[發明專利]一種重水堆主管道支管接頭套管修補結構

在審

• 申請號: 201810653569.6
• 申請日: 2018-06-22
• 公開（公告）號: CN108682463A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 趙亮;陶鈞;鄭永祥;胡建群;王欣;嚴肅;劉子川
• 申請（專利權）人: 中核核電運行管理有限公司;秦山第三核電有限公司
• 主分類號: G21C17/017
• 分類號: G21C17/017;B23K31/02;B23K33/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 程然

本發明屬于核電設計與運行技術領域，具體涉及一種重水堆主管道支管接頭套管修補結構。目的在于實現主管道支管接頭的堆焊修補，防止可能出現的異種金屬焊接接頭處的應力腐蝕裂紋進一步擴展，并使堆焊層具備足夠的結構強度承受一回路冷卻劑的壓力。其特征在于：它包括主管道、管座、適配器和儀表管，還包括套管；管座的上端連接在主管道連接支管的開口處的下端，管座和主管道之間通過氬弧焊焊接；適配器的上端連接在管座的下端，適配器和管座之間通過氬弧焊焊接；儀表管的上端連接在適配器的下端，儀表管和適配器之間通過全位置自動焊接；套管套裝在管座和適配器連接部的外側，套管的上端通過全熔頭焊縫與管座連接，下端通過角焊縫與適配器連接。

技術領域

本發明屬于核電設計與運行技術領域，具體涉及一種重水堆主管道支管接頭套管修補結構。

背景技術

重水堆的主管道為重水堆一回路高溫高壓冷卻劑的壓力邊界，是主要的核安全屏障，其完整性直接影響重水堆核安全。主管道支管接頭如果發生雙端斷裂將導致重水堆一回路失去冷卻劑，將引入堆芯熔化風險，嚴重影響機組安全穩定運行。主管道支管接頭位置見附圖1。

2007年12月和2016年10月，秦山第三核電廠1號機組就因為主管道支管接頭開裂造成一回路重水泄漏并分別導致2次非計劃停堆小修，僅損失的發電量相對應的經濟損失即已超過8000萬元人民幣。

重水堆主管道支管接頭原始設計的連接結構見附圖2所示。圖中各部件分別為1——主管道、2——管座、3——適配器、4——儀表管。

針對重水堆主管道支管接頭泄漏問題，中核核電運行管理有限公司成立十大技術問題專項組，主要完成了如下分析、評估和開發工作。

完成了2007年12月和2016年10月2次發生開裂泄漏的主管道支管接頭缺陷部件的失效原因分析，明確管接頭開裂原因為碳鋼管座和不銹鋼適配器之間的異種金屬焊接接頭靠不銹鋼異一側的應力腐蝕開裂，裂紋在管道內壁多處起源，多條裂紋平行開裂貫穿。

基于失效分析結論，并結合應力腐蝕開裂的特點，明確不能通過直接對原發生開裂泄漏的焊接接頭進行焊接修補的方式完成缺陷處理，而必須對適配器進行更換或通過在支管接頭外表面進行堆焊、增加焊接套管的形式進行修補。

根據應力腐蝕開裂失效機理，明確導致支管接頭發生開裂的主要影響因素為焊接接頭處的應力、母材和焊材、焊接質量等。

從緩解導致主管道支管接頭應力腐蝕開裂的主要因素出發，經過焊接工藝試驗、焊接接頭常規力學性能測試、模擬一回路水條件下的應力腐蝕敏感性試驗等，結合現場檢修工藝條件，開發了一種重水堆主管道支管接頭套管修補技術，能夠在不割開一回路支管接頭的情況下實現支管接頭返修，優選了應力腐蝕敏感性相對較低的套管和焊接材料，套管具備足夠的結構強度承受一回路冷卻劑的壓力，并且，即使在原始支管接頭發生開裂泄漏貫穿后，套管具備較強的耐應力腐蝕開裂能力，從而保障重水堆一回路在壽期內完整可靠。

發明內容

本發明的目的在于提供一種重水堆主管道支管接頭堆焊修補技術，可實現在重水堆一回路不開口檢修的情況下主管道支管接頭的堆焊修補，防止可能出現的異種金屬焊接接頭處的應力腐蝕裂紋進一步擴展，并使堆焊層具備足夠的結構強度承受一回路冷卻劑的壓力，保障重水堆一回路在壽期內完整可靠。

本發明是這樣實現的：

一種重水堆主管道支管接頭套管修補結構，包括主管道、管座、適配器和儀表管，還包括套管；管座的上端連接在主管道連接支管的開口處的下端，管座和主管道之間通過氬弧焊焊接；適配器的上端連接在管座的下端，適配器和管座之間通過氬弧焊焊接；儀表管的上端連接在適配器的下端，儀表管和適配器之間通過全位置自動焊接；套管套裝在管座和適配器連接部的外側，套管的上端通過全熔頭焊縫與管座連接，下端通過角焊縫與適配器連接。