氦检漏技术在核电站蒸发器传热管密封性试验中的应用

蒸汽发生器传热管氦检漏技术,是20世纪80年代法国电力公司(EDF)开发的一种用于检测蒸汽发生器传热管密封性能的新技术,目前该技术已应用于EDF旗下核电站的蒸汽发生器。但是国内某核电站所用的60F型蒸汽发生器在结构上存在差异,本文以该型蒸汽发生器实施的氦检漏试验为例,简要介绍了蒸汽发生器氦检漏的工作原理和步骤、详细描述了该型蒸汽发生器结构上的差异,以及试验过程中出现的问题;总结提炼了相应的解决方法,为同型蒸汽发生器传热管密封性试验提供了经验。     

核电厂蒸汽发生器传热管氦气检漏系统研究

本研究介绍了某核电厂蒸汽发生器传热管在役氦气检漏系统的原理及系统组成,并模拟了某核电厂蒸汽发生器在役大修期间传热管检漏试验。试验结果表明,最佳参数可设置为:蒸汽发生器二次侧氦气浓度份额为30%;抽气速率为 20 L/min;蒸汽发生器二次侧压力为0.6 MPa;系统漏点定位误差在0.5 m以内。本文研究的蒸汽发生器传热管在役氦气检漏系统可为国内核电厂安全、稳定地运行提供可靠的技术保障。      

凝汽器检漏架频繁触发报警问题分析和处理

核电厂凝汽器发生海水泄漏会使二回路凝结水中进入不挥发性盐,高浓度杂质会增加蒸汽发生器传热管腐蚀。凝汽器检漏架用于监测凝汽器是否存在海水泄漏,当海水发生泄漏时凝汽器检漏架能够在第一时间触发报警并确定泄漏点大概位置,缩小后续人员排查漏点范围,节约排查时间,及时消缺。福建福清核电厂2号机组自商运以来1号检漏架频繁触发报警,干扰主控操纵员对机组状态的正确判断,影响机组的安全稳定运行。文章分析了1号检漏架频繁触发报警的主要原因,并给出了应对措施;且此问题普遍存在于M310型压水堆,谨以此文供其他同类型电厂参考。     

秦山核电站蒸汽发生器的氦质谱检漏技术

介绍了核电站蒸汽发生器管子-管板焊缝的氦质谱检漏及总漏率测试方法的研究及为提高检测灵敏度所采取的措施。获得了单管检漏的系统最小可检灵敏度为10~(-8).L/s;总漏率测试系统的灵敏度为10~(-7)Pa.L/s的好结果。为核电站蒸汽发生器建造质量的鉴测提供了可靠的技术保证,也为大容器压力设备的检漏提供了好的方法。     

基于时间序列神经网络的蒸汽发生器传热管泄漏程度诊断研究

针对蒸汽发生器U形传热管泄漏,本文提出了一种基于时间序列神经网络对蒸汽发生器传热管泄漏程度进行诊断研究的方法。首先,对核电厂蒸汽发生器U型传热管泄漏进行机理分析,构建其数学模型,提取其泄漏的直接特征参数,再依据Fisher得分法,提取其间接特征参数;其次,通过滑动时间窗口法从预处理后的时间序列数据中生成数据样本,作为时间序列神经网络的输入,并以蒸汽发生器U形传热管泄漏程度信息为标注,基于反向传播(BP)算法对五层神经网络系统进行训练,得到蒸汽发生器U形传热管泄漏的时间序列神经网络模型;最后,模拟核电厂运行过程蒸汽发生器U形传热管泄漏时的时间序列测试数据。仿真结果表明,时间序列神经网络对演变事件的处理具有较好的有效性和较高的泛化能力,对故障程度的诊断研究具有参考价值。     

压力诱发SGTR的概率计算方法探讨

诱发蒸汽发生器传热管破裂现象对核电厂堆芯损伤和放射性早期大量释放风险有非常大的影响。准确地对诱发蒸汽发生器传热管断裂概率进行计算和定值对正确认知核电厂的核安全风险非常重要。文章调研了已有压力诱发蒸汽发生器传热管破裂概率的取值计算方法,通过对不同取值计算方法的对比分析,结合国内实际情况,提出了一套较为合理可行的压力诱发蒸汽发生器传热管破裂概率的计算方法。文章推荐的诱发蒸汽发生器传热管破裂数据采集和分析计算方法为后续国内核电厂概率安全分析应用和安全监管提供了参考。     

压水堆核电站蒸汽发生器传热管破损监测和破裂事故

文中指出,蒸汽发生器排污取样分析及主蒸汽管道外~(16)N 监测是蒸汽发生器传热管破损监测的主要手段。文中还介绍了发生传热管破损后的事故过程及其处理措施。最后对传热管破损事故的审批办法作了介绍.     

“华龙一号”SGTR事故最大蒸汽排放量计算分析的独立验证

采用合理的方法和假设对"华龙一号"蒸汽发生器传热管破裂事故时最大蒸汽排放量进行计算分析,并将最大蒸汽排放量独立验证计算结果与初步安全分析的计算结果进行了对比分析,二者的相对误差为2%,计算结果基本一致。结果表明蒸汽发生器传热管破裂事故最大蒸汽排放量的安全分析计算结果是合理的,用于蒸汽发生器传热管破裂事故放射性分析是可行的。     

秦山核电站蒸汽发生器的氦质谱检漏技术

介绍了核电站蒸汽发生器管子-管板焊缝的氦质谱检漏及总漏率测试方法的研究及为提高检测灵敏度所采取的措施。获得了单管检漏的系统最小可检灵敏度为10~(-3)PaL/s;总漏率测试系统的灵敏度为10~(-7)PaL/s的好结果。为核电站蒸汽发生器建造质量的鉴测提供了可靠的技术保证,也为大容器压力设备的检漏提供了好的方法。     

蒸汽发生器传热管胀管过渡段水浸超声检查技术

近年来,核电厂提出了对蒸汽发生器传热管胀管过渡段进行检查的要求。由于采用常规涡流检查技术在传热管的胀管过渡段存在盲区,因此开展了传热管胀管过渡段水浸超声检查技术研究,并开发出一套完整的检查技术。通过试验结果分析,证明该技术完全满足蒸汽发生器传热管胀管过渡段检查要求,能够对传统传热管涡流检查形成补充,同时也能够应用于其他薄壁小径管道的检查。      

传热管泄漏对蒸汽发生器动态特性的影响

以大亚湾核电站蒸汽发生器为研究对象,建立了基于漂移流理论的蒸汽发生器一维动态数学模型及传热管泄漏模型,并进行了蒸汽发生器不同工况下的稳态仿真。在验证所建立漂移流模型和传热管泄漏模型的基础上,研究了不同工况下传热管泄漏位置及泄漏流量对蒸汽发生器关键参数的影响。研究结果表明,所建立的漂移流模型和传热管泄漏模型能准确反映不同泄漏情况下蒸汽发生器质量含汽率及蒸汽压力等关键参数的变化规律,泄漏发生在热端沸腾段入口处时各参数变化最显著,泄漏量为冷却剂流量的5%时出口质量含汽率由0.261降到0.163。基于漂移流理论传热管泄漏对蒸汽发生器动态特性影响的成功预测,为蒸汽发生器传热管泄漏事故的监测与防范措施的制定提供一定参考。     

套管式直流蒸汽发生器动态特性仿真研究

套管式直流蒸汽发生器是一种采用双面传热的新型蒸汽发生器.在中心管和环管外侧与环形通道流体间热流密度相等的假设基础上,合理选择集中参数并应用可动边界的处理方法对套管式直流蒸汽发生器传热管进行了动态仿真.仿真结果与热工水力定性机理分析结果及相关的试验结果相符,从而验证了仿真方法是有效的.     

蒸汽发生器传热管失效分析及防护措施

蒸汽发生器是核动力装置中一个非常重要的热量交换设备,也是整个核动力装置中的薄弱环节。在核动力装置的停堆事故中,有一半以上是由于蒸汽发生器破损引起的,严重影响到整个核动力装置的安全性和可靠性。如何使传热管不过早破损,延长蒸汽发生器的使用寿命是当前面临的重要课题之一。文章通过对蒸汽发生器传热管所用奥氏体不锈钢材料的分析,结合国内外相关事故分析报告,确定了传热管破损的类型为穿晶型应力腐蚀破坏。通过对腐蚀产物、工作环境以及管束应力的分析,找出蒸汽发生器传热管发生应力腐蚀开裂的影响因素,同时提出相应的防护措施。     

基于声发射技术的蒸汽发生器传热管点腐蚀研究

蒸汽发生器传热管的腐蚀是影响核动力装置安全运行的重要问题之一,传热管的腐蚀以点腐蚀的危害最为常见。利用声发射仪器,对蒸汽发生器传热管进行腐蚀实验时的信号进行采集和分析,并对腐蚀点进行了准确定位。实验结果表明,传热管的点腐蚀经历3个阶段:发展期、平稳期和迅速发展期。声发射技术能比其它任何无损检测方法更早地发现传热管腐蚀损伤,可对蒸汽发生器的安全和运行情况进行在线实时监测,具有重要的意义。     

蒸汽发生器传热管泵致脉动分析

主泵是核电厂主回路的核心设备之一,它产生的压力脉动会导致回路设备部件的振动,是设备发生疲劳失效的主要原因之一。对于AP1000核电厂,主泵和蒸汽发生器特殊的布置方式增加了泵致脉动对蒸汽发生器的影响。针对AP1000蒸汽发生器传热管泵致脉动分析建立了简化模型,计算结果可用于蒸汽发生器传热管的疲劳分析评定。     

蒸汽发生器传热管的降质及对其完整性的评估

蒸汽发生器传热管是反应堆冷却剂压力边界的主要组成部分，这就意味着必须保持传热管的完整性。然而，运行经验表明，蒸汽发生器传热管会出现各种降质。这些降质可能会导致管子的泄漏或破裂，使反应堆冷却剂丧失，并提供了直接通向二回路和释放到环境中去的途径。本文将介绍几种已知的传热管降质，传热管完整性性能准则．并对蒸汽发生器传热管完整性进行评估。     

蒸汽发生器传热管流致振动非线性分析程序的开发与验证

蒸汽发生器传热管在横向流流体冲刷下引起的振动和磨损是核电厂安全运行的一个关键问题。为了预测二次侧横向流流体作用下蒸汽发生器传热管的振动幅值和磨损情况,对适用于传热管与支撑结构之间存在微小间隙时的非线性分析方法进行研究。采用有限元方法和模态叠加法计算湍流力和流体弹性力作用下传热管的振动响应和平均磨损功率,并自主开发了蒸汽发生器传热管流致振动非线性分析程序。以某核电厂蒸汽发生器传热管为例,计算传热管在防振条和支撑板处存在间隙的情况下的振动响应和平均磨损功率,并与国外程序GERBOISE的计算结果进行比较。两者的计算结果趋势一致,误差在合理范围内。结果表明,自主开发的非线性分析程序与GERBOISE的计算结果吻合良好,能够准确预测在横向流流体作用下传热管的非线性振动响应,可以用于蒸汽发生器设计分析。     

含缺陷Inconel 690蒸汽发生器传热管的强度及堵管准则研究

针对缺陷对传热管强度的影响以及传热管判废准则问题展开研究,研制了适用于小管径蒸汽发生器传热管极限载荷及爆破压测试的实验装置,对含体积型缺陷及面型缺陷的Inconel 690蒸汽发生器传热管进行了实验研究,并采用有限元法对极限载荷及爆破压进行了估算.在此基础上,研究了传热管的堵管准则,提出了两级评定方法.该评定方法可根据缺陷的深度、轴向及环向长度来综合评价.     

蒸汽发生器传热管在泵致脉动压力载荷下的动力学响应研究

泵致脉动压力是核电站中引起主设备部件疲劳失效的主要原因之一。本文建立了蒸汽发生器传热管的泵致脉动压力载荷表达式,并建立不同弯曲半径的传热管有限元模型,对蒸汽发生器传热管在泵致脉动压力载荷下的动力学响应进行了研究。结果表明：34、64、94、114、124、144排传热管附近的频率、振型对泵致脉动压力最为敏感;包络泵致脉动压力作用下,最大应力出现在32排传热管上;传热管在泵致脉动压力载荷作用下,泵致脉动压力载荷的轴频频率对结构响应的贡献最大。本文分析结果为蒸汽发生器传热管在泵致脉动压力载荷下的磨损分析提供了参考。     

SMART堆蒸汽发生器螺旋传热管热-流-固耦合分析

为研究SMART堆蒸汽发生器螺旋传热管在正常工况下所受到的复杂应力,确定螺旋传热管上等效应力最大的位置以及热应力对螺旋传热管的影响,本文采用有限元方法,利用ANSYS有限元软件对韩国SMART堆蒸汽发生器螺旋传热管进行了热-流-固耦合分析,模拟计算得到螺旋传热管的应力、应变、位移分布。结果表明,螺旋传热管上应力、应变和位移的最大值主要依赖于系统温度。