[发明专利]用于高温气冷堆蒸汽发生器堵管技术考核的装置与方法

说明书

本发明公开了一种用于高温气冷堆蒸汽发生器堵管技术考核的装置与方法，该装置包括入水端管箱与管板单元、主蒸汽出口端管箱与考核管板单元、钢结构、周边环境单元以及考核管理单元，其中入水端管板与主蒸汽出口端管板为焊接堵管的工作面，周边环境单元用于考核自动化堵管装备的通过性并模拟温度等实际工况，考核管理单元主要对考核过程进行实施监控与过程管理。本发明可实现对自动化焊接堵管装备的现场适用性与接头质量及稳定性的考核评价，考核项目主要包括：自动化焊接堵管装备的可通过性；规定时间内完成任务的时效性；焊接装置到达工作面后的焊接头的可达性、定位准确性与重复性；本发明为高温气冷堆蒸汽发生器自动化堵管技术的验证、考核与操作人员培训提供过了平台。

技术领域

本发明属于核电安全运行维修保障领域，具体涉及用于高温气冷堆蒸汽发生器堵管技术考核的装置与方法，属于自动化焊接堵管技术的验证与考核技术。

背景技术

2020年10月，全球首座高温气冷堆，简称HTR-PM，核电示范工程全球首堆—华能集团石岛湾核电站高温气冷堆一回路冷态功能试验一次成功。2020年11月全球首座高温气冷堆核电示范工程建设现场再传捷报，1号堆一回路单元冷态功能试验再次顺利完成，各项指标均达到设计要求，标志着我国拥有自主知识产权的全球首座安全性更高的第四代核能单元基本建成。但与压水堆服役工况与构件尺寸的显著差异，使得原有用于压水堆的安全维保技术与装备难以照搬用于HTR-PM。

蒸汽发生器是HTR-PM核电单元中最关键的设备之一，是核电之肺。在蒸汽发生器中，传热管是一回路压力边界的重要组成部分，是防止放射性裂变产物外泄的重要屏障，也是一回路单元最薄弱的环节，其总面积占一回路冷却剂单元压力边界的80％。服役过程中，传热管长期在高温、高压及高辐射剂量介质的冲刷下，会产生机械的或化学的损伤，造成传热管破损从而发生放射性冷却剂外泄，造成严重的社会不良反响和巨大的经济损失，因此需要从给水端和主蒸汽出口两端对破损传热管进行封堵，避免出现重大事故。与在役的压水堆蒸汽发生器单元相比，HTR-PM中蒸汽发生器加热管的服役温度更高，一次侧的温度由343℃提高到了750℃。应用于常规压水堆的机械堵管方法可能会因高温下的应力松弛而导致堵管失效，适用性存疑。因此需要发展基于焊接冶金的堵管新技术。

另外，停堆后比压水堆更高的环境温度(约80℃)与辐射环境的存在使可控时间内人工介入的堵管方法不再适用，因此必须开发自动化的装置进入现场并对破损换热管的入口与出口进行焊接封堵。装备开发过程中对自动化堵管装备的优化改进、成型装备适用性与稳定性的考核、操作人员的培训与考核均需要通过长时的现场实践而完成。然而由于难以在服役中的核岛直接完成上述过程,因此需要搭建包含影响堵管过程核心构件的1:1高温气冷堆蒸汽发生器焊接堵管技术现场适用性验证与考核的装置并建立相应的考核方法，进而对装备和人员进行验证、培训与考核。

发明内容

针对高温气冷堆第四代核电技术蒸汽发生器堵管技术开发、考核及人员培训对考核装置及方法的需求，本发明的目的在于提供一种用于高温气冷堆蒸汽发生器堵管技术考核的装置与方法，该装置和方法可用于高温气冷堆核电站蒸汽发生器自动化堵管技术的验证、考核与人员培训，为高温气冷堆核电站运维辅助技术的开发提供平台。

本发明是通过以下技术方案来实现：