[發(fā)明專利]一種核電蒸汽發(fā)生器傳熱管預(yù)制批檢驗(yàn)的取樣方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710531947.9
• 申請(qǐng)日: 2017-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107356449B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張紹軍;趙東海;劉釗;劉紅偉;梁書(shū)華;闞玉琦;吳洪;楊文彬;張文中
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州熱工研究院有限公司;中國(guó)廣核集團(tuán)有限公司;中國(guó)廣核電力股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/04
• 分類號(hào): G01N1/04
• 代理公司: 蘇州創(chuàng)元專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛(wèi);陳婷婷

本發(fā)明涉及核電站熱交換系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電蒸汽發(fā)生器傳熱管預(yù)制批檢驗(yàn)的取樣方法，其中，所述預(yù)制批傳熱管的制造工藝流程至少依次包括如下步驟：終軋→固溶處理→矯直→特殊熱處理→拋光→彎管→消應(yīng)力熱處理，本發(fā)明在取樣過(guò)程中能充分考慮各種制造因素和使用條件，通過(guò)對(duì)所述傳熱管進(jìn)行表面殘余應(yīng)力檢測(cè)試驗(yàn)、碳化物分布檢驗(yàn)試驗(yàn)、晶粒度測(cè)定試驗(yàn)、晶間腐蝕試驗(yàn)、室溫拉伸試驗(yàn)、高溫拉伸試驗(yàn)、硬度檢測(cè)試驗(yàn)、表面粗糙度檢測(cè)試驗(yàn)、擴(kuò)口試驗(yàn)、裂紋檢驗(yàn)試驗(yàn)等試驗(yàn)，能夠全面檢驗(yàn)出傳熱管的直管及彎管的整體質(zhì)量，有效減少檢驗(yàn)項(xiàng)目，最大程度的降低檢驗(yàn)成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及核電站熱交換系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電蒸汽發(fā)生器傳熱管預(yù)制批檢驗(yàn)的取樣方法。

背景技術(shù)

在國(guó)際低碳發(fā)展背景和約束下，世界各國(guó)都積極投入到新能源開(kāi)發(fā)中來(lái)。核電因其清潔、高效、低碳、經(jīng)濟(jì)等特性受到各國(guó)的青睞。然而全球核電關(guān)鍵部件的生產(chǎn)能力卻十分有限，成熟先進(jìn)制造技術(shù)控制在少數(shù)幾個(gè)制造廠中，已無(wú)法滿足當(dāng)前國(guó)際核電發(fā)展的需要。結(jié)合我國(guó)“十三五規(guī)劃”提出國(guó)產(chǎn)核電技術(shù)方針發(fā)展戰(zhàn)略，核電設(shè)備國(guó)產(chǎn)化迫在眉睫。為實(shí)現(xiàn)我國(guó)核電發(fā)展規(guī)劃目標(biāo)，必須實(shí)現(xiàn)核電關(guān)鍵部件尤其是大型鑄鍛件及換熱器傳熱管等核心部件的國(guó)產(chǎn)化。

蒸汽發(fā)生器傳熱管是壓水堆核電站一回路壓力邊界的重要組成部分，主要作用是通過(guò)管束的換熱作用產(chǎn)生高品質(zhì)干燥蒸汽，流經(jīng)主蒸汽管道來(lái)驅(qū)動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電。因此，傳熱管是防止放射性裂變產(chǎn)物外泄的重要屏障，也是一回路系統(tǒng)最薄弱的環(huán)節(jié)。傳熱管長(zhǎng)期在高溫、高壓及高輻射劑量介質(zhì)的沖刷工況下服役，惡劣的工作環(huán)境易造成傳熱管的失效或破損，根據(jù)世界壓水堆運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)調(diào)查及報(bào)道，蒸汽發(fā)生器傳熱管的破裂約占被調(diào)查裝置總數(shù)的40%左右，壓水堆核電廠的非計(jì)劃停堆次數(shù)中約有四分之一是因?yàn)橛嘘P(guān)蒸汽發(fā)生器傳熱管問(wèn)題造成的，因此它對(duì)核電廠的安全運(yùn)行十分重要。

蒸汽發(fā)生器傳熱管安全等級(jí)為核安全1級(jí)，規(guī)范等級(jí)為RCC-M 1級(jí)，質(zhì)保等級(jí)1級(jí)，核安全級(jí)別要求高，屬于核電關(guān)鍵部件。在正式產(chǎn)品制造前，按RCC-M規(guī)范要求需開(kāi)展換熱器傳熱管預(yù)制批工藝評(píng)定工作，以驗(yàn)證供應(yīng)商所制造的傳熱管的整體質(zhì)量能夠滿足設(shè)計(jì)和核安全的要求。

蒸汽發(fā)生器傳熱管（最典型的U形管）采用Inconel690合金材料（法國(guó)牌號(hào)為NC30Fe，美國(guó)牌號(hào)為UNS N06690），是一種奧氏體高鎳鉻鐵（Ni-Cr-Fe）合金，Cr含量超過(guò)28%，Ni含量超過(guò)58%，F(xiàn)e含量一般在8%-11%之間，Ni-Cr-Fe三種元素總和超過(guò)94%。高鉻高鎳含量使得這種合金具有顯著的抗氧化能力及抗應(yīng)力腐蝕能力，并具有高強(qiáng)度、優(yōu)良的冶金穩(wěn)定性及加工特性。各傳熱管生產(chǎn)廠盡管牌號(hào)不盡相同，但化學(xué)成分、力學(xué)性能、抗氧化性能、腐蝕性能等相差不大，制造工藝也基本相同。目前所用蒸汽發(fā)生器傳熱管外徑17-19mm，壁厚1.01-1.07mm，最大單支長(zhǎng)度29000mm，一座百萬(wàn)千瓦級(jí)壓水堆核電站大約需要160t傳熱管。

核電蒸汽發(fā)生器用傳熱管的制造工藝流程為：真空感應(yīng)冶煉→電渣重熔→鍛造開(kāi)坯→熱擠壓→冷軋→脫脂及清潔度→終軋→固溶處理→矯直→帶式修磨→無(wú)損檢測(cè)→TT熱處理（Thermal Treatment）→拋光→理化檢驗(yàn)→彎管→消應(yīng)力熱處理（小彎曲半徑）→水壓試驗(yàn)→尺寸檢查→U形管內(nèi)渦流檢測(cè)→清潔度檢查→包裝。

核電蒸汽發(fā)生器傳熱管的預(yù)制批是指制造廠在正式生產(chǎn)批量產(chǎn)品前，按預(yù)期要求制造和檢驗(yàn)的一定數(shù)量的一批傳熱管，其制造條件應(yīng)與正式生產(chǎn)的傳熱管相同。預(yù)制批評(píng)定也是換熱器傳熱管批量生產(chǎn)前通常采用的驗(yàn)證方法。

現(xiàn)有技術(shù)（RCC-M標(biāo)準(zhǔn)）中只提到預(yù)制批評(píng)定的基本要求，即預(yù)制批數(shù)量不少于50支；逐支執(zhí)行驗(yàn)收試驗(yàn)：①一端取樣進(jìn)行室溫拉伸、高溫拉伸試驗(yàn)②硬度試驗(yàn)③擴(kuò)口試驗(yàn)④顯微組織。對(duì)預(yù)制批評(píng)定來(lái)說(shuō)這些檢驗(yàn)僅是最低要求，在蒸汽發(fā)生器傳熱管批量生產(chǎn)前不足以驗(yàn)證管子的整體質(zhì)量和制造穩(wěn)定性。只有通過(guò)合理的預(yù)制批評(píng)定方案、評(píng)定取樣及質(zhì)量檢驗(yàn)方法，以有限的檢驗(yàn)部位和檢驗(yàn)手段來(lái)驗(yàn)證預(yù)制批傳熱管內(nèi)部質(zhì)量的均勻性以及驗(yàn)收試驗(yàn)的代表性，從而固化制造工藝，保證制造廠長(zhǎng)期穩(wěn)定的提供合格產(chǎn)品。