大亞灣核電站抽汽疏水管道斷裂失效原因和改造.pdf

1、自2001年12月第8次大修開始大亞灣核電站兩臺(tái)機(jī)組GSS110/210DI、AHP107/205DI所屬疏水管線頻繁出現(xiàn)開裂泄漏，開裂位置主要發(fā)生在疏水器到閃蒸箱之間的閥門、彎頭、三通、節(jié)流孔板前后的焊縫附近。GSS & AHP系統(tǒng)抽汽管道的疏水管路系統(tǒng)的功能是將抽汽管道內(nèi)的凝結(jié)水排往冷凝器的FLASHBOX，避免蒸汽夾帶水珠高速流動(dòng)對(duì)管道造成水擊或大量積水時(shí)產(chǎn)生水錘對(duì)管道造成嚴(yán)重?fù)p壞。疏水管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥旁路，用于機(jī)組剛啟動(dòng)

2、至30％負(fù)荷這段時(shí)間內(nèi)通過電動(dòng)調(diào)節(jié)閥控制凝結(jié)水的排放。機(jī)組功率大于30％以后改由疏水器管路進(jìn)行自動(dòng)疏水。疏水器及上游管道內(nèi)介質(zhì)為對(duì)應(yīng)抽汽管道工作壓力下的飽和水，疏水器開啟后上游管道和疏水器內(nèi)的凝結(jié)水受壓差的驅(qū)動(dòng)開始迅速流動(dòng)，凝結(jié)水在通過疏水器出口時(shí)被節(jié)流降壓，部分飽和水吸收汽化潛熱迅速轉(zhuǎn)變成蒸汽，在下游管道內(nèi)變成了兩相流。高速流動(dòng)的水汽兩相流對(duì)管道產(chǎn)生嚴(yán)重的沖蝕。
　　 通過對(duì)發(fā)生泄漏和斷裂的GSS和AHP管線進(jìn)行綜合檢查、取樣

3、試驗(yàn)和主要原因分析認(rèn)為：該案例是復(fù)雜工況條件下由多因素導(dǎo)致的早期失效。汽水介質(zhì)的沖蝕作用導(dǎo)致了裂紋源的產(chǎn)生，裂紋源在振動(dòng)疲勞作用下不斷擴(kuò)展，造成管線頻繁泄漏和斷裂，主要原因是沖蝕和振動(dòng)疲勞的交互作用。
　　 為此，按照主要原因提出改造方案：
　　 1、改變管道、節(jié)流孔板本身的尺寸結(jié)構(gòu)，如增大管道的內(nèi)徑、改變節(jié)流孔板的結(jié)構(gòu)、尺寸等，以降低沖蝕作用。
　　 2、使焊縫遠(yuǎn)離變截面部件下游的沖蝕區(qū)域，可減輕沖蝕的影響。但

4、要注意，對(duì)于目前運(yùn)行工況和結(jié)構(gòu)形式的節(jié)流孔板來說，即使焊縫遠(yuǎn)離沖蝕區(qū)域，由于嚴(yán)重減薄和沖蝕坑，節(jié)流孔板下游附近區(qū)域仍將是高應(yīng)力區(qū)。沖蝕坑在疲勞交變應(yīng)力的作用下終將誘發(fā)裂紋、導(dǎo)致該部位管壁提前斷裂。
　　 3、對(duì)于三通、彎頭這兩種部件，還需要考慮減小管系應(yīng)力、減小彎頭的橢圓度和曲率半徑以減小附加彎曲應(yīng)力。
　　大亞灣核電站對(duì)運(yùn)行中發(fā)生斷裂的GSS和AHP疏水管線按上述分析結(jié)果和方案設(shè)計(jì)實(shí)施改造后，至今這些管道未再發(fā)生斷裂事