化学螺栓检测王浩;石勇军;高俊;苗雨升;丁洪峰;于毅
【摘 要】为验证某核电站AP1000机组蒸汽发生器传热管的制造质量,按照国家核安全法规、ASME规范第XI卷和西屋设计规格书的要求,在蒸汽发生器水压试验之后、装料之前,采用涡流检查的方法对全部传热管执行100％的役前检查.结合蒸汽发生器传热管役前检查的实施情况,对涡流检查系统、项目实施、检查技术和检查结果进行了阐述.检查发现,2台蒸汽发生器共有24根传热管存在凹痕信号,23根传热管存在肿胀信号(均满足验收标准),其余传热管无可记录信号.此外,还对本次役前检查结果与制造完工报告进行了分析对比,役前检查结果与制造完工报告一致. 【期刊名称】《中国电力》
万能接收器【年(卷),期】2015(048)010
【总页数】6页(P6-11)
【关键词】AP1000;核电机组;蒸汽发生器;传热管;役前检查;涡流检查
兔子全自动设备【作 者】王浩;石勇军;高俊;苗雨升;丁洪峰;于毅
【作者单位】山东核电有限公司,山东烟台 265116;山东核电有限公司,山东烟台 265116;山东核电有限公司,山东烟台 265116;山东核电有限公司,山东烟台 265116;山东核电有限公司,山东烟台 265116;山东核电有限公司,山东烟台 265116
【正文语种】中 文
【中图分类】TM613;TM621.4
蒸汽发生器(SG)是压水堆核电站一回路承压边界的重要组成部分，其传热管面积占整个一回路承压面积的70%以上［1］。据报道，国外压水堆核动力装置的非计划停堆次数中约25%是由于蒸汽发生器出现故障而造成的。因此，蒸汽发生器传热管的完整性对核电厂的正常运行意义重大［2-3］。
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AP1000机组采用立式、壳形、U型管蒸汽发生器。每台机组配置2台蒸汽发生器，每台蒸汽发生器配置10 025根传热管，共146排，175列。传热管材质为锢科镍690合金，传热管外径17.48 mm，第1和2行传热管壁厚1.04 mm，其他行传热管壁厚 1.01 mm。传热管管
束总换热面积为11 477 m2，设计堵管率为10%。传热管管束直管段整体高度约9.7 m，弯管区高度约2.5 m。传热管两端穿过管板焊接在管板一次侧堆焊层上，管板全深度液压胀管，以防止腐蚀物沉积。传热管管束之间有10块管束支撑板，材质为ASME SA-240 Type 405。传热管管束弯管区设计6组V型抗振条，材质为ASME SA-479 Type 405［4］。与国内其他压水堆核电站(以CPR1000机组为例)蒸汽发生器相比，AP1000机组蒸汽发生器传热管数量(10 025根)是CPR1000机组蒸汽发生器传热管数量(4 474根)的2倍以上，两者材质均为690 (TT)合金，均使用涡流检查的方法实施传热管役前及在役检查［5-9］。CPR1000机组蒸汽发生器传热管束为正方形排列，而AP1000机组蒸汽发生器传热管束为正三角形排列，热量交换能力更大，换热效果更好［10］。
按照国家核安全法规、ASME规范第XI卷和西屋设计规格书的要求，蒸汽发生器传热管在水压试验后、装料前须执行100%的役前检查，其检查结果将作为后续在役检查的对比基准［11-12］。本文结合某核电站AP1000机组蒸汽发生器传热管役前检查的实施情况，对涡流检查系统、项目实施、检查技术和检查结果进行了介绍，对役前检查结果与制造完工报告中的检查结果进行了分析对比。
1.1 检查系统组成
AP1000机组蒸汽发生器传热管役前检查采用涡流检查方法。涡流检查系统由以下几个部分组成(见图1):(1)MIZ-XXD涡流仪;(2)XX-100机器人及辅助安装系统;(3)音视频系统、网络交换机、控制箱及电源;(4)涡流数据采集系统、分析系统。
XX-100机器人主要用于涡流探头的定位。检查实施期间，通过辅助安装系统将XX-100机器人安装在蒸汽发生器一次侧水室管板上。MIZ-XXD涡流仪用于实现涡流探头的推拔和涡流数据的采集。音视频系统用于实现现场操作平台与采集集装箱之间人员的音视频信息沟通。网络交换机用于现场与采集集装箱之间数据的传输。控制箱及电源用于实现电源及各种操作指令的控制。采集系统用于实现涡流数据的采集控制和各项参数的设置。分析系统用于涡流数据分析。 1.2 涡流探头
本次检查使用的探头为BOBBIN探头。探头填充系数为0.80～0.90，直径为(14.30±0.02)mm。1～5排传热管检查时采用专用柔性探头，以防止探头卡死。6～146排传热管采用普通的 BOBBIN探头。
同时，本次检查配备了3根旋转探头(MRPC)。MRPC探头能够给出比BOBBIN探头更详细的缺陷类别、尺寸和方向等信息，但其检查速度很慢，一般只用于对缺陷进行定性、定量分析和对传热管的复杂区域进行补充检查。
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1.3 涡流标定管
标定管采用和被检传热管相同尺寸、材质和热处理工艺的传热管制作，经过计量机构检定，取得检定证书后，用于本次检查标定工作。
标定管上设置 100%深度的通孔，80%、60%、40%、20%壁厚深度的平底孔，10%壁厚深度的周向刻槽，模拟支撑板和模拟胀管等反射体。
2.1 先决条件
项目实施的先决条件包括:
(1)现场操作平台搭建完成。在蒸汽发生器一次侧人孔下方1.5 m处搭建一个4 m×4 m的操作平台，用于放置检查设备。
(2)检查设备及集装箱吊装就位。MIZ-XXD涡流仪、音视频系统、网络交换机、控制箱及电源布置在蒸汽发生器隔间内一次侧人孔下方操作平台上。涡流数据采集系统、分析系统位于核岛厂房外部的集装箱内。
(3)蒸汽发生器一次侧人孔打开，水室内管嘴进行临时封堵，水室堆焊层表面铺覆成分合格的胶皮。
(4)现场提供电源接口、气源接口和充足的照明。
(5)工作文件准备完成。粉碎机器人
(6)人员资质、设备有效性审核完成。人员通过电站授权培训，考试合格。
(7)蒸汽发生器传热管无损检测技术通过能力验证［13］。
(8)工前会已召开。
2.2 项目实施风险及预防措施
在项目实施前对项目实施的风险源进行了充分辨识，制定了预防措施。本项目最主要的风险源包括:涡流探头在传热管内部卡死、XX-100机器人从管板上坠落砸伤蒸汽发生器水室堆焊层。为防止上述两个重大风险发生，制定了如下预防措施。
2.2.1 防止涡流探头卡死
AP1000蒸汽发生器传热管设计堵管率为10%。为防止涡流探头在传热管内部卡死导致需要进行堵管，制定如下措施:
(1)对涡流探头尺寸进行测量，排除尺寸偏差较大的探头。直径为(14.30±0.02)mm的涡流探头可用于本次检查。
(2)1～5排传热管弯管区域弯度较大，普通涡流探头经过该区域时易发生探头卡死，因此，选用专用柔性探头从传热管冷端和热端，分2次对1～5排传热管进行涡流检查。
(3)1～5排传热管检查探头速度设置为300 mm/s;6～146排传热管检查探头速度设置为600～900 mm/s。
(4)项目实施前，编制了探头卡死应急预案，包括取出卡死探头预案和传热管堵管预案。
2.2.2 防止机器人坠落砸伤水室堆焊层
XX-100机器人通过7个 “气动管板趾”吸附在蒸汽发生器管板上。为防止机器人坠落砸伤水室堆焊层，制定如下措施:
(1)要求XX-100机器人厂家技术支持人员在现场提供技术支持。检查实施前，向技术支持人员进一步了解机器人工作原理及使用注意事项。
(2)在蒸汽发生器水室内部敷设胶皮，防止机器人坠落砸伤水室堆焊层。胶皮的成分满足设计规范书的要求。
(3)为本项目提供独立的、可靠的电源和气源。
2.3 经验反馈
除上述风险分析及预防措施外，为保证检查的顺利实施，还开展了如下几方面安全管理工作:
(1)合理使用 “三段式交流”、“程序执行状态标记”、“不确定时停止”、“明星自检”等防人因工
具，避免了人因事件的发生。
(2)聘请核电站役前及在役检查经验丰富的人员实施第三方监督。
(3)项目实施期间，组织人员定期进行安全措施巡检。
3.1 检查参数设置
检查设置探头速度为600～900 mm/s(内排传热管由于弯度较大，故探头速度设置为300 mm/s)。采样率为1 800点/s。
如表1所示，采集信息使用5个绝对通道(通道Ch.2/Ch.4/Ch.6/Ch.8/Ch.10)、5个差分通道(通道Ch.1/Ch.3/Ch.5/Ch.7/Ch.9)和2个混频通道(通道P1/P2)，确定5种频率(分别为900 kHz/630 kHz/ 320 kHz/160 kHz/35 kHz)。其中，900 kHz主要用于发现传热管内表面缺陷;320 kHz主要用于发现自由段缺陷;630 kHz主要用于自由段缺陷的定量;160 kHz主要用于发现外壁打磨痕迹; 35 kHz为定位通道，也可用于后续在役检查阶段测量管板泥渣的高度;320/160 kHz混频主要用于磨损类缺陷的判定;630/160 kHz混频主要用于非磨损类缺陷的判定。
数据标定过程中，在差分通道调通孔信号相位角为40°，绝对通道将信号调到左上角，调噪声信号为水平，差分通道调80%满屏，绝对通道调20%满屏，低频通道调支撑板信号。
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