蒸汽发生器完整性评估的现状及展望

本文阐述了核电厂蒸汽发生器完整性评估的三个发展阶段,分析了不同国家SG完整性评估技术的现状及异同,并从技术层面、核电厂层面和核安全监管机构层面展望建立适用于国内的SG完整性评估技术体系需进行的工作。     

陶瓷堆内构件热老化行为研究现状

高温气冷堆陶瓷堆内构件采用石墨材料制备。在长期服役过程中由于氧化性气体杂质及事故工况引入水蒸气等原因,石墨将发生氧化,导致陶瓷堆内构件热老化,影响高温气冷堆的长期安全可靠运行。本文对有关陶瓷堆内构件用石墨材料的氧化行为研究、机械性能和物理化学性能研究等进行了综述,并在此基础上总结了陶瓷堆内构件热老化行为研究现状中存在的问题,为后续相关研究提供参考。     

EPRI《蒸汽发生器完整性评估导则》解读

《蒸汽发生器完整性评估导则》是美国电力研究院发布的用于评估蒸汽发生器(Steam Generator,简称SG)完整性的导则。该导则通过SG传热管结构完整性评估、一次侧—二次侧泄漏完整性评估以及二次侧完整性维护进行SG完整性评估。基于导则及相关文献调研与分析,从历史背景、发展历程、内容框架三个方面较为详细地介绍了《SG完整性评估导则》的基本信息,并对我国建立SG完整性评估技术体系的必要性和需开展的工作进行了初步讨论。《SG完整性评估导则》的全面解读对于推动我国核电厂开展SG完整性评估工作具有重要意义。     

核电站蒸汽发生器的积污问题

核电站的蒸汽发生器(SG)在运行期间,管板表面、传热管表面、支撑板表面以及传热管和支撑板的间隙处均发现积污问题。SG中的积污不仅会加剧SG腐蚀损伤,而且会引起SG蒸汽出口压力降低等问题,影响核电站的安全经济高效运行。本文基于文献阐述了SG中积污(管垢和泥渣)的形成机制、影响因素和危害,并概述了积污的检测、清洗和控制方法。     

电解抛光工艺对600合金在高温高压水环境中腐蚀行为的影响

从电解抛光影响合金表面化学成分与结构的角度出发,利用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等方法研究了硝酸-甲醇(0℃,10s,3V)和硫酸-磷酸-水(70℃,30s,0.2A/cm2)两种不同电解抛光液对600合金在高温高压水环境中腐蚀行为的影响。结果表明:经硝酸-甲醇溶液抛光后(EPS-1),试样表面的初始产物膜比经硫酸-磷酸-水(EPS-2)溶液抛光后的厚,且EPS-1产物膜中氢氧化物的含量比EPS-2中的高;高温高压水环境腐蚀试验后两种抛光表面都形成双层结构氧化膜,即富铬内层和分散的富镍、铁氧化物颗粒外层;EPS-2产物膜中氢氧化物含量低于EPS-1的且铬含量高于EPS-1的,EPS-2产物膜的致密性和保护性更好,能有效减缓腐蚀进程,形成较薄的氧化膜。分析认为这是由于在两种溶液中电解抛光后样品表面形成了成分与结构不同的初始产物膜。     

磨损对蒸汽发生器690合金传热管应力腐蚀裂纹萌生行为的影响

传热管是蒸汽发生器（SG）最关键的部件,起到一、二回路换热的作用,是防止放射性泄漏的重要安全屏障。在高温碱性溶液中进行了磨损690合金传热管的慢应变速率拉伸试验（SSRT）。采用扫描电子显微镜、电子背散射衍射和透射电子显微镜分析了690合金传热管的微动磨损和应力腐蚀裂纹（SCC）萌生行为。结果表明,SSRT试样呈现出典型的穿晶SCC特征,且随磨损深度增加,裂纹萌生数量和平均深度均增加,这可能与磨损表面留下的犁沟、剥层、微裂纹以及数十微米厚的残余应变层有关。基于SCC的滑移溶解/氧化机制,对磨损促进SCC裂纹萌生的过程进行了分析。     

核电厂调节阀阀杆高硬低摩DLC涂层工艺优化研究

通过调整工件偏压和W掺杂靶功率等工艺参数,研究不同工艺对阀杆DLC膜层性能的影响。利用拉曼光谱研究了不同DLC涂层的化学成分和结构,并采用纳米压痕和显微划痕对涂层的力学性能进行了测试。同时,通过摩擦磨损试验评价了复合涂层的摩擦学性能。结果显示,1200V工件偏压下得到的DLC涂层具有更高的硬度和较低的磨损率。W掺杂的DLC涂层附着力更强,但硬度较低,磨损率较高。这项研究为后续制备高硬低摩DLC涂层工艺设计提供参考。     

基于TPE-XGBoost算法的镍基600合金应力腐蚀裂纹扩展速率预测模型

运行经验表明,应力腐蚀开裂(SCC)是镍基600合金在压水堆核电站一回路高温高压水环境中的主要失效形式。针对镍基600合金SCC影响因素多、机理复杂,现有预测模型应用性不高的问题,利用TPE-XGBoost算法,通过机器学习挖掘应力强度因子、温度、屈服强度、溶解氢含量、裂纹扩展方向、载荷类型、热处理工艺等影响因素与裂纹扩展速率之间的关系,建立反映多维数据关联关系的非参数镍基600合金应力腐蚀裂纹扩展速率预测模型。结果表明,TPE-XGBoost算法可以实现高维度数据集超参数快速优化,且有效避免优化结果陷入局部最优解,使得预测模型具有良好的泛化能力,将应用于压水堆核电站镍基600合金部件反应堆冷却剂条件应力腐蚀裂纹扩展工程预测。     

基于KBRF算法的镍基690合金应力腐蚀裂纹扩展速率预测模型

镍基690合金广泛用于压水堆核电站核岛主设备关键部件及焊缝,高温高压水环境应力腐蚀开裂(SCC)是其潜在的失效机理。由于SCC行为影响因素多达二十余种,因此存在参数化模型预测精度不高的问题。本文通过融合随机森林机器学习算法(Random Forest, RF)与基于领域知识的MRP-386参数化模型,建立了镍基690合金SCC裂纹扩展速率KBRF(Knowledge-Based Random Forest)预测模型,结果表明,领域知识的引入增强了KBRF模型的鲁棒性,准确性较MRP-386参数化模型和RF等机器学习模型显著提高,预测结果与实验值较为接近,将应用于我国压水堆核电站镍基690合金部件及焊缝在反应堆冷却剂中的应力腐蚀裂纹扩展工程预测。