主管道是连接反应堆一次冷却剂系统主要设备的管道,由直管段、弯头和主管道上的接管组成。反应堆至蒸汽发生器之间的管道称为热段,蒸汽发生器至主泵之间的称为过渡段,主泵至反应堆之间的称为冷段。主管道是包容反应堆冷却剂重要的压力边界,属于核安全一级、抗震I类设备
核电主管道在服役期限内承受较高温度、相当高的压力、较高流速的高纯水腐蚀和高频疲劳的作用,工作环境十分恶劣。因此选用的管道材料必须具有高强度、高韧性、良好的疲劳性能以及抗腐蚀性能等。
根据压水堆的种类不同,主管道采用材料也不尽相同。对于其他堆型,无论是重水堆或是钠冷快堆主管道都采用奥氏体不锈钢。气冷堆主管道一般选用碳钢或低合金钢,对于正在发展的第4代核电技术高温气冷堆,则采用耐热钢和高镍合金。
主管道的成形制造方法随着金属成形技术的进步与核电要求的提高,一直在不断地向前发展。早期的沸水堆主要采用不锈钢板“热压成形+ 焊接”的制造方法,但由于焊缝热影响区的晶间腐蚀较为严重,这种方法基本已经停用。早期另一种方法是使用无缝钢管制造核电主管道,但由于当时无缝钢管的生产技术与装备水平限制,厚壁、长度足够的无缝钢管并不容易得到。为克服这个问题,法国开发了离心铸造技术制造出较长的直管,并用砂型铸造弯头,再使用焊接方法将直管与弯头连接。
目前2 代核电机组中主管道的制造技术主要有3 种: (1) 低合金钢分段锻造+ 内层堆焊不锈钢+焊接; (2) 不锈钢分段锻造+ 机加工+ 焊接; (3)不锈钢分段铸造+ 机加工+ 焊接。无论采用上述哪种方法,都只是在原先的基础上减少焊缝,而不能真正制造出无焊缝的主管道。