[发明专利]核电站蒸汽发生器管板及封口焊缝损伤修复方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及压水堆核电站一回路环境下的异物对蒸汽发生器管板及封口焊缝(平齐结构)损伤修复技术领域，尤其涉及一种核电站蒸汽发生器管板及封口焊缝损伤修复方法及系统。

背景技术

压水堆核电站一回路主要设备包括反应堆压力容器、主管道、蒸汽发生器(SG，SteamGenerator)、主泵、稳压器等，如图1所示，SG被管板1隔开为一次侧21和二次侧22，一次侧21被水室隔板20隔开为一次侧热水室211和一次侧冷水室212，在二次侧22中设置有U型传热管3，传热管3的两个端部穿过管板1分别与一次侧热水室211和一次侧冷水室212连通，图1中箭头示出了冷却剂在SG内部的流通路线，具体的，反应堆冷却剂在反应堆压力容器吸收燃料核反应的热量后，经主管道热段进入SG一次侧热水室211，之后在传热管3被二次侧22中的水冷却后通过SG一次侧冷水室212进入主管道冷段，通过主泵将其重新压入反应堆压力容器。

如图2所示，为SG管子-管板焊缝示意图，管子指图1中U型传热管3，管板指管板堆焊层(即图1中管板1)，管子-管板焊缝指传热管与管板堆焊层的连接焊缝，焊喉指焊缝根部O点到焊缝表面的最小距离，熔深指焊缝根部O点到管板堆焊层表面的垂直距离。在制造、安装、在役维修等阶段，都存在异物混入一回路的可能性，在一回路流体作用下：对于细小的异物，可能进入一回路的任何位置，甚至进入其他系统；对于稍大些的异物(比传热管内径大)，由于传热管内径的限制，使其留在SG水室内部，反复撞击管板和封口焊缝，对其造成严重损伤。每台SG设置有大量的传热管，传热管端部与管板堆焊层平齐，通过TIG自熔形成封口焊缝，封口焊缝尺寸非常小，压水堆核岛机械设备设计和建造规则(即RCC-M)对管子-管板焊缝焊喉尺寸的要求为：平均值不小于0.9e，最小值不小于0.66e，其中，e为传热管壁厚，名义尺寸e＝1.09mm。从尺寸上，异物撞击形成的凹坑会对封口焊缝造成显著影响；另外，异物撞击还带来硬化及应力腐蚀方面的影响。因此，对大面积的管板和大数量的封口焊缝，完全消除上述异物损伤影响的修复成为业界难题。

经调研，现有出现过多次SG异物损伤案例，在这些案例中，有的管子和管板连接结构为管子凸出管板表面形式，损伤部位主要为凸出的管子端部，采取的修复方式为受损管子端部切除或矫正；当然也有管子、管板平齐结构SG损伤案例，但基本都发生在运行阶段，由于辐射防护等诸多的原因，一般不修复或简单修复直接运行，同时安排做好SG更换的准备，也有发生在运行之前，损伤程度相对较轻，通过打磨修复消除了管板堆焊层的硬化层和应力腐蚀风险，但不能保证封口焊缝尺寸满足要求。

综上所述，现有的SG现场修复技术无法完全消除异物损伤对SG设备的影响。

发明内容

本发明针对现有的SG现场修复技术无法完全消除异物损伤对SG设备的影响的技术问题，提供了一种核电站蒸汽发生器管板及封口焊缝损伤修复方法及系统，能够保证修复后的封口焊缝尺寸满足要求，且可以消除硬化层和应力腐蚀风险。

一方面，本发明实施例提供了一种核电站蒸汽发生器管板及封口焊缝损伤修复方法，所述封口焊缝固定连接所述蒸汽发生器的管板和传热管，所述损伤为异物撞击所述管板和所述封口焊缝而成，所述修复方法包括步骤：

S1、对所述管板和所述封口焊缝进行异物损伤检验，以获得损伤检验数据；

S2、对所述损伤检验数据进行计算处理，以获得所述管板和所述封口焊缝的损伤计算处理数据；

S3、基于所述损伤计算处理数据对所述管板和所述封口焊缝进行损伤修复；

S4、在所述损伤修复完成后，对所述管板和所述封口焊缝进行修复检验。

可选的，所述步骤S1具体为：

检验获得所述管板上被异物撞击形成的受损区域的凹坑深度，以及检验获得所述封口焊缝被异物撞击后的焊喉尺寸和封口焊缝管口内径。

可选的，所述步骤S2具体为：

基于所述损伤检验数据对所述管板和所述封口焊缝进行尺寸计算处理、应力腐蚀计算处理和在役检测可行性计算处理，以获得损伤计算处理数据。

可选的，所述步骤S3具体为：

基于所述损伤计算处理数据对所述管板和所述封口焊缝进行焊接和打磨修复。

可选的，所述步骤S2具体包括：

将所述管板的受损区域的凹坑深度与所述管板堆焊层出厂厚度进行比较，确定凹坑深度与所述堆焊层出厂厚度的差值大于第一预设值的受损区域为第一受损区域，以及确定凹坑深度与所述堆焊层出厂厚度的差值小于等于所述第一预设值的受损区域为第二受损区域；