[其他]具有便于檢查試樣管道的模型蒸汽發生器

無效

• 申請號: 85106902
• 申請日: 1985-09-13
• 公開（公告）號: CN85106902A
• 公開（公告）日: 1987-03-11
• 發明（設計）人: 羅伯特·德拉普;多納爾德·格蘭特·勞倫茨
• 申請（專利權）人: 西屋電氣公司
• 主分類號: G01M19/00
• 分類號: G01M19/00;F22B37/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王棟令

本發明涉及到一個模型蒸汽發生器，該發生器有一個便于對裝在發生器內的熱交換試樣管進行檢查的系統。

模型蒸汽發生器一般與實際蒸汽發生器并聯使用（尤其核動力蒸汽發生器），因此，實際蒸汽發生器中的工況可以用模型發生器進行模擬，以對實際發生器進行監測。

我們知道，在原有技術中，模型蒸汽發生器用以監測一臺核動力蒸汽發生器的熱交換管內發生的腐蝕損壞量。一般說，這種模型發生器在運行中一批熱交換試樣管均被施加以與核動力蒸汽發生器中熱交換管周圍相同的加熱、壓力和化學工況條件。如果對這些條件模擬得很準確，那么在模型蒸汽發生器的試樣管中發生的腐蝕量即可準確地反映出所監測的核動力蒸汽發生器中存在的管子腐蝕量，這種模型蒸汽發生器對監測腐蝕是一個特別有用的方式，因為它們不需要使核電廠停運，也不需要派工作人員進入帶放射性的發生器的內部。然而，這種模型蒸汽發生器僅當它們能準確地模擬核電廠內部的加熱、壓力和化學工況條件時才是有用的，任何對這些條件的明顯偏離都會對模型蒸汽發生器的準確性產生不利的影響。

為了解在建造一臺對熱交換器管的腐蝕進行準確監測的模型蒸汽發生器的困難，首先應該了解核動力蒸汽發生器通常的構造，以及什么樣的化學和水力條件是造成管子腐蝕的主要原因。

核動力蒸汽發生器由三個基本部分組成，包括一個二次側和一個管套，以及一個一次側，來自核反應堆被加熱了的水在一次側循環。發生器的二次側包括許多U形管子，以及一個用以導入給水的入口。二次側中U形管的進、出口端部裝于管套中，該管套將發生器的一次側和二次側在液路上分隔開。一次側還包括一塊管子分隔板，此分隔板使U形管子的入口端部與出口端部用水隔開。從核反應堆來的熱水被導入裝有全部一次側U形管子的入口端。此熱水流經這些入口、向上通過管套，沿著伸到蒸汽發生器二次側內的U形管循環。被加熱的水通過U形管的管壁，將它的熱量傳送給通過發生器二次側流動的給水，從而使給水轉換成蒸汽。經核加熱的水通過U形管循環后，又通過管套、通過U形管出口流回，并進入一次側的出口部份，在那兒它再循環回核反應堆。U形管的入口端通稱為“熱段”、這些管的出口端通稱為“冷段”。

這種核動力蒸汽發生器的熱交換管可能遭受多種型式的腐蝕損壞，包括：凹陷、應力腐蝕、開裂、晶粒內的腐蝕以及點蝕。在對這些發生器內管子的現場檢驗中已經表明：大多數這種腐蝕損壞發生在稱為發生器的裂隙區域。這種裂隙區域包括熱交換管子和管套之間的周圍空間，以及這些管子和二次側中各種各樣的支撐板之間的周圍空間。這些支撐板是用來使空間均勻和管子對中用的。由于重力的作用，腐蝕物污垢趨向聚集在這些裂隙中，此外，這些區段水循環相對較差，亦促使了污垢在這些裂隙處殘留，并使污垢附近的管中形成局部“熱點”。來自這些“熱點”的熱輻射起著一種強力催化劑的作用，使熱交換管的外表面與污垢中的腐蝕性化學物質相化合。雖然大多數核動力蒸汽發生器均設有排污系統用以對發生器容器中的污垢進行周期地清理，但裂隙區域中的污垢靠這種系統產生的水流是很難清除掉的。盡管實際上這種核動力蒸汽發生器的熱交換管均是由抗腐蝕的鎳鉻合金構成，但局部受熱的區域與腐蝕性污垢相結合，最終可以使熱交換管產生裂紋，并使帶放射性的水從發生器的一次側滲漏到二次側，但是，在管壁因腐蝕而開裂之前，若對熱交換管內裝上加固套管，就可避免這種情況發生。

為了準確地監測出一個特定的核動力蒸汽發生器的熱交換管中存在的腐蝕損傷量，研制出了一種模型蒸汽發生器，以便在管壁出現任何裂紋前將這些管子裝上套管。已經發現，用這種模型蒸汽發生器確定一臺核動力蒸汽發生器的熱交換管道中腐蝕損傷量是一種特別準確的方法。因為，由特定的發生器的給水化學品質和熱水力工況在特定管簇中所引起的腐蝕量，實際上是不可能靠純理論的模型來預測的。

然而，這種原有技術的模型蒸汽發生器并不是沒有明顯的問題;例如，在許多這種模型蒸汽發生器中，二次側內所包括的熱交換試樣管很不容易接近。在用原型U形熱交換管的模型蒸汽發生器中，只有將大而笨重的二次側本體從管套中拆下來，才可以觀察這些管子和管套。而將二次側從管套上拆開是一件費時而又艱苦的工作，需要將大量的螺母從它們各自的裝配螺栓上擰下來。在拆除所有這些螺母后，還必須用起重機或卷揚機將大而笨重的園柱形二次側本體從管套處吊離。如果想把二次側本體全部從管套處移開，則需要有100英尺以上的垂直空間，另外，如果人們想對管套做詳細檢查，那么，需將管套從這種模型蒸汽發生器的一次和二次側完全拆開，這比僅僅拆開和吊離發生器的二次側更為艱巨、困難和費時間。