自主创新推进电站用钢技术发展

　　　　目前，中国以煤为主的矿物质能源占75%以上，其实际发电量占82%以上，而核电所占份额不足1.5%。为保障我国能源供应安全、优化电源结构和节能减排战略目标的实现，我国现阶段确立的能源发展的基本方针是优先开发水电，积极发展核电，优化发展火电。未来20年~30年，我国能源工业的整体形势和发展趋势就是在火电领域要研制和建设一大批先进的大型超超临界火电燃煤机组（包括新建和置换落后机组）；在核电领域通过引进、消化、吸收、和创新，研制和建设一批大型先进压水堆核电站。
　　我国是发展中国家，在电站技术方面是后起国家。直到今天我国的电站技术（火电和核电）仍然以引进和仿制为主，还没有获得核心技术突破，更没能形成专有的先进技术。但是，经过30年的经济发展和技术积累，我国已经具备了实现电站技术重大突破的能力和条件。
　　大型高效超超临界火电机组是我国火电机组的发展重点。我国已掌握了600℃蒸汽参数机组的设计和制造技术，但还没有完全掌握关键材料技术。
　　大型先进压水堆核电站是我国未来30年核电机组建设的主流。近年来，我国引进了第三代大型先进压水堆技术，并在引进、消化、吸收的基础上正在研发具有自主知识产权的CAP1400和CAP1700技术，这是从仿制到超越的重要一步。在第三代大型先进压水堆技术全面推广之前，CPR1000机组将继续建设。此外，我国自行集成的CNP1000技术也值得关注。在核电领域我国已经明确制定了“三步走”的长期发展战略，快堆技术、第四代核电技术、和聚变堆技术均须大力发展。

超超临界火电机组用钢技术：
推进关键材料和产品技术国产化

　　　　我国超超临界火电机组发展起步较晚，从2006年10月第一台机组并网发电到2010年7月，已建成和在建的超超临界机组25台，装机量居世界首位。未来20年我国还将继续建设超超临界机组。在超超临界火电机组关键钢铁材料技术领域，我国与世界先进水平相比还存在极大差距，机组建设需要的部分关键钢铁产品还依靠国外进口。
　　火电机组的关键钢铁材料技术包括水冷壁材料、小口径锅炉管、大口径钢管和集箱、汽轮机材料和焊接材料和技术等。根据蒸汽温度变化，超（超）临界火电机组可大致划分为580℃、600℃、650℃和700℃机组。对于580℃蒸汽参数机组，我国已掌握关键钢铁材料及其产品的生产技术，完全实现了钢铁产品的国产化。对于600℃蒸汽参数机组，我国基本掌握了水冷壁和小口径锅炉管材料及其产品的生产技术，基本实现了这些产品的国产化，还没有掌握关键大口径管、关键汽轮机叶片和转子以及关键焊接材料及其技术，还不能在国内生产。580℃和600℃蒸汽参数机组是从国外引进的技术，我国还没有相关知识产权。
　　对于650℃和700℃蒸汽参数机组所用材料，目前世界范围内都处于预研阶段，还没有形成定型产品。虽然我国还完全不掌握关键材料和产品技术，但由于国外也刚起步不久，我国与国外的差距不大。相信通过各方面努力，我国可能在650℃和700℃蒸汽参数机组用材方面形成自主知识产权，并在产品技术上与国外保持同步。
　　中国超超临界火电机组用钢技术未来发展应坚持两个原则：一是针对我国火电机组发展的实际，研发关键钢铁材料及其产品技术，提供机组建设材料及其产品的全寿期解决方案。具体地讲就是要优先完成600℃蒸汽参数机组选用钢铁产品的国产化，积极开展650℃和700℃蒸汽参数机组用材及其产品的研制，尽快形成自主技术，满足未来机组发展的需求。二是制定长期研发计划，坚持开展基础研究工作，建立关键材料和产品数据库。

百万千瓦核电机组用钢技术：
特殊锻件核心技术有待突破

　　　　核电用钢技术最受关注的是40年~60年服役期内材料的稳定性和设备的安全性。稳定性和安全性是核电用钢选材的首要要求，因此核电站选用技术成熟度相对较高的钢铁材料，慎用新材料。核电站技术发展历经半个多世纪，迄今大量商用的核电站是压水堆技术。我国是最近几年才开始大规模建设百万千瓦核电机组，目前建设核电机组技术主要是CPR1000、AP1000和EPR，其中AP1000和EPR技术是第三代压水堆核电技术，是目前世界上最先进的商用压水堆技术。通过技术引进，我国建设的百万千瓦核电机组具有世界最先进水平，其中AP1000技术的首堆在中国建设。国外发达国家的核电技术虽然发展得很早，但中间停滞了多年，也是最近几年才开始重新大规模建设百万千瓦机组。由于上述原因，我国核电用钢技术水平比国外先进水平相对落后小。
　　在核电用钢技术领域，目前日本和欧洲处于领先地位，紧随其后的是美国和韩国。中国核电用钢技术的基础研究设备具有世界先进水准，产品生产设备具有世界领先水准，政府资助力度也居世界前列。考虑专业研究人员和核电发展市场驱动等因素，相信中国的百万千瓦压水堆核电机组用钢技术将在10年内赶超世界先进水平。
　　大型压水堆核电站国家重大专项的设立和实施对我国百万千瓦压水堆核电机组用钢技术的发展起到了巨大的推动作用。在3年时间里，我国百万千瓦压水堆核电机组用钢技术向前迈进了一大步，主要表现在核岛压力容器大锻件技术成熟度得到提高、AP1000蒸汽发生器大锻件核心技术获得突破、AP1000整锻316LN主管道试制成功等。
　　可以认为，我国已经基本具备生产核岛压力容器和核岛主管道的能力，但须加强对SA508Gr3Cl1和316LN材料的深入和系统研究。尽管我国已经成功试制了核电机组的产品，但对产品所用材料本身的性质还没有完全掌握。同时也可以认为我国在AP1000蒸汽发生器SA508Gr3Cl2大锻件核心技术方面已取得突破，成功试制出合格产品，成材率在逐步提高，但对SA508Gr3Cl2材料及其大锻件产品技术还需要进行深入研究。目前，在蒸汽发生器Inconel690传热管、汽轮机大转子和核电站关键焊接材料方面我国还依靠进口，迄今还没有取得技术突破，更没有形成产品能力。堆内构件用钢的技术难度不大，至今没有取得突破的主要原因应不是技术问题，但是也要加强对堆内构件用钢技术的系统深入研究，以提高产品的成材率。核电站建设是个非常复杂的系统工程，要加强核岛主泵用钢技术（AISI403、C250等）和核电站系列钢板技术的研究。

电站用钢技术进步为国争光 为用户创效

　　　　超超临界火电和百万千瓦核电机组材料技术是核心技术中的核心技术，是支撑先进电站和动力设备的根本基础，也是金钱和市场换不来的，因此我国必须自主研发电站用钢技术。只有我国的企业掌握了电站用钢及其产品技术，我国的超超临界火电和百万千瓦核电机组才有了根基，才能发展，才能创新。
　　我国电站用钢技术进步的重要意义在于以下几点：其一，钢铁材料技术是电站稳定安全运行的基础。不掌握关键钢铁材料技术，就不能形成我国具有自主知识产权的超超临界火电和百万千瓦核电机组技术。电站钢铁材料技术研发周期长且投入大，是国家行为，在计划安排上应该先导。我国电站用钢技术的进步对国家具有战略性意义。其二，电站用钢技术更是高品质产品的基础，是产品高成材率的保障。因其极高的利润空间，电站的市场竞争是全球性的，因此电站用钢技术是企业的核心竞争力。其三，电站用钢技术的进步，将提高产品品质，降低产品生产成本。我国电站用钢技术的进步，快速推动了电站用关键钢铁产品的国产化。电站关键钢铁产品的国产化，迫使国外企业大幅度降低了其产品在我国市场的售价。如我国2008年底基本实现了超超临界火电机组用S30432锅炉管的国产化，日本某企业2009年把其S30432锅炉管在中国的售价从26万元/吨下调到13万元/吨，2010年更是把其S30432锅炉管在中国的售价下调到8.5万元/吨。据测算，同期S30432锅炉管的生产成本是6.5万元/吨。再如，美国某公司在我国试制成功AP1000主管道前，拟向中国出口的价格是4亿元/套，而在我国试制成功AP1000主管道后，主管道的价格调整为1.5亿元/套。据测算同期主管道的生产成本不高于5000万元/套。可见，我国电站用钢技术的进步给国家和用户带来的直接经济效益也是巨大的。