發布時間：2020-03-25所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 【摘要】蒸汽發生器傳熱管對維持核電廠一回塔壓力邊界憲整性至關重要，為了監測蒸汽發生器傳然管的降質行為，應用湯流檢驗技術對傳熱管實施定期檢驗。田清核電站臥式蒸汽發生器采用運控多頻漏流檢查系統，實現了達程滿流數器采集和分析，快速、準確獲得傳熱
【摘要】蒸汽發生器傳熱管對維持核電廠一回塔壓力邊界憲整性至關重要，為了監測蒸汽發生器傳然管的降質行為，應用湯流檢驗技術對傳熱管實施定期檢驗。田清核電站臥式蒸汽發生器采用運控多頻漏流檢查系統，實現了達程滿流數器采集和分析，快速、準確獲得傳熱管運行狀態，為設備維修和壽命評估提供了依據。
關鍵詞：渦流檢驗;核動力廠;蒸氣發生器;傳熱管
1.引言
蒸汽發生器是核電廠一回路系統最重要的設備之一，承擔著熱量交換功能，即將一回路冷卻劑的熱量通過傳熱管傳遞給二回路，產生飽和蒸汽用于驅動汽輪發電機發電。蒸汽發生器傳熱管是一回路壓力邊界的重要組成部分，與其他壓力邊界一起承受一回路壓力，并防止放射性裂變產物向環境釋放。
傳熱管的損壞除帶來核安全上的巨大風除外，還會導致計劃外停堆，維修延長，以及昂貴的糾正性維簽行動。在某些情況下，甚至要更換整個蒸汽發生器。因此，及時探則和跟蹤缺陷采取預防性糾正措施對核電廠的可靠和安全運行非常重要。為了監測蒸汽發生器傳熱管運行期間產生的降質行為，及時發現缺陷的產生和發展，需要對傳熱管實施定期的檢驗，田灣核電站采用遠控多額渦流檢驗方法對傳熱管實施全長度檢驗，確保能夠及時發現傳熱管的缺陷，為傳熱管堵管等維修手段的實施及蒸汽發生器壽命評價提供依據。
2.田灣核電站PGV-1000M型臥式蒸汽發生器簡介 田灣核電站蒸汽發生器由殼體、換熱表面、一回路冷卻劑集流管、主給水分配裝置、蒸汽接管等部分組成，如圖1所示。
其中蒸汽發生器換熱表面由10978根規格為016×1.5mm傳熱管組成。傳熱管長度9.4到15.m，材料為不銹鋼材料(08Cr18Nil0Ti)，管間距8.lmm，彎管段最小曲率半徑60um，彎管段橢圓度不超過10%。
3.滿流檢驗技術介紹
渦流方法是以在試驗對象中由于激勵線圈內的交變電流引起的電磁感應而出現的禍狀電流為基礎的。由于管壁上不連續性(缺陷)的影響，電磁傳導性將會發生變化并會影響渦流流量。其結果將會使得感應線圈的電壓和相位發生變化，由此可以確定缺陷的尺寸。
標準穿過式線軸探頭是蒸汽發生器渦流檢驗最常用的技術。這種標準檢驗方法在大多數情況能提供缺陷判定的必要信息，但有時檢查人員希望獲得關于缺陷特征的更多信息，因此必要時還需使用旋轉探頭等一些特殊技術進行附加檢查。這些技術提供了確定缺陷形狀和走向及其尺寸(長度和寬度)的可能性。穿過式探頭及旋轉探頭目前都已應用在田灣核電站實際檢查中。
3.1渦流探頭
3.1.1穿過式探頭
穿過式探頭(圖2)包括兩個纏繞在探頭上的線圈，電氣上相互之間相對連接，即纏繞方向相反。差動式線圈有助與抑制由于環境溫度、管徑變化、粗糙度編號等整體緩慢變化帶來的影響，放大缺陷信號，提高檢測質量。探測顯示的深度可通過與標定管(對比試樣)中的人工缺陷之間的比較加以確定。穿過式探頭很難探測到周向缺陷，因為它與渦流流動平行，導致傳導性的變化不顯著。
穿過式探頭一般用于體積性缺陷和軸向缺陷的檢驗。由于數據收集的可靠性和速度，整管長度通常由穿過式探頭檢驗。除檢驗技術上的要求外，探頭還要求具有較長的使用壽命、較高的結構可靠性、良好的通過性，對傳熱管內表面不會產生任何損傷。
3.1.2旋轉探頭
旋轉探頭往往在周向某一處或裝單個或多個線圈，其檢查范圍有限，因而需要在平移探頭的同時驅動探頭旋轉對管壁進行螺旋式掃查從而實現對規定區域的完整檢查。掃描結果可以合成為具有三維可視效果的“C掃描”圖形，通過該圖形可對缺陷尺寸進行測量。旋轉探頭的作用主要是確認缺陷形態和走向，探測有無周向裂紋的存在，對缺陷的長度和寬度等特征進行定量監測，一個典型的旋轉探頭見圖3.線圈通過彈簧與管子內壁接觸以便降低提離的影響。目前使用較多的是十字探頭，它可以同時獲取周向和軸向信號，下面對這種探頭進行簡單介紹。該探頭包括兩個在電磁特性不同的成對線圈，并且在物理上產生彼此成90°的兩個渦流路徑。利用這種線圈結構，可很大程度上降低由于幾何尺寸變化造成的提離效應和電磁特性改變造成影響，同時不同器流路徑的變化使得周向和軸向裂紋的走向能清晰的相互辨別。該探頭的應用使得區分蒸汽發生器傳熱管不同部位的微小裂紋變得可能。
旋轉探頭在確定指定區域內缺陷的數量、走向、長度、寬度等方面具有很高的靈敏度，其缺點是檢測速度慢，深度測量結果可靠性不如穿過式探頭，而且探頭不耐用。
3.2渦流儀
渦流儀的作用是按照設定的頻率對激勵線圈通以交變電流，接受并處理檢測線困反饋的感應信號，目前使用的多為數字式多頻渦流檢測儀，多頻技術可利用缺陷與干擾在不同頻率下的相位和幅值差異，經過技術處理來抵消掉干擾信號而保留缺陷信號。一個明顯的好處是可以抵消掉管外結構信號(如支撐板、防振條等)，給信號分析帶來很大的方便。
檢測過程中最少同時使用四種頻率。
其中一種為檢測主頻率，兩種為輔助檢測頻率起到方便混頻或檢測某些特殊類型缺陷的作用，一般還設置一個較低的頻率以幫助辨認傳熱管上的結構信號，每一頻率都對應有差分和絕對兩個通道，差分通道主要用于點蝕、裂紋等主要缺陷的傷深評定，絕對通道主要用于磨損類缺陷的評定。
3.3數據分析
渦流檢測是一種比較式測量，因此檢測前必須按照標準先制作標定管(又稱對比試樣)。標定管應選用與被檢管材同一標稱尺寸和同一材料(化學成份和生產方式相同)的管材嚴格按照相關標準進行設計加工。標定管一般包含三種不同類型的人工缺陷：即通孔、不同深度的平底孑L和切槽，能夠在2O%～100%范圍內對外傷進行標定。
根據標定管上的人工缺陷，即可在特定的頻道建立相位一傷深標定曲線。檢測到的顯示的深度通過對該曲線進行比較加以確定。典型的相位一傷深曲線如圖4所示，外傷一般處于4O度至160度范圍內。
4.傳熱管渦流檢驗系統介紹
核電站渦流檢查存在工期、人員接受劑量等方面的特殊要求，對檢查系統的連續工作能力、檢查速度、可靠性、遠程控制能力、體積等方面都提出了很高的要求。田灣核電站采用的遠控多頻渦流檢查系統由數據采集、數據分析及數據管理三部分組成，整體布置如圖5所示。
4.1數據采集部分
數據采集是一個通過遠程驅動探頭收集數據的過程。一個探頭或多個探頭深入管子直到所要求的位置，當回拉的時，記錄數據。數據采集設備包括：帶雙探頭推拔器的機械手、計算機采集站、可實現間接目視檢查的視頻監視系統、渦流儀、控制器、相應的軟件以及通訊等輔助系統。
該部分的控制系統和機械設備均具有高度的集成性，可同時驅動兩個探頭進行全長度檢查，最大檢查速度1.1m/s，采集人員與機械手的距離可達300m。在臥式蒸汽發生器渦流檢測設備中，其可達性、可靠性和檢查速度均具有世界先進水平。
4.2數據分析部分
所有記錄的數據都傳送到數據分析工作站并進行分析以便找到可報告的顯示。分析軟件功能強大，界面友好，可方便地進行混頻和濾波，可實現自動標定、半自動分析和自動分析。為保證分析的可靠性，每個數據均需由兩個分析員進行兩次獨立分析，兩道分析的結果將提交給評判員進行分析并做出最終評價。軟件中對所有這些功能在都有嚴格界定，并記錄所有的分析活動。
4.3數據管理部分
進行數據管理的目的是生成檢查計劃，監控檢查的完成情況，對數據分析進行在線管理，對分析結果進行實時審查和統計分析并生成檢查報告。這些獨特的功能從另外一方面保證了數據采集和分析的效率和質量。
5.結束語
田灣核電站自調試期間，已實施了二十多萬根傳熱管的渦流檢驗。渦流檢驗的應用對傳熱管在運行期間的安全性能評價提供了最直接的依據，也為~~ER-IO00型核電機組蒸汽發生器傳熱管渦流檢驗和分析技術以及傳熱管壽命評價積累了大量的經驗，為核電機組安全穩定運行奠定了基礎。
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