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刘正东：《材料与制造技术助力我国核电事业》
2026-04-30 19:45:49
作者：刘正东（中国工程院院士，中国钢研副总工程师）
我国核电工程取得了快速发展，从先前的百万千瓦核岛主设备原材料依赖进口到目前的三代核电核岛主设备原材料国产化比例达85%以上，快速发展离不开一代代科研人员的不懈努力。2004年前我国百万千瓦压水堆核岛主设备材料全部依赖进口，2006年我国引进世界最先进三代压水堆，外方不转让核岛主设备材料技术。核电是高效清洁能源，是国家能力的标志性技术之一。高安全、大功率、长寿期先进压水堆是我国核电发展方向，其核岛主设备主要包括压力容器、蒸发器、主管道及蒸发器传热管等。材料技术是实现核岛设备大型化、一体化、高性能化的关键，是支撑核电安全运行的保障，也是制约我国核电技术自主化的瓶颈。但是，在我国科技人员刻苦专研攻关下，取得了一些重大科技创新：
1、创新研发压力容器SA508-3cl.1大锻件（300-600吨级钢锭）低温韧性提升和组织性能均匀性控制技术。发现了影响低温韧性的物理冶金机理，采用低碳高锰、严控锰/碳及氮/铝比，改进多包合浇和热过程工艺，获得了低偏析、高韧性、高均匀性大锻件，占领国内市场；
2、首次形成蒸发器高强SA508-3cl.2大锻件消应力退火后强韧性匹配控制技术。发现硅、磷偏聚和组织粗化是韧性降低主因，发明低硅控铝钢冶炼浇注新工艺，获得高纯均质大钢锭；研制大锻件材料研究装置，创新组合热处理工艺，获得了高强高韧大锻件，占领国内市场；
3、率先掌握整锻316LN大锻件锻造开裂和晶粒度控制技术，成功研制世界首批异形整锻主管道大锻件（100吨级钢锭），创新管道内孔套料和冷弯技术，实现整锻主管道批量生产，占领市场，国外尚无产品；
4、率先成功研制世界首批三代核电堆内压紧弹簧F6NM马氏体不锈钢大型环锻件，实现批量生产，占领市场，国外尚无产品；
5、创新高精控碳超纯冶炼、无缺陷热挤压、超长薄壁直管高信噪比公差一致性控制、在线脱脂、和U形弯管技术及其装备，自主集成全流程生产线，我国首次实现蒸发器690U传热管批量制造，大批量替代进口。十余年来联合研究团队获授权专利等51项（其中发明专利25项），形成企业技术秘密72项，修订国家标准2项和行业标准11项（与世界先进核电标准完全接轨），技术创新工作填补了国内外核岛主设备材料技术空白，实现了我国压水堆核岛主设备材料技术的自主化，显著提升了国家高端装备制造业核心能力。项目实施后，SA508-3大锻件市场占有率从零到90%，316LN主管道和F6NM环锻件市场占有率从无到100%，690U管市场占有率从零到45%，产品占领国内市场，深刻改变了国际市场格局，主导了核岛主设备材料市场定价权，使我国核岛主设备采购价降低60%，核电工程单位造价降低30%。
作者介绍：
刘正东：中国工程院院士，教授级高级工程师、博士生导师，中国钢研科技集团有限公司副总工程师，享受国务院政府特殊津贴，入选国家百千万人才工程。1990年从清华大学毕业，并考取钢铁研究总院研究生；1993年硕士毕业后进入钢铁研究总院特殊钢研究所工作；2002年担任钢铁研究总院特殊钢研究所教授级高级工程师；2002年至2018年担任钢铁研究总院特殊钢研究所副所长；2018年担任钢铁研究总院首席专家；2019年当选为中国工程院院士。刘正东院士长期从事电站动力工程用钢冶金技术及其工程应用研究，主持创建了我国超超临界燃煤电站耐热无缝管冶金技术、构建了先进压水堆核电站核岛高质量大锻件冶金技术、研发了我国潜艇核动力系统关键钢材成套制造技术，大规模工程应用。授权发明专利38件，先后出版专著3部，参编著作6部、标准9项，发表论文300余篇。获国家科技进步奖一等奖、国家科技进步奖二等奖、省部级特等奖2项、省部级一等奖5项等。荣获何梁何利科技创新奖、首届全国创新争先奖、光华工程科技奖和杰出工程师奖。
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