導讀目錄：

1、發展戰略

2、GH鍛造環無縫管3039

發展戰略

五、熔鹽堆材料開發的目標和總體思路，圖 9 熔鹽堆材料開發路線圖 6 熔鹽堆材料研究國際合作概況，七、十三五期間熔鹽堆材料發展的重點和主要任務，二、熔鹽堆材料發展現狀及未來趨勢 4 NG-CT-50 超細顆粒石墨坯料。

圖 8 Te 圖合金開裂速度與熔鹽氧化勢的關系 2 在過去幾年熔鹽堆材料研發過程中，筆者團隊與國內外同行廣泛合作(見圖) 5、圖 6)形成良好的合作關系。

中國科學院先進核能創新研究院核材料研發團隊通過熔鹽堆材料的研發和與國內外同行在該領域的合作，迅速成長。根據我國基礎熔鹽堆發展戰略規劃，材料研發應針對熔鹽堆（如實驗堆、小模塊）的各個階段 2020 年。

完成所有的實驗堆 GH3535 完成上述材料中子輻照評估試驗、相關性能試驗并通過合金構件和石墨慢化體 2025 年，確定不銹鋼 –Ni 制備復合材料并完成其耐久性，確定不銹鋼 –Ni 復合材料在 20 MW 長壽命超細顆粒核石墨研發成功，用于研究堆，到 2030 年研發工作溫度達到 850 ℃合金結構材料，C/C。

完成示范堆大型構件的開發，完成材料相關性能測試，并通過示范堆材料的安全分析和評價。(3)熔鹽堆的主要部件和燃料鹽(含核燃料和裂變，要求制備構件的合金結構材料具有良好的裂變產品惰性，即不與裂變產品(如 Te 等)根據熔鹽堆材料的發展規劃，合金相互作用，需要從材料開發、性能評估和安全分析等方面進行工作 1 Hastelloy N 合金和 GH353。

熔鹽堆中使用的冷卻劑(氟鹽)沸點高達1400 ℃因此，熔鹽堆存在 1000 ℃在上述高溫和常壓條件下工作時間較長，但由于在如此高溫的熔鹽環境下工作時間較長，現階段希望合金結構材料能夠在這個階段工作 700 ℃高溫熔鹽環境，(1)結構材料，(1)隨工作溫度的升高。

熔鹽對合金結構材料的腐蝕性不斷提高。現階段，筆者希望熔鹽堆合金結構材料 700 ℃根據目前的情況，高溫，UNS N10003 合金缺乏的數據是長期高溫蠕變，這些數據的積累需要大量的資金和時間支持，圖片 1 熔鹽堆合金結構材料國內外研究概況。

另外，UNS N10003 合金的合金 Ni，該合金的更高許可溫度相對昂貴 700 ℃，限制了熔鹽堆高溫工作的潛力，未來的發展趨勢將集中在上述問題上。

一方面，通過數據積累 USN N10003 合金成為 ASME 另一方面，利用現代材料科學技術開發耐熔鹽腐蝕的新型高溫材料，包括新型耐高溫材料 / 耐熔鹽腐蝕合金料具有更高的高溫強度和更好的耐熔鹽腐蝕性。

因此，熔鹽堆可以在更高的溫度下工作，部件壽命更長，對于核石墨，計劃針對其關鍵科技問題，即超細顆粒石墨材料的脆性和中子輻照，通過改進材料設計和制備工藝，提高超細顆粒石墨的脆性，提高超細顆粒石墨中子輻照。

熔鹽堆為高溫堆，其結構材料原則上必須經高溫核反應堆許可。 ASME-NH 卷中規定的高溫核反應堆許可材料不包括在內 UNS N10003 合金，UNS N10003只是 ASME 現階段壓力容器許可材料的主要問題是 UNS N10003 ，很難在短時間內列入 ASME-NH (7)熔鹽堆中的核石墨與燃料鹽直接接觸。

為防止核燃料通過石墨表面孔進入石墨，形成局部熱點，造成石墨損傷，熔鹽堆核石墨表面孔徑小于 1 μm，六、我國熔鹽堆材料發展路線圖 3 由于熔鹽堆對核石墨的要求與氣冷堆不同，核石墨的發展過程。

由于氣體冷堆而開發的各種核石墨不能直接用于熔鹽堆。為了開發可用于熔鹽堆的核石墨材料，作者團隊與國內碳材料研究機構（中國科學院山西煤炭化，與方達集團成都碳有限公司合作開發 NG-C，二是中鋼集團新材料(浙江)有限公司研發的 T22，上述兩種石墨孔徑均小于兩種 1 μm，結構致密，均符合防止熔鹽滲透的要求。

產品尺寸也達到了 TMSR 實驗堆構件的制備要求。此外，兩個品牌的國產核石墨的常規性能與熔鹽相容性也有所提高。除斷裂韌性低、抗中子輻射性能有待評估外，其他性能指標基本滿足設計要求，能夠滿足實驗堆的施工要求。

ORNL 在當時的條件下，專門為熔鹽堆開發了一種 C，核石墨密度大，微孔尺寸小，MSRE 實驗結果表明 CGB 由于當時美國熔鹽堆項目暫停，核石墨已經停產，熔鹽堆石墨的發展也停止了。

此外，由于當時石墨制備技術有限，該材料屬于各向異性石墨，不符合當前核石墨（高度各向同性）的基本要求。氣冷堆的發展也推動了核石墨的發展。

通過不斷改進石墨材料的制備工藝，核石墨的各種性能取得了很大的進步。目前，氣冷堆核石墨已發展到第三代（見圖） 2、圖 3)熔鹽堆核石墨必須具有隔斷熔鹽滲透的特點，要求石墨材料的微孔尺寸小于 1 μm，只有用超細顆粒骨料制備的石墨材料才能達到這一要求，而且這種超細顆粒石墨往往比較脆，斷裂韌性低，容易開裂，而這種脆性

因此，克服超細顆粒石墨的脆性（如進一步改進制備工藝，或通過優化堆構件設計使脆性石墨滿足構件的需要）是熔鹽堆核石墨需要解決的主要問題。與壓水堆類似，制備熔鹽堆構件的材料種類繁多，一般采用傳統熔鹽堆構件（即不接觸熔鹽，不受輻照）。

這些不詳細介紹這些常規材料。以下只介紹熔鹽堆的特殊材料，即 UNSN10003 合金和核石墨，（2）核石墨，3。主要問題和未來趨勢。熔鹽堆材料發展的總體目標是依靠中國的材料研發基礎，依靠高溫堆（如實驗）。

基于熔鹽堆材料的現狀，解決目前熔鹽堆材料的關鍵科技問題，為熔鹽堆建設儲備材料技術，發展更耐高溫、更耐輻射、更經濟的新一代先進熔鹽，在此過程中，培養**的核材料研究團隊，建設**的核材料評價測試平臺和研發基地。

具體目標是進一步完善合金型材和核石墨構件的制備，積累相關材料性能數據，分階段支持模擬熔鹽堆(2019)

Hastelloy N 合金的突出優點是具有優異的年腐蝕速度 <25 μm，），同時具有良好的高溫機械性能和抗中子輻射特性，合金材料的綜合性能基本達到了實驗堆結構材料的設計壽命。首先，核石墨是一種在與熔鹽接觸過程中的多孔材料。

如果石墨材料表面的微孔尺寸足夠大，熔鹽可能通過微孔滲透進入石墨，造成嚴重后果。對于熔鹽堆，一方面，熔鹽在石墨中的滲透可能會導致石墨性能，特別是其輻照損傷行為的變化，另一方面，熔鹽攜帶燃料滲入石墨可能導致石墨內部的形成。

從而縮短核石墨的使用壽命。因此，除了一些常規要求（高純度、高強度外，熔鹽堆對核石墨的要求還要求其阻斷熔鹽的滲透。目前，世界上還沒有成熟的核石墨能有效阻斷熔鹽的滲透，盡管美國政府幾年前允許向中國出口 Hastelloy。

但考慮到中美關系的不確定性，從長遠來看，為了不讓中國的核能發展計劃受制于人，作者的團隊來自中國科學院中國科學院科學技術試點專項的基熔鹽堆核能系 2011 年初以來，中國科學院第四代裂變反應堆核能系統（TMSR）通過與國內科研單位(中國科學院金屬研究所)和制造商合作，在現有 Hastelloy N 基于合金。

合金中元素含量進一步優化（C 和 Si 等)[2.關鍵工藝(均質化、加工窗口、焊接、熱處理等。)已經確定。到目前為止，經過實驗室小試-中試-大規模生產階段，已經可以制備出大規模的工藝 GH3535 合金錠（10 t）。

合金中元素含量進一步優化（C 和 Si 等)[2.關鍵工藝(均質化、加工窗口、焊接、熱處理等。)已經確定。到目前為止，經過實驗室小試-中試-大規模生產階段，已經可以制備出大規模的工藝 GH3535 合金錠（10 t）。

并開發大型合金環軋件(3000×400)、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、GH3535 合金的研發和規模生產不僅可以保證 TMSR 專項的順利發展也為未來熔鹽堆放大到示范堆和商業堆創造了條件。

近期，Hastelloy N 美國政府禁止合金，這表明合金已被美國政府禁止 TMSR 熔鹽堆合金結構材料在專項前期自主研發，與其他堆型不同，熔鹽堆中的燃料與堆構件直接接觸，需要特別注意裂變產物與熔鹽堆材料的相互作用，UNS N10003 合金需要注意的另一個問題是裂縫，即裂變產物 Te 合金沿晶界擴散。

使合金晶界脆化開裂(見圖) 7)[1，6，7]雖然有文獻表明燃料鹽可以通過調整來調整 pH 值得抑制合，但仍需進一步驗證。

國際核石墨產品是為氣冷堆開發的，目前只有兩種超細顆粒石墨為熔鹽堆的特點，我國在熔鹽堆核石墨方面處于國際領先地位，十三五期間，熔鹽堆材料開發的重點是實驗堆材料和構件的開發，主要任務包括：確定模擬堆和實驗堆材料及構件的制備。

開展 UNS N10003 合金相關性能測試，形成數據庫，開展超細顆粒石墨中子輻照實驗，通過實驗堆安全分析，提前啟動不銹鋼 –Ni 下一種合金雙金屬復合材料，為后期小模塊堆和示范堆的建設奠定了良好的基礎，(一)合金結構材料——UNS N10003 合金、熔鹽堆關鍵部件(包括壓力容器、回路管、熱交換管等。，很難找到能滿足上述條件的成熟工程材料。

因此，結構材料是熔鹽堆研發過程中非常突出的技術難度，20年 20世紀50年代和60年代，橡樹嶺**實驗室（ORNL）專門為核動力飛機和，也是迄今為止**一種在熔鹽堆服役的合金結構材料—— Haynes 公司生產的產品名稱為 H，國產產品名稱為GH3535），ORNL 經過大量的篩選和測試，研究人員發現，Inconel 600 和 Hastelloy B。

到 1956 年，ORNL 確定了 Hastelloy N 合金主元，1961 年，ORNL 民用熔鹽民用熔鹽試驗堆，即 MSRE。

在此期間，有關 HastelloyN 從 1965 年 MSRE 到1969年達到臨界 年停止運行，Hastelloy N 合金為 MSRE 在此之后，成功的運氣。

由于 MSRE 終止相關計劃，Hastelloy N 合金沒有進一步研究，前期，Hastelloy N 合金僅為美國哈氏合金國際公司，是美國政府指定的核管制材料，必須經許可才能出口到中國。熔鹽堆的使用壽命 決定于其核石墨的中子輻照壽命。

　　超細顆粒石墨由于其致密性不同于其他粗顆粒石墨，其在中子輻照環境下的使役行為可能與粗顆粒石墨不同，