傳熱管是蒸汽發(fā)生器的關(guān)鍵部件，其可靠性與核電站長期安全有效運行直接相關(guān)。因為造型像英文字母U，傳熱管在業(yè)內(nèi)也被稱為“U形管”。

作為壓水堆核電站核島中關(guān)鍵核心材料，690合金傳熱管屬于超長、薄壁、高精密管，對純凈度、同質(zhì)度和均勻性、尺寸精度、尺寸均勻性和穩(wěn)定性、基本性能及長期服役性能都提出極高要求，工藝流程長，制造難度大。此前，世界范圍內(nèi)僅有法國、日本和瑞典的三家企業(yè)能夠生產(chǎn)690合金傳熱管，我國一直依賴進口，不僅采購成本和周期難以控制，后期技術(shù)服務(wù)也受制于人，還存在被封鎖的風險，嚴重威脅國家能源安全。

為了擺脫長期以來對國外傳熱管的依賴，自2010年開始，上海核工程研究設(shè)計院與浙江久立特材科技股份有限公司成立聯(lián)合研發(fā)團隊（以下簡稱“聯(lián)合團隊”），針對三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管進行攻關(guān)。

結(jié)合核電工程的特點和現(xiàn)狀，以三代非能動核電廠一、二回路系統(tǒng)對傳熱管的應(yīng)用需求為牽引，聯(lián)合團隊制定了一條適合蒸汽發(fā)生器690合金傳熱管研發(fā)及應(yīng)用的技術(shù)路線，涵蓋了設(shè)計、研制、試驗、評價及工程應(yīng)用全過程。

聯(lián)合團隊全面分析了三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管的設(shè)計特點,結(jié)合三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器的設(shè)計特點、運行條件、服役環(huán)境，完成了三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管的設(shè)計，提出了滿足三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器需求的研制技術(shù)要求?！吧鞫贾?，勤而行之”，嚴謹求實的作風保證了技術(shù)要求的高質(zhì)量，也為后續(xù)研制工作的順利進展打下了堅實的基礎(chǔ)。

隨著研制不斷深入，聯(lián)合團隊對690合金傳熱管設(shè)計技術(shù)理解越來越透徹。結(jié)合國內(nèi)裝備制造情況和技術(shù)現(xiàn)狀，聯(lián)合團隊對研制技術(shù)要求的各項指標進行了分解，并對關(guān)鍵制造工藝開展專項研究。嚴謹?shù)恼{(diào)查研究和分析比對依舊是不二之法。在選擇冶煉工藝時，聯(lián)合團隊認真對比了國產(chǎn)材料與法國、日本和瑞典三家企業(yè)傳熱管產(chǎn)品的非金屬夾雜物水平，最終確定選用VIM（真空感應(yīng)冶煉）+ESR（電渣重熔）工藝進行冶煉，以保證國產(chǎn)材料具有較高的純凈度以及低水平的非金屬夾雜物含量。聯(lián)合團隊還努力攻克了熱擠壓和管坯精細化處理技術(shù)、精密冷軋技術(shù)、細長管脫脂清洗技術(shù)、無痕精密矯直技術(shù)、高精度彎管技術(shù)等一系列關(guān)鍵技術(shù)，最終實現(xiàn)了三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管的國產(chǎn)化研制。同時，還形成了能源行業(yè)標準NB/T 20008.34-2018《壓水堆核電廠用其他材料 第34部分：蒸汽發(fā)生器用NS3105合金U形管》。

以“國和一號”核電廠的兩臺蒸汽發(fā)生器為例，每臺需要使用12606根傳熱管，總長近300公里，傳熱面積約15858m2。國產(chǎn)690合金傳熱管的成功研發(fā)，使我國擺脫了長期以來對國外傳熱管的依賴，采購成本從140萬/噸降至80萬/噸，對保障國家能源安全以及加強對外能源合作有著重要意義，是我國核電領(lǐng)域關(guān)鍵設(shè)備、材料國產(chǎn)化的又一個里程碑。研發(fā)過程也讓我國突破并掌握了特殊合金制造、高質(zhì)量無縫管制造等大量關(guān)鍵核心技術(shù)。這將極大地提高我國在特殊合金材料制造、高質(zhì)量無縫管制造的水平，為加快推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和經(jīng)濟增長方式轉(zhuǎn)變作出貢獻。

在中國機械工業(yè)聯(lián)合會組織的科技成果鑒定中，鑒定委員會專家一致認為產(chǎn)品各項性能指標均滿足三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管設(shè)計要求，達到國際先進水平。2019年，中國核能行業(yè)協(xié)會共評出科技進步獎75項，“三代非能動核電廠蒸汽發(fā)生器用690合金傳熱管國產(chǎn)化研發(fā)”榮獲科技進步獎一等獎。