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(chǔ)是其安全保障和不斷提高的經(jīng)濟性。
美國是全球核能利用最早、核電技術(shù)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(shè)計壽命僅為40年的機組產(chǎn)生巨大的超預期經(jīng)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(yīng)堆關(guān)鍵設(shè)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(shù)過程中大部分已被吸納。然而,中國的核電機組建設(shè)起步晚,關(guān)鍵核級設(shè)備,尤其是壓力邊界主設(shè)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(shù)支撐,遠期也為中國核電技術(shù)解決卡脖子問題,并通過“一帶一路”走出國門奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
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(guān)鍵核級設(shè)備材料,尤其是反應(yīng)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(yīng)力腐蝕開裂等失效機理、模擬計算及可靠性評價研究領(lǐng)域的研究成果,反映國內(nèi)此研究領(lǐng)域的一些熱點問題與發(fā)展動態(tài),為我國核工程設(shè)計、核級設(shè)備老化管理、運行服務(wù)、許可證延續(xù)等相關(guān)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(yīng)用價值。
本期??谡魑?、約稿和評審過程中,得到了國內(nèi)同行們的積極響應(yīng)和大力支持,在此對各位同行表示誠摯的謝意。