Влияние эксплуатационных и конструкционных факторов на ресурс теплообменных труб парогенераторов АЭС с ВВЭР-1000

• Автор: Немытов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 05.14.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 172 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ КОРРОЗИОННОГО

ПОВРЕЖДЕНИЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ

ПАРОГЕНЕРАТОРА.

Конструктивное исполнение и условия эксплуатации

парогенераторов АЭС с ВВЭР .

Водный режим парогенераторов АЭС с ВВЭР

Проблемы выявленные в ходе эксплуатации

парогенераторов АЭС с ВВЭР .

Факторы и механизмы коррозионного растрескивания под

напряжением аустенитных хромоникелевых сталей
Механизм коррозионного растрескивания металла под
напряжением
Факторы определяющие процесс коррозионного
растрескивания металла под напряжением.
Влияние исходного состояния металла на его стойкость к
коррозионному растрескиванию под напряжением.
Влияние среды эксплуатации на интенсивность
коррозионных повреждений металла.
Влияние конструктивного исполнения на интенсивность
коррозионных повреждений металла.
Обзор существующих методов оценки остаточного ресурса
теплообменных труб парогенератора
Выводы по первой главе.
ГЛАВА 2 АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЛУАТА1ЩОННОГО
КОНТРОЛЯ ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ
ПАРОГЕНЕРАТОРА.
2.1 Методы неразрушающего контроля, применяемые для
оценки целостности теплообменных труб парогенератора. Особенности проведения контроля на парогенераторах АЭС с ВВЭР .
2.2 Результаты металлографических исследований образцов
теплообменных труб парогенераторов.
2.3 Техническое состояние теплообменных труб парогенераторов АЭС с ВВЭР .
2.4 Особенности распределения дефектов теплообменных труб
в объеме трубного пучка парогенератора.
2.5 Закономерности роста глубины дефектов теплообменных
труб по результатам вихретокового контроля.
2.6 Закономерности роста амплитуды вихретоковых сигналов
дефектов тенлообменных труб
2.7 Анализ закономерностей коррозионной повреждаемости
теплообменных труб парогенераторов энергоблока 3 Балаковской АЭС по результатам вихретокового контроля
2.8 Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА
ПРОЦЕССЫ КОРРОЗИИ ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ ПАРОГЕНЕРАТОРА.
3.1 Механизм коррозионного повреждения теплообменных
труб парогенератора
3.2 Влияние исходного состояния металла на процессы
коррозионной повреждаемости теплообменных труб
3.3.
3.3.
3.3.
3.
3.
3.
Влияние параметров водного режима на интенсивность коррозионной повреждаемости теплообменных труб в
режиме эксплуатации парогенератора на мощности
Механизм формирования отложений на теплообменной
поверхности парогенератора
Влияние толщины и состава отложений на параметры
среды на поверхности теплообменных труб
Влияние параметров водного режима и толщины отложений на интенсивность зарождения коррозионных
дефектов теплообменных труб
Оценка концентрации окислителя в котловой воде
парогенератора.
Влияние параметров эксплуатации на развитие дефектов
теплообменных труб в режиме работы ПГ на мощности
Влияние стояночного режима эксплуатации парогенератора на процессы коррозии металла
теплообмен н ых труб.
Влияние гидроиспытаний на прочность и плотность на
скорость развития дефектов теплообменных труб
Влияние проведения химической отмывки на коррозионную стойкость металла теплообменных труб
парогенератора.
Сравнение количественных оценок развития коррозионных дефектов теплообменных труб с результатами контроля
Рекомендации по снижению интенсивности коррозионных
повреждений теплообменных труб парогенератора
Выводы по третьей главе
Глава 4 МЕТОД ОЦЕНКИ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА
ТЕПЛООБМЕННЫХ ТРУБ ПАРОГЕНЕРАТОРОВ АЭС С ВВЭР
4.1 Порядок определения средней скорости роста глубины
дефектов в прогнозируемый период эксплуатации парогенератора.
4.2 Порядок определения значения средней глубины дефектов
в прогнозируемый период эксплуатации парогенератора
4.3 Порядок определения времени от последнею контроля до
достижения количества труб с дефектами предельно допустимого числа заглушенных труб
4.4 Рекомендации по оптимизации объемов и периодичности вихретокового контроля теплообменных труб
парогенератора.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Трубы закрепляются в коллекторах путем сварки их торцов с внутренней поверхностью коллекторов. Затем по всей толщине стенки коллекторов проводится развальцовка труб до полного устранения зазора щели. Такой способ крепления труб исключает щелевой зазор между трубкой и коллектором со стороны второго контура. Но и в случае образования зазора в процессе эксплуатации расположение крепления позволяет избежать скопления шлама и концентрирования в нем примесей, о чем свидетельствуют данные многочисленных осмотров крепления труб в эксплуатируемых ПГ 2. Теплообменная поверхность представляет собой образный трубный пучок с гибами в горизонтальной плоскости, состоящий из труб диаметром мм и толщиной стенки 1,5 мм, выполненных из нержавеющей стали ХНТ с суммарной поверхностью теплообмена м. Общее количество ТОТ в ПГ составляет 0, максимальная развернутая длина змеевика составляет ,1 м, минимальная ,1 м. Трубный пучок расположен в нижней части корпуса ПГВ и отделен от парового объема дырчатым листом. Для обеспечения организованной циркуляции воды в ПГ в трубном пучке имеются три вертикальных коридора. Рисунок 1. Конструктивное исполнение парогенератора горизонтального типа ПГВ а общий вид ПГ б поперечный разрез ПГ. Трубки в пучках размещены в шахматном порядке с шагами мм по высоте и мм по ширине. Элементы дистанционирования в свою очередь, устанавливаются в опорных устройствах опоры трубного пучка, приваренных к выпускам на внутренней поверхности корпуса парогенератора. Конструкция опор трубного пучка позволяет трубам свободно перемещаться при тепловом расширении. Места дистанционирования трубок представляются наиболее уязвимыми с точки зрения возможного скопления отложений с опасностью концентрирования в них примесей. С целью снижения скорости формирования слоя отложения, элементы дистанционирования выполняются с штампованными отверстиями, обеспечивающими циркуляцию котловой воды в зоне дистанционирования теплообменных труб. Рисунок 1. Устройство раздачи питательнойводы состоит из коллектора Ду 0, проходящего вдоль парогенератора и соединенного с входным патрубком на боковой стороне корпуса. К коллектору Ду 0 подсоединены раздающие коллекторы Ду , имеющие по всей длине трубки Ду для выхода питательной воды в водопаровой объем ПГ. Погруженный дырчатый лист служит для выравнивания скоростей пароводяной среды на выходе с зеркала испарения и гашения динамических эффектов при генерации пара. Весь комплекс состоит из каркаса, сваренного из профильной стали швеллер, двутавр и съемных перфорированных отверстиями листов. Система продувки обеспечивает вывод мелкодисперсных шламовых отложений и избытка солей из ПГ, принцип и режим работы которой будет рассмотрен в п. Теплогидравлические характеристики и параметры режимов эксплуатации ПГВМ представлены в таблице 1. Теплоноситель первого контура подается на вход с температурой 1 С и под давлением , МПа. В результате процессов теплообмена температура на выходе из холодного коллектора снижается до значения 1 С. С составляет 6, МПа. Для обеспечения безопасной эксплуатации ПГ, а также для повышения выявляемости дефектов теплообменных груб 1 с размерами близкими к сквозным, проводятся гидроиспытания со стороны первого контура на прочность и плотность. Давление теплоносителя при проведении гидроиспытаний на прочность и плотность со стороны первого контура достигает значений ,5 и ,4 МПа соответственно, давление со стороны второго контура 0 и 6 МПа. Частота проведения ГИ на плотность составляет один раз в год, а на прочность один раз в четыре года. Таблица 1. Основной целью нормирования показателей качества водного режима АЭС с ВВЭР является предотвращение коррозионных и эрозионных повреждений металла и обеспечение минимального количества отложений на рабочих поверхностях ПГ и элементах оборудования второго контура АЭС с ВВЭР. Отложения, формируемые на теплообмеиной поверхности, с одной стороны ухудшают теплогидравлические параметры ПГ, с другой являются первостепенной причиной коррозионного повреждения теплообмен ных труб, выполненных из аустенитной хромоникелевой стали.