[发明专利]一种核电蒸汽发生器传热管预制批检验的取样方法

说明书

本发明涉及核电站热交换系统技术领域，尤其涉及一种核电蒸汽发生器传热管预制批检验的取样方法，其中，所述预制批传热管的制造工艺流程至少依次包括如下步骤：终轧→固溶处理→矫直→特殊热处理→抛光→弯管→消应力热处理，本发明在取样过程中能充分考虑各种制造因素和使用条件，通过对所述传热管进行表面残余应力检测试验、碳化物分布检验试验、晶粒度测定试验、晶间腐蚀试验、室温拉伸试验、高温拉伸试验、硬度检测试验、表面粗糙度检测试验、扩口试验、裂纹检验试验等试验，能够全面检验出传热管的直管及弯管的整体质量，有效减少检验项目，最大程度的降低检验成本。

技术领域

本发明涉及核电站热交换系统技术领域，尤其涉及一种核电蒸汽发生器传热管预制批检验的取样方法。

背景技术

在国际低碳发展背景和约束下，世界各国都积极投入到新能源开发中来。核电因其清洁、高效、低碳、经济等特性受到各国的青睐。然而全球核电关键部件的生产能力却十分有限，成熟先进制造技术控制在少数几个制造厂中，已无法满足当前国际核电发展的需要。结合我国“十三五规划”提出国产核电技术方针发展战略，核电设备国产化迫在眉睫。为实现我国核电发展规划目标，必须实现核电关键部件尤其是大型铸锻件及换热器传热管等核心部件的国产化。

蒸汽发生器传热管是压水堆核电站一回路压力边界的重要组成部分，主要作用是通过管束的换热作用产生高品质干燥蒸汽，流经主蒸汽管道来驱动汽轮发电机发电。因此，传热管是防止放射性裂变产物外泄的重要屏障，也是一回路系统最薄弱的环节。传热管长期在高温、高压及高辐射剂量介质的冲刷工况下服役，恶劣的工作环境易造成传热管的失效或破损，根据世界压水堆运行经验调查及报道，蒸汽发生器传热管的破裂约占被调查装置总数的40%左右，压水堆核电厂的非计划停堆次数中约有四分之一是因为有关蒸汽发生器传热管问题造成的，因此它对核电厂的安全运行十分重要。

蒸汽发生器传热管安全等级为核安全1级，规范等级为RCC-M 1级，质保等级1级，核安全级别要求高，属于核电关键部件。在正式产品制造前，按RCC-M规范要求需开展换热器传热管预制批工艺评定工作，以验证供应商所制造的传热管的整体质量能够满足设计和核安全的要求。

蒸汽发生器传热管（最典型的U形管）采用Inconel690合金材料（法国牌号为NC30Fe，美国牌号为UNS N06690），是一种奥氏体高镍铬铁（Ni-Cr-Fe）合金，Cr含量超过28%，Ni含量超过58%，Fe含量一般在8%-11%之间，Ni-Cr-Fe三种元素总和超过94%。高铬高镍含量使得这种合金具有显著的抗氧化能力及抗应力腐蚀能力，并具有高强度、优良的冶金稳定性及加工特性。各传热管生产厂尽管牌号不尽相同，但化学成分、力学性能、抗氧化性能、腐蚀性能等相差不大，制造工艺也基本相同。目前所用蒸汽发生器传热管外径17-19mm，壁厚1.01-1.07mm，最大单支长度29000mm，一座百万千瓦级压水堆核电站大约需要160t传热管。

核电蒸汽发生器用传热管的制造工艺流程为：真空感应冶炼→电渣重熔→锻造开坯→热挤压→冷轧→脱脂及清洁度→终轧→固溶处理→矫直→带式修磨→无损检测→TT热处理（Thermal Treatment）→抛光→理化检验→弯管→消应力热处理（小弯曲半径）→水压试验→尺寸检查→U形管内涡流检测→清洁度检查→包装。

核电蒸汽发生器传热管的预制批是指制造厂在正式生产批量产品前，按预期要求制造和检验的一定数量的一批传热管，其制造条件应与正式生产的传热管相同。预制批评定也是换热器传热管批量生产前通常采用的验证方法。

现有技术（RCC-M标准）中只提到预制批评定的基本要求，即预制批数量不少于50支；逐支执行验收试验：①一端取样进行室温拉伸、高温拉伸试验②硬度试验③扩口试验④显微组织。对预制批评定来说这些检验仅是最低要求，在蒸汽发生器传热管批量生产前不足以验证管子的整体质量和制造稳定性。只有通过合理的预制批评定方案、评定取样及质量检验方法，以有限的检验部位和检验手段来验证预制批传热管内部质量的均匀性以及验收试验的代表性，从而固化制造工艺，保证制造厂长期稳定的提供合格产品。