[發(fā)明專利]用于高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器堵管技術(shù)考核的裝置與方法

在審

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• 申請日: 2022-03-25
• 公開（公告）號: CN114519945A
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉福廣;楊二娟;米紫昊;李勇;劉剛;王艷松;韓天鵬;楊蘭;雒曉濤;王博;張周博
• 申請（專利權(quán)）人: 西安熱工研究院有限公司;西安交通大學(xué)
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;F22B37/00;F22B1/18
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 何會俠

本發(fā)明公開了一種用于高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器堵管技術(shù)考核的裝置與方法，該裝置包括入水端管箱與管板單元、主蒸汽出口端管箱與考核管板單元、鋼結(jié)構(gòu)、周邊環(huán)境單元以及考核管理單元，其中入水端管板與主蒸汽出口端管板為焊接堵管的工作面，周邊環(huán)境單元用于考核自動化堵管裝備的通過性并模擬溫度等實(shí)際工況，考核管理單元主要對考核過程進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控與過程管理。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)對自動化焊接堵管裝備的現(xiàn)場適用性與接頭質(zhì)量及穩(wěn)定性的考核評價，考核項(xiàng)目主要包括：自動化焊接堵管裝備的可通過性；規(guī)定時間內(nèi)完成任務(wù)的時效性；焊接裝置到達(dá)工作面后的焊接頭的可達(dá)性、定位準(zhǔn)確性與重復(fù)性；本發(fā)明為高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器自動化堵管技術(shù)的驗(yàn)證、考核與操作人員培訓(xùn)提供過了平臺。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于核電安全運(yùn)行維修保障領(lǐng)域，具體涉及用于高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器堵管技術(shù)考核的裝置與方法，屬于自動化焊接堵管技術(shù)的驗(yàn)證與考核技術(shù)。

背景技術(shù)

2020年10月，全球首座高溫氣冷堆，簡稱HTR-PM，核電示范工程全球首堆—華能集團(tuán)石島灣核電站高溫氣冷堆一回路冷態(tài)功能試驗(yàn)一次成功。2020年11月全球首座高溫氣冷堆核電示范工程建設(shè)現(xiàn)場再傳捷報，1號堆一回路單元冷態(tài)功能試驗(yàn)再次順利完成，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計要求，標(biāo)志著我國擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的全球首座安全性更高的第四代核能單元基本建成。但與壓水堆服役工況與構(gòu)件尺寸的顯著差異，使得原有用于壓水堆的安全維保技術(shù)與裝備難以照搬用于HTR-PM。

蒸汽發(fā)生器是HTR-PM核電單元中最關(guān)鍵的設(shè)備之一，是核電之肺。在蒸汽發(fā)生器中，傳熱管是一回路壓力邊界的重要組成部分，是防止放射性裂變產(chǎn)物外泄的重要屏障，也是一回路單元最薄弱的環(huán)節(jié)，其總面積占一回路冷卻劑單元壓力邊界的80％。服役過程中，傳熱管長期在高溫、高壓及高輻射劑量介質(zhì)的沖刷下，會產(chǎn)生機(jī)械的或化學(xué)的損傷，造成傳熱管破損從而發(fā)生放射性冷卻劑外泄，造成嚴(yán)重的社會不良反響和巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此需要從給水端和主蒸汽出口兩端對破損傳熱管進(jìn)行封堵，避免出現(xiàn)重大事故。與在役的壓水堆蒸汽發(fā)生器單元相比，HTR-PM中蒸汽發(fā)生器加熱管的服役溫度更高，一次側(cè)的溫度由343℃提高到了750℃。應(yīng)用于常規(guī)壓水堆的機(jī)械堵管方法可能會因高溫下的應(yīng)力松弛而導(dǎo)致堵管失效，適用性存疑。因此需要發(fā)展基于焊接冶金的堵管新技術(shù)。

另外，停堆后比壓水堆更高的環(huán)境溫度(約80℃)與輻射環(huán)境的存在使可控時間內(nèi)人工介入的堵管方法不再適用，因此必須開發(fā)自動化的裝置進(jìn)入現(xiàn)場并對破損換熱管的入口與出口進(jìn)行焊接封堵。裝備開發(fā)過程中對自動化堵管裝備的優(yōu)化改進(jìn)、成型裝備適用性與穩(wěn)定性的考核、操作人員的培訓(xùn)與考核均需要通過長時的現(xiàn)場實(shí)踐而完成。然而由于難以在服役中的核島直接完成上述過程,因此需要搭建包含影響堵管過程核心構(gòu)件的1:1高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器焊接堵管技術(shù)現(xiàn)場適用性驗(yàn)證與考核的裝置并建立相應(yīng)的考核方法，進(jìn)而對裝備和人員進(jìn)行驗(yàn)證、培訓(xùn)與考核。

發(fā)明內(nèi)容

針對高溫氣冷堆第四代核電技術(shù)蒸汽發(fā)生器堵管技術(shù)開發(fā)、考核及人員培訓(xùn)對考核裝置及方法的需求，本發(fā)明的目的在于提供一種用于高溫氣冷堆蒸汽發(fā)生器堵管技術(shù)考核的裝置與方法，該裝置和方法可用于高溫氣冷堆核電站蒸汽發(fā)生器自動化堵管技術(shù)的驗(yàn)證、考核與人員培訓(xùn)，為高溫氣冷堆核電站運(yùn)維輔助技術(shù)的開發(fā)提供平臺。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：