核電站蒸汽發(fā)生器管板及封口焊縫損傷修復(fù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及壓水堆核電站一回路環(huán)境下的異物對(duì)蒸汽發(fā)生器管板及封口焊縫(平齊結(jié)構(gòu))損傷修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種核電站蒸汽發(fā)生器管板及封口焊縫損傷修復(fù)方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]壓水堆核電站一回路主要設(shè)備包括反應(yīng)堆壓力容器、主管道、蒸汽發(fā)生器(SG，Steam Generator)、主栗、穩(wěn)壓器等，如圖1所示，SG被管板1隔開為一次側(cè)21和二次側(cè)22，一次側(cè)21被水室隔板20隔開為一次側(cè)熱水室211和一次側(cè)冷水室212，在二次側(cè)22中設(shè)置有U型傳熱管3，傳熱管3的兩個(gè)端部穿過管板1分別與一次側(cè)熱水室211和一次側(cè)冷水室212連通，圖1中箭頭示出了冷卻劑在SG內(nèi)部的流通路線，具體的，反應(yīng)堆冷卻劑在反應(yīng)堆壓力容器吸收燃料核反應(yīng)的熱量后，經(jīng)主管道熱段進(jìn)入SG—次側(cè)熱水室211，之后在傳熱管3被二次側(cè)22中的水冷卻后通過SG —次側(cè)冷水室212進(jìn)入主管道冷段，通過主栗將其重新壓入反應(yīng)堆壓力容器。
[0003]如圖2所示，為SG管子-管板焊縫示意圖，管子指圖1中U型傳熱管3，管板指管板堆焊層(即圖1中管板1)，管子-管板焊縫指?jìng)鳠峁芘c管板堆焊層的連接焊縫，焊喉指焊縫根部0點(diǎn)到焊縫表面的最小距離，熔深指焊縫根部0點(diǎn)到管板堆焊層表面的垂直距離。在制造、安裝、在役維修等階段，都存在異物混入一回路的可能性，在一回路流體作用下:對(duì)于細(xì)小的異物，可能進(jìn)入一回路的任何位置，甚至進(jìn)入其他系統(tǒng)；對(duì)于稍大些的異物(比傳熱管內(nèi)徑大)，由于傳熱管內(nèi)徑的限制，使其留在SG水室內(nèi)部，反復(fù)撞擊管板和封口焊縫，對(duì)其造成嚴(yán)重?fù)p傷。每臺(tái)SG設(shè)置有大量的傳熱管，傳熱管端部與管板堆焊層平齊，通過TIG自熔形成封口焊縫，封口焊縫尺寸非常小，壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則(即RCC-M)對(duì)管子-管板焊縫焊喉尺寸的要求為:平均值不小于0.9e，最小值不小于0.66e，其中，e為傳熱管壁厚，名義尺寸e = 1.09mm。從尺寸上，異物撞擊形成的凹坑會(huì)對(duì)封口焊縫造成顯著影響；另外，異物撞擊還帶來硬化及應(yīng)力腐蝕方面的影響。因此，對(duì)大面積的管板和大數(shù)量的封口焊縫，完全消除上述異物損傷影響的修復(fù)成為業(yè)界難題。
[0004]經(jīng)調(diào)研，現(xiàn)有出現(xiàn)過多次SG異物損傷案例，在這些案例中，有的管子和管板連接結(jié)構(gòu)為管子凸出管板表面形式，損傷部位主要為凸出的管子端部，采取的修復(fù)方式為受損管子端部切除或矯正；當(dāng)然也有管子、管板平齊結(jié)構(gòu)SG損傷案例，但基本都發(fā)生在運(yùn)行階段，由于輻射防護(hù)等諸多的原因，一般不修復(fù)或簡(jiǎn)單修復(fù)直接運(yùn)行，同時(shí)安排做好SG更換的準(zhǔn)備，也有發(fā)生在運(yùn)行之前，損傷程度相對(duì)較輕，通過打磨修復(fù)消除了管板堆焊層的硬化層和應(yīng)力腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，但不能保證封口焊縫尺寸滿足要求。
[0005]綜上所述，現(xiàn)有的SG現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)無法完全消除異物損傷對(duì)SG設(shè)備的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有的SG現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)技術(shù)無法完全消除異物損傷對(duì)SG設(shè)備的影響的技術(shù)問題，提供了一種核電站蒸汽發(fā)生器管板及封口焊縫損傷修復(fù)方法及系統(tǒng)，能夠保證修復(fù)后的封口焊縫尺寸滿足要求，且可以消除硬化層和應(yīng)力腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
[0007]—方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種核電站蒸汽發(fā)生器管板及封口焊縫損傷修復(fù)方法，所述封口焊縫固定連接所述蒸汽發(fā)生器的管板和傳熱管，所述損傷為異物撞擊所述管板和所述封口焊縫而成，所述修復(fù)方法包括步驟:
[0008]S1、對(duì)所述管板和所述封口焊縫進(jìn)行異物損傷檢驗(yàn)，以獲得損傷檢驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0009]S2、對(duì)所述損傷檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，以獲得所述管板和所述封口焊縫的損傷計(jì)算處理數(shù)據(jù)；
[0010]S3、基于所述損傷計(jì)算處理數(shù)據(jù)對(duì)所述管板和所述封口焊縫進(jìn)行損傷修復(fù)；
[0011 ] S4、在所述損傷修復(fù)完成后，對(duì)所述管板和所述封口焊縫進(jìn)行修復(fù)檢驗(yàn)。
[0012]可選的，所述步驟SI具體為:
[0013]檢驗(yàn)獲得所述管板上被異物撞擊形成的受損區(qū)域的凹坑深度，以及檢驗(yàn)獲得所述封口焊縫被異物撞擊后的焊喉尺寸和封口焊縫管口內(nèi)徑。
[0014]可選的，所述步驟S2具體為:
[0015]基于所述損傷檢驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所述管板和所述封口焊縫進(jìn)行尺寸計(jì)算處理、應(yīng)力腐蝕計(jì)算處理和在役檢測(cè)可行性計(jì)算處理，以獲得損傷計(jì)算處理數(shù)據(jù)。
[0016]可選的，所述步驟S3具體為:
[0017]基于所述損傷計(jì)算處理數(shù)據(jù)對(duì)所述管板和所述封口焊縫進(jìn)行焊接和打磨修復(fù)。
[0018]可選的，所述步驟S2具體包括:
[0019]將所述管板的受損區(qū)域的凹坑深度與所述管板堆焊層出廠厚度進(jìn)行比較，確定凹坑深度與所述堆焊層出廠厚度的差值大于第一預(yù)設(shè)值的受損區(qū)域?yàn)榈谝皇軗p區(qū)域，以及確定凹坑深度與所述堆焊層出廠厚度的差值小于等于所述第一預(yù)設(shè)值的受損區(qū)域?yàn)榈诙軗p區(qū)域；
[0020]獲取并將所述管板的受損區(qū)域的鉻元素含量與第二預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，確定鉻元素含量小于所述第二預(yù)設(shè)值的所述管板的受損區(qū)域?yàn)榈谌軗p區(qū)域，所述第三受損區(qū)域的表面為拉應(yīng)力狀態(tài)；
[0021]檢測(cè)所述管板堆焊層上存在尖銳或凹槽的部分，并將所述尖銳或凹槽的部分確定為第四受損區(qū)域；
[0022]將所述封口焊縫被異物撞擊后的焊喉尺寸與壓水堆核島機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)和建造規(guī)則要求進(jìn)行比較，確定自動(dòng)堆焊層上焊喉尺寸小于等于第三預(yù)設(shè)值的封口焊縫和手工堆焊層上焊喉尺寸小于等于第五預(yù)設(shè)值的封口焊縫為第四受損區(qū)域，以及確定自動(dòng)堆焊層上焊喉尺寸大于所述第三預(yù)設(shè)值的封口焊縫和手工堆焊層上焊喉尺寸大于所述第四預(yù)設(shè)值的封口焊縫為第六受損區(qū)域；
[0023]獲取并將所述封口焊縫的受損區(qū)域的鉻元素含量與所述第二預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，確定自動(dòng)堆焊層上的封口焊縫的受損區(qū)域的鉻元素含量大于所述第二預(yù)設(shè)值，且自動(dòng)堆焊層上的封口焊縫的受損區(qū)域表面為拉應(yīng)力狀態(tài)，以及確定手工堆焊層上的封口焊縫的受損區(qū)域的鉻元素含量小于所述第二預(yù)設(shè)值，且手工堆焊層上的封口焊縫的受損區(qū)域表面為拉應(yīng)力狀態(tài)；
[0024]將所述封口焊縫管口內(nèi)徑與第五預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，確定管口內(nèi)徑小于所述第五預(yù)設(shè)值的封口焊縫管口為第七受損區(qū)域。
[0025]可選的，所述步驟S3具體包括:
[0026]對(duì)所述第一受損區(qū)域進(jìn)行打磨修復(fù)，對(duì)所述第二受損區(qū)域進(jìn)行焊接修復(fù)；
[0027]對(duì)所述第三受損區(qū)域進(jìn)行打磨，以使打磨后的受損區(qū)域表面的粗糙度小于等于第六預(yù)設(shè)值，進(jìn)而使打磨后的第三受損區(qū)域表面由拉應(yīng)力狀態(tài)改變?yōu)閴簯?yīng)力狀態(tài)；
[0028]對(duì)所述第四受損區(qū)域進(jìn)行圓滑過渡處理，以減少在役檢測(cè)時(shí)所述管板上殘留的一回路放射性液體；
[0029]對(duì)所述第五受損區(qū)域進(jìn)行仰焊修復(fù)填補(bǔ)金屬；對(duì)所述第六受損區(qū)域進(jìn)行打磨修復(fù)，以使打磨修復(fù)后的封口焊縫表面的粗糙度小于等于所述第六預(yù)設(shè)值，確保打磨修復(fù)后的第六受損區(qū)域表面為壓應(yīng)力狀態(tài)；
[0030]對(duì)所述第七受損區(qū)域進(jìn)行打磨，以使所述管口內(nèi)徑大于所述第五預(yù)設(shè)值，進(jìn)而使渦流檢測(cè)探頭能夠穿過所述封口焊縫管口。
[0031]可選的，所述步驟S4具體為:
[0032]對(duì)修復(fù)后的所述管板進(jìn)行外觀檢測(cè)、液體滲透檢測(cè)、尺寸檢測(cè)和超聲檢測(cè)，對(duì)修復(fù)后的所述封口焊縫進(jìn)行外觀檢測(cè)、液體滲透檢測(cè)、尺寸檢測(cè)和射線檢測(cè)，對(duì)修復(fù)后的所述管板和所述封口焊縫整體進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試和水壓試驗(yàn)。
[0033]另一方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種核電站蒸汽發(fā)生器管板及封口焊縫損傷修復(fù)系統(tǒng)，所述封口焊縫固定連接所述蒸汽發(fā)生器的管板和傳熱管，所述損傷為異物撞擊所述管板和所述封口焊縫而成，所述修復(fù)系統(tǒng)包括:
[0034]損傷檢驗(yàn)?zāi)K，用于對(duì)所述管板和所述封口焊縫進(jìn)行異物損傷檢驗(yàn)，以獲得損傷檢驗(yàn)數(shù)據(jù)；
[0035]損傷計(jì)算處理模塊，用于對(duì)所述損傷檢驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，以獲得所述管板和所述封口焊縫的損傷計(jì)算處理數(shù)據(jù)；
[0036