[发明专利]核电厂反应堆压力容器的主螺孔损伤修复方法

说明书

本发明公开了一种核电厂反应堆压力容器(简称RPV)的主螺孔损伤修复方法，其包括以下步骤：1)对受损的RPV主螺孔进行扩孔处理，去除原螺纹及损伤缺陷；2)采用自动脉冲钨极惰性气体保护焊在RPV主螺孔底部沿内壁从下向上连续实施横焊位多焊道多层焊接；3)对主螺孔内壁焊缝金属进行机械加工，将多余的焊缝金属完全去除，去除完成之后，对主螺孔内壁焊缝金属进行新螺纹加工，得到符合设计尺寸要求的主螺孔。本发明通过焊接和机加工制备新螺纹，可有效修复RPV主螺孔螺纹的严重损伤，应用前景和经济效益巨大。

技术领域

本发明属于核电厂反应堆压力容器的主螺孔损伤修复领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂反应堆压力容器的主螺孔损伤修复方法。

背景技术

反应堆压力容器(Reactor Pressure Vessel，缩写为RPV)是核电厂不可更换的核心设备，其工作寿命决定了核电厂的运行寿命。RPV紧固组件用于连接RPV容器本体和顶盖，是用于保证RPV密封和防止冷却剂泄漏的重要部件。RPV紧固组件包括顶盖法兰12和容器法兰13，容器法兰13上开设有主螺孔，主螺栓11通过穿过顶盖法兰12与主螺孔内的主螺孔螺纹14连接，实现RPV密封。但是，因为主螺栓11和主螺孔螺纹14之间的螺纹副长期在高温、高应力及不同工况的循环载荷下工作，极易发生损伤，并且RPV在整个寿命期内需要多次开关盖操作，极易造成主螺栓11和主螺孔螺纹14损伤。通常，主螺栓11发生不可逆的损伤可通过更换方式进行处理，但主螺孔螺纹14一旦发生严重损伤，由于其无法更换，将会对核电厂的运行安全和寿命造成严重影响。

根据国内外多个机组曾发生过RPV主螺孔螺纹14不同程度损伤的经验反馈，在RPV制造、安装和运行过程中，因各种原因(误操作、加工不当、外来异物、坑点、凸起、刮伤、变形等)引起主螺孔损伤的情况时有发生。为了保障核电厂运行的安全，就需要对RPV主螺孔损伤进行修复。针对RPV主螺孔不同的损伤程度，目前主要有以下3种修复技术：

1)磨削修复技术：对于主螺孔螺纹14出现的轻度损伤，可通过磨削、梳铣刀等方式进行简单修复。

2)扩孔修复技术：对于主螺孔螺纹14出现较大缺陷、影响螺纹连接强度时，修复工作变得非常复杂，常规的磨削、梳铣刀方式无法满足修复要求。此种情况可通过扩孔修复技术修复主螺孔，同时需要为扩孔修复后的主螺孔重新配置相匹配的主螺栓，例如，法国曾发生过在工厂用机床将3个M155×4的主螺孔沿螺旋线扩孔至M157×4的案例。

3)衬套修复技术：对于主螺孔螺纹14出现较大缺陷，当采用沿原螺旋线扩孔修复技术无法满足修复要求时，可通过使用螺纹衬套修复技术进行修复。螺纹衬套修复是将主螺孔螺纹14全部去除加工成光孔，在光孔的基准上重新镗(铣)新螺纹孔，再配做一个螺纹衬套安装于主螺孔中，所述螺纹衬套呈圆筒壳式结构，其内、外壁面均有螺纹，外螺纹与主螺孔的螺纹啮合，内螺纹与主螺栓的螺纹啮合。例如，美国西屋公司曾使用薄壁螺纹衬套修复过WATTS BAR核电厂2号机组RPV的3个主螺孔。

但是，上述修复技术都存在不同的缺陷：磨削修复技术只能对主螺孔螺纹14出现的轻度损伤进行简单修复，对于较大的缺陷无能为力；扩孔修复技术对扩孔尺寸有限制要求，只允许扩孔至M157×4，当损伤超过一定尺寸时则无法再采用该修复技术；螺纹衬套修复技术要求扩孔尺寸较大，而较大的扩孔尺寸会导致RPV容器法兰13局部结构刚度减弱后的应力变化，从而限制了衬套修复技术的应用。

有鉴于此，为了保障核电厂运行的安全，针对RPV在制造、安装和运行过程中可能出现的主螺孔损伤情况，确有必要提供一种能够克服上述问题的RPV主螺孔损伤修复方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种RPV主螺孔损伤修复方法，以解决主螺孔扩孔尺寸过大导致RPV容器法兰结构刚度减弱的问题，有效保证核电厂的安全运行。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂反应堆压力容器的主螺孔损伤修复方法，其包括以下步骤：