核电站蒸汽发生器传热管涡流自动检测系统研制

设计了蒸汽发生器传热管涡流自动检测系统,从探头定位系统、探头扫查系统、集成传输系统和相关软件等方面,分析了系统设计。将系统用于对核电站蒸汽发生器传热管进行涡流检查,能够及早发现传热管上存在的缺陷,为进一步采取的维修措施提供准确的参考依据,并成功应用于各核电厂的役前和在役检测。     

非能动余热排出热交换器制造阶段胀管区质量检测

非能动余热排出热交换器是AP1000核电技术特有的设计,其管板内传热管胀接工艺应用了定位胀、全长度液压胀和换料水箱二次侧局部机械胀等多种胀接工艺,为保证胀接后传热管形变满足技术要求,应对胀管区胀接情况进行检测评估。基于该检测需求,介绍了非能动余热排出热交换器胀接工艺、胀管评估要求、胀管轮廓涡流检测在检测实际中的应用。     

不同类型电涡流探头对核电站传热管胀管过渡段缺陷的定位准确性研究

为了更有效和可靠地检测出胀管过渡区出现的缺陷,分析了3种不同类型的涡流探头特性,然后通过一系列试验,对不同探头在传热管胀管过渡段上的缺陷识别并进行准确定位能力进行了对比测试,获得了相关的定位准确性数据,掌握了胀管过渡段缺陷定位技术及其精度范围,能够进一步提高对胀管过渡段上的缺陷的准确判别能力。     

高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波检测方法研究

高温气冷堆蒸汽发生器螺旋换热管是压力边界相对薄弱的部分,若出现降质破损,可能引起放射性介质泄漏并造成堆芯损伤。针对该类换热管由于管路复杂缺乏无损检测方法的现状,提出了适用于高温气冷堆蒸汽发生器复杂结构换热管的电磁超声导波检测方法,开发了专用电磁超声导波检测仪及检测探头,建立了1∶1的高温气冷堆蒸汽发生器换热管全尺寸模拟体试验平台,开展了灵敏度测试优化试验及换热管全长缺陷检测试验。试验结果表明,该电磁超声导波检测方法能够有效解决高温气冷堆蒸汽发生器换热管在役无损检测难题,所开发的电磁超声导波检测仪和检测探头能够在单点位置实现换热管长距离全覆盖检测,可有效识别模拟体上换热管异种钢焊缝薄弱处与远端约60.2 m处截面损伤率为16.8%的刻槽缺陷,验证了高温气冷堆蒸汽发生器换热管电磁超声导波在役检测的可行性。     

压水堆核电厂蒸汽发生器传热管的降质问题

核电厂蒸汽发生器传热管的降质将影响到核电厂一回路边界的完整性。通过对蒸汽发生器传热管的降质模式进行分析，并对在役传热管无损检测技术应用以及寿命预测的介绍，从而针对产生的传热管降质的原因，采取相应的防护措施，确保蒸汽发生器传热管的安全运行。     

基于TMR传感器阵列的蒸汽发生器换热管检测探头设计

文中设计了一种用于核电站蒸汽发生器换热管检测的涡流探头,该探头使用高分辨率、高灵敏度的隧道效应磁阻(TMR)传感器阵列对涡流电流产生的磁场成像,通过分析磁场图像数据,来快速准确地定位换热管中存在的缺陷。文中建立了基于压缩磁矢势方程的有限元仿真模型,来模拟缺陷检测的物理过程;研制并测试了由磁场激励线圈、TMR传感器阵列和数据采集系统组成的实验探头,对带有缺陷的换热管样品(Inconel 690)进行了检测,观察传感器输出的电压信号变化即可直观的反应出被测样品的缺陷情况。     

核电蒸汽发生器管板液压胀接压痕问题的分析

液压胀接技术是核电蒸汽发生器管子和管板接头采用的关键制造工艺。介绍了液压胀接的原理,针对核电蒸汽发生器管板液压胀接后传热管内壁产生的压痕问题,进行了原因分析,并结合工程经验制订了改进措施,包括改进胀管器,改进胀接止环,对支撑圈使用控制,进行胀接过程控制。     

核电蒸汽发生器胀接接头质量事故分析及应对措施研究

全深度液压胀接技术是核电机组蒸汽发生器及其他换热器管子-管板接头普遍采用的制造工艺,具有液压胀接压力均匀、管壁减薄均匀、管子和管板的残余应力小、接头质量稳定等优点。液压胀管时需将300兆帕水介质封闭在胀管区域,一旦密封失效,将直接影响接头质量,胀接过程中易出现未胀合缝隙长度过大(欠胀)、过胀、肿胀、漏胀、重复胀接以及造成换热管划痕等质量问题。对国内外蒸汽发生器制造厂出现的典型胀接缺陷归类并进行原因分析,结合工程经验获得良好经验反馈及应对纠正措施,为核电蒸汽发生器管子管板接头胀接工序提供指导。     

蒸汽发生器换热管衬管液压胀接工艺研究

核电站蒸汽发生器是将反应堆的热能传递给二回路介质以产生蒸汽的热交换设备,其中的传热管起着保障热通量变换和防泄漏的作用。但是在长期的高温高压与高腐蚀状态下,传热管也更易破损,给核电厂的安全性与经济性带来威胁。通过总结国内外衬管技术的应用并分析各种技术的优缺点,最终以液压胀接工艺为主要试验技术,对Inconel 690合金双管之间的胀管力计算和胀接试验过程进行研究,最终得出最佳液压胀接压力区间。     

蒸汽发生器检测技术的发展

以前的蒸汽发生器检测系统通常由多个独立的模块组成,相互间的控制与通讯连接往往需要大量的电缆与适配器。采用的检查方法是单频涡流仪与BOBB IN探头,这对体积性缺陷有很高的检测率。但是传热管上不断发现的其他形式的缺陷对其完整性造成了很大影响,甚至可能影响到电站的可靠性、功率以及经济效益。在越来越严厉的电站规范要求和确保公众与环境的安全的前提下,旧系统的检测能力难以满足规范要求。为了能够快速检出这些多样化缺陷,对其进行定量、定性解释,并满足辐射防护原则的要求,由先进探头技术和基于高速计算机与远程通信系统平台的多用途仪器构成的检测系统在近10年得到了很大的发展。整个检测系统的智能化与集成度越来越高,使蒸汽发生器检测质量更高,速度更快,经济效益也更高。     

传热管内壁涡流磁信号的研究分析

非能动余热排出热交换器是AP1000核电站特有的设备,按照美国西屋公司设计规范要求,其C型换热管在制造厂水压试验后、役前和在役检测时进行全管范围的内涡流检测,进而对整个换热管的质量状况进行评估。基于涡流检测技术,介绍了传热管内壁磁信号的特征,通过理论分析、试验验证和产品验证,最终将管子轧制产生的磁信号与真实的内壁缺陷及附着在管子内壁的金属异物产生的磁信号进行区分。     

蒸汽发生器传热管衬管技术研究

核电站蒸汽发生器是将反应堆的热能传递给二回路介质以产生蒸汽的热交换设备,其运行的可靠性直接关系着核电站的安全性与经济性。蒸汽发生器传热管的泄漏将导致放射性物质释放到二回路,甚至排放到大气中,造成严重的放射性污染。总结了国外各种衬管技术及其在核电站的实际应用,根据核电站反馈的经验概述了各种衬管技术的优缺点,在此基础上,研究了适用我国实际情况的衬管技术,并进行了试验。该衬管技术融合了液压胀接、钎焊和钨极气体保护焊技术,具有重要的实用意义。     

小径管脉冲远场涡流检测研究

小径管如热交换器管等在工业中应用广泛,不少使用情况下需要定期检测.远场涡流技术是检测小径管缺陷的有效技术之一,在此基础上,脉冲远场涡流检测技术结合了脉冲涡流的频谱丰富性和远场涡流技术同时检测内外管壁缺陷的特点.应用脉冲远场涡流检测技术对小径管进行检测,并对该技术中差分式探头和绝对式探头的检测特点进行系统详细的研究.设计...     

一种新型环向偏心涡流探头及其在小径管缺陷检测中的应用

针对小径管缺陷的检测,传统检测方法基本为Bobbin探头,但这种方法具有不能检出缺陷的环向信息的缺点.基于涡流检测的研究,为达到检出小径管缺陷的多重信息的目的,提出并开发一种新型的环向偏心Bobbin探头.该探头兼具轴向扫描和偏心环向扫描的功能,能够对小径管缺陷的多重信息进行有效检测.具体研究内容基于涡流检测的方法,设计出适用于小径管的可偏心、可环向旋转的Bobbin探头,并建立模型进行模拟计算;通过整合获得的模拟数据,验证新型探头对于小径管缺陷的轴向、环向扫描相比于传统探头的优越性;制作探头并搭建试验系统,对所开发探头检测小径管缺陷的功能进行验证,进一步确立了该新型探头的优越性和高效性.     

蒸汽发生器传热管与管板焊缝应力和疲劳分析

蒸汽发生器是压水堆核电厂的关键设备之一,其中的传热管与管板一般采用胀管加焊接的方式保证密封性。传热管与管板之间的焊缝的几何尺寸小,应力情况复杂,同时该位置极易发生泄漏,因此该焊缝的应力分析与评价是核电厂安全的重要基础。文中采用有限元方法对传热管和管板焊缝进行了应力分析,分析中采用了多孔板等效、刚度等效和孔边环向应力等效等多种方法,简化了模型的复杂度,计算得到了各种工况下的应力情况,并按照ASME规范对其进行了评定。     

管道弯头缺陷检测外置式远场涡流探头设计

远场涡流技术在金属管道的无损检测中应用广泛,但通常需要设备停机以便将探头放入管内。为满足压力管道在役检测的需求,针对其易腐蚀的弯头部位,设计了一种在管外放置的远场涡流探头。首先,应用有限元软件对探头的结构及其激发磁场的效果进行了仿真设计;而后建立了弯头缺陷远场涡流检测仿真模型,分析了内、外壁缺陷深度与检测信号特征量的定量关系;最后搭建试验平台进行了预制缺陷检测试验。结果表明:探头电压信号的相位随缺陷深度的增加而近似线性减小,可用于缺陷深度的定量;内壁缺陷信号的相位减小得更快,利用相位特征量可对仅有外壁或内壁缺陷时的缺陷深度进行定量,而不能对两种缺陷都存在的情况进行定量。     

核级Incoloy 800合金传热管胀接残余应力试验研究

Incoloy 800合金具有良好的耐腐蚀性能,被用作核电站蒸汽发生器传热管。试验分析了机械胀接工艺对φ22 mm×1. 3 mm核级Incoloy 800合金传热管残余应力的影响,结果表明,管子胀接区域残余应力最大,过渡区域次之,未胀接区域最小;胀接和过渡区域轴向残余应力大于环向残余应力;残余应力随管子胀接变形量的增加而增大。该研究可为蒸汽发生器胀接工艺优化以及胀接接头的可靠性分析提供参考。     

含均匀减薄缺陷传热管的爆破压力预测研究

蒸汽发生器传热管微振磨损等体积型缺陷是导致其承压能力降低而破裂的主要原因.本文针对含均匀减薄缺陷Inconel690蒸汽发生器传热管的极限承载能力进行了研究.通过液压爆破实验获得了含缺陷传热管的爆破压力,确定了缺陷尺寸对传热管爆破压力的影响规律;采用数值模拟方法对含缺陷传热管的爆破压力进行了预测,在此基础上建立了爆破压力的预测公式.将预测公式与已有工程方法进行对比,结果表明该公式是合理且保守的.     

蒸汽发生器单根传热管振动特性试验和分析

掌握蒸汽发生器单根传热管的振动特性是开展管束区流致振动分析评价的基础,针对某型蒸汽发生器,选取弯管半径最大的局部单根传热管,通过试验方法研究传热管管内外附加水质量、管内压力、防振条支撑间隙以及防振条支撑位置传热管正常磨损等因素对振动特性的影响,并通过试验结果与分析结果进行对比,论证设计间隙情况下分析模型和边界条件的合理性。研究结果表明,附加水质量会造成传热管频率降低,管内压力和传热管正常磨损不会影响传热管振动特性,连续两个防振条支撑点间隙大于0.13 mm会造成传热管弯管区开始出现支撑失效,处于设计名义间隙内的传热管在防振条位置的边界条件可以近似简化为简支。     

核电蒸汽发生器传热管与管板胀接性能分析

蒸汽发生器中传热管与管板接头的泄漏是威胁核安全的主要原因。通过有限元软件ANSYS Workbench模拟了传热管与管板胀接与拉脱的过程,得到了残余接触压力的分布规律以及胀接压力与残余接触压力、拉脱力、壁厚减薄率的关系。并针对传热管的尺寸公差,研究了传热管直径与壁厚对于胀接性能的影响。结果表明:在胀接工艺中,胀接压力选取在260 MPa比较合适,能使核电蒸发器中全部10025根传热管达到较好的胀接质量,同时保证了生产效率和经济性。