CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究

【摘 要】 核电站核岛最重要的设备之一是蒸汽发生器。汽轮机做功最主要的推动力是蒸汽，这些蒸汽往往是热交换产生的，同时能够对一回路和二回路起到十分重要的隔离作用。文章结合cpr1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究的实践情况，全面解析了蒸汽发生器的工作原理，指出了蒸汽发生器的主要结构，提出了蒸汽发生器的主要安装工艺难点，希望能够对CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究的实际工作发挥指导和借鉴作用，希望能够对CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究取得预期效果。

【关键词】 蒸汽发生器 安装 工艺

1 引言

从某种程度上说，为了能够确保耐蚀性能够达到一定的标准，根据相应的产品技术条件，镍基合金应该堆焊在管板一次侧。这里需要指出的是，管板一回路一次侧长时间接触的载热剂介质具有一定的腐蚀性和放射性。实践证明，为了能够取得相当不错的焊缝成形，我们应该选择符合一定标准的工艺参数在尺寸恰当的试板上进行改进管板堆焊工艺的试验，这里必须注意的是，试板中心区域应该采用直道堆焊工艺。工艺参数的标准是：和管板埋弧堆焊基本保持一样。我们只有对堆焊层进行相关方面的试验，才能取得符合管板堆焊层技术条件的实验结果。相关方面的试验包括：侧弯试验、金相试验、无损试验、晶间腐蚀试验、化学分析等等。

2 蒸汽发生器的工作原理

冷却剂泵、蒸汽发生器相应的阀门、管道、稳压器、核反应堆等辅助设备是核电站一回路系统重要的组成部分。通过一定的方式将源自反应堆的热量传递给蒸汽发生器二次侧是蒸汽发生器最为显著的作用。采用热交换方式是相当不错的选择。另外，在一、二回路两者间蒸汽发生器形成了第二道防护屏障，这个防护屏障的主要功能是预防放射性外泄。毫无疑问，蒸汽发生器是常规岛与分隔核岛的压力边界，它能够在一回路中封闭放射性介质，从而确保核电站正常的安全运行的主要成因在于：相当一部分的燃料包壳和水经过一定辐射后出现活化，极有可能导致发生泄露和破损现象；在满足一定条件后冷却剂含有放射性，这里需要指出的是，这些冷却剂往往流经堆芯，不应该污染核电站相关的二回路设备。

一般来说，冷却剂都是由反应堆产生而来的。冷却剂要想顺利进入水室封头，必须寻找一条正确的路径。通过蒸汽发生器进口接管到达目的地是一条较为不错的路径。水室封头内部通常被划分为两个水室，为了顺利抵达U形管，在进口水室反应堆冷却剂就已经准备好进入U形管，热量往往会在流经U形管的过程之中传递给二路回侧，紧接着，通过一定的路径流回反应堆。其中，出口水室和出口接管是必经之路。

二回路给水往往通过符合一定条件的给水接管顺利抵达给水环管，这个条件是：给水接管应该处于上筒体的位置。J形管采用倒立形式的较多，这些J形管往往设置在给水环管之上，通过这些J形管能够喷出给水。给水混合了满足相应要求的疏水之后，下降至底部，在这之前我们应该注意采用包壳和筒体间的环形通道，紧接着，在一定的空间内上升，加热到一定程度就蒸发成了水蒸汽，接着，进入相关的仪器将汽、水进行分离。这里需要提出的是，汽水干燥器和分离器是不可或缺的仪器。蒸汽从出口出发，到达汽轮机，重新进入换热循环的水必须经过一定分离处理。

3 蒸汽发生器的主要结构

二次侧和一次侧是蒸汽发生器的主要构成部分。干燥器、水室封头、壳体、汽水分离器、传热管、包壳、管板等等是蒸汽发生器的重要部件。在两个圆筒之间连接锥形筒体，能够组成蒸汽发生器的外壳，这里所说的两个圆筒直径应该不一样。水室封头和管板为下部，标准椭球形封头为上部。在上封头顶部中心设置有蒸汽出口接管，为了能够保证反应堆的安全，我们应该选择一个恰当地位置将流量限制器安装好。接下来，对蒸汽发生器的主要结构进行较为细致的阐述。第一，水室封头。水室封头内表面堆焊主要由不锈钢构成，绝大部分呈现出来的是半球形，18MND5锻件是最主要的材料。第二，管板。二次侧和一次侧的压力边界是管板。18MND5锻件能够锻造出适宜的管板，镍基合金往往是由一次侧表面堆焊而成，从而确保和U形管能够形成比较好的焊接性能。第三，传热管。NC30Fe比较适合当作传热管的材料，采用这种材料U形管的优点包括：相当高的导热系数、机械性能比较好、抗应力腐蚀性能比较不错等等。第四，管子支撑板。管子支撑板会运用符合条件的开孔板，这样就能避免汽水混合物在上升的过程中出现横向流动的情况，对管子振动产生极小的影响。开孔板最好最好运用的是整圆形。第五，汽水分离器。汽水分离器往往安装在包壳顶部，汽水分离元件是这些汽水分离器的重要组成部分。汽水分离器能够分离汽水混合物，这些汽水混合物往往产生于蒸发阶段。（如图1所示）每一组螺旋叶片都是安装在相应的汽水分离元件内部，这导致汽水混合物在向上流动的过程之中，采用螺旋运动取代了原先的直线运动。正因为受到离心力的影响，密度大的水会被甩到，在满足一定的条件下会产生蒸汽柱。水层一般是环状的，它形成于筒壁内部。沿着壁面水会不断上升，从汽水分离器中流出来，继续往下混合给水，这些给水往往是从给水环管流出来的。要进行相应的循环之前，这些液体必须顺利流入下降通道。蒸汽与水分离之后，会缓慢上升。只有顺利进到干燥器，才能开始分离汽水。

4 蒸汽发生器的主要安装工艺难点

在对蒸汽发生器的主要结构进行阐述之后，接下来，我们从以下两个方面探讨和研究蒸汽发生器的主要安装工艺难点，希望能够对CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究的实践活动提供有益的参考。第一，大型锻件的制造。在核电设备之中，相当一部分大锻件结构特殊，尺寸和重量较大具有一定的生产难度。这些大锻件包括：蒸汽发生器的水室封头、管板、下部筒体和椭球封头等等。相关方面的制造商应该不断提升自己的科学技术水平，加强锻造能力，增强对于复杂工装的处理能力。第二，管板深孔钻。在长时间的运行过程中，只有对垂直度、管孔和孔距高标准、严要求，才能促使管板接头和管子更具有安全可靠性。只有严格遵循相应的工序进行钻孔，各方面仔细检查完毕后，才能启动深钻孔相关方面的操作。这里需要明确指出的是，找正过程往往是在管板深钻孔之前的，必须引起质量控制人员的高度重视，对于管板的垂直度和水平度必须进行精确验证。

5 结语

总而言之，CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究具有十分重要的理论意义和现实意义。一般来说，直道堆焊工艺属于管板中心区域就能够将劳动强度降到最低，从而大幅度提升管板堆焊的生产效率。为了确保封口焊焊缝和管板堆焊后钻孔的质量，我们的堆焊层应该运用直道堆焊工艺，并且将管子管板封口焊试验应用在试验试板上。文章结合CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究的实际情况，在深入解析蒸汽发生器的工作原理的前提下，对蒸汽发生器的主要结构进行了较为详尽的阐述，指出了蒸汽发生器的主要安装工艺难点，希望能够对CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究的实际工作提供有益的参考，希望能够进一步加快CPR1000核电站核岛蒸汽发生器安装工艺研究的发展进程。

参考文献：

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