核能以其無碳排放、功率密度高、運行穩(wěn)定等鮮明優(yōu)勢成為多數(shù)發(fā)達國家背負電力基本負荷的能源形式。到2022年1月,我國在運核電機組53個,在建18個,計劃建造35個,核電占比為4.9%,機組數(shù)量全球第三,核發(fā)電量已成為全球第二,但仍遠低于美國。然而,一旦發(fā)生核事故,所造成的損失驚人,社會影響極為嚴重。核能發(fā)展的基礎是其安全保障和不斷提高的經濟性。
美國是全球核能利用最早、核電技術最發(fā)達的國家,盡管已有幾十個機組退役,目前仍有在運機組93個,裝機容量接近中國的2倍,核電占比達到了19.7%。最令人矚目的是,美國的核電機組絕大多數(shù)為運行40年以上的老機組,很多機組已運行接近60年,且正嘗試延長到80年,這將使原設計壽命僅為40年的機組產生巨大的超預期經濟效益。
為了能夠讓老舊核電機組工作到80年,美國投入了大量的科研力量對反應堆關鍵設備和材料的老化機理進行了較為透徹的研究,并建立了科學的評價方法、合理的參數(shù)基準和嚴謹?shù)脑u判規(guī)則,這些在我國引進消化國外先進核電技術過程中大部分已被吸納。然而,中國的核電機組建設起步晚,關鍵核級設備,尤其是壓力邊界主設備,在選材、焊接和材料處理工藝方面,與國外現(xiàn)有機組有較大差異,為了讓上百個機組安全服役80年以上,需要對材料的環(huán)境老化機理和服役性能評價方法開展更加深入的研究,其成果近期可為大亞灣、秦山等核電機組的許可證延續(xù)提供技術支撐,遠期也為中國核電技術解決卡脖子問題,并通過“一帶一路”走出國門奠定技術基礎。
在《裝備環(huán)境工程》編輯部的倡導和策劃下,本期選取“核工程材料環(huán)境老化機理與服役性能評價”作為專題,重點報道我國核電機組壓力邊界關鍵核級設備材料,尤其是反應堆壓力容器材料的輻照損傷、主管道母材及焊接接頭的熱老化及應力腐蝕開裂等失效機理、模擬計算及可靠性評價研究領域的研究成果,反映國內此研究領域的一些熱點問題與發(fā)展動態(tài),為我國核工程設計、核級設備老化管理、運行服務、許可證延續(xù)等相關研究人員提供一個相互交流的平臺,所刊登的18篇論文具有較為重要的參考和工程應用價值。
本期??谡魑摹⒓s稿和評審過程中,得到了國內同行們的積極響應和大力支持,在此對各位同行表示誠摯的謝意。