀钛焊管通过国家能源局科技成果鉴定,达到了国际先进水平。
(三)成果可推广性
已服务我国第三代、第四代核电钛焊管国产化项目20余项,并且相应产品应用于国外核电项目。
(四)经济社会效益
为我国核电产业关键材料全面国产化推进节约大量成本,经济效益显著,保证我国核电产业长远、安全发展。在耐蚀钛换热管未实现国产化前,核电机组钛换热管全部依赖进口,高峰时价格近50万元/吨,并且技术升级、交货期、后续服务等诸多方面受制于人;实现国产化后,交期缩短一倍、价格降低至30%左右,节省数十亿元人民币。
(五)推动行业进步
通过项目攻关,彻底解决国内无法生产高端钛带卷、钛焊管技术瓶颈,实现关键设备、核心技术自主可控,不仅仅在核电钛焊管产业化应用,而且相关技术产品应用于核电板换、高端化工、航空、高端民用钛材等各个领域。