[实用新型]一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件

说明书

技术领域

本实用新型属于核电站设计与运行技术领域，具体涉及一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件。

背景技术

流动加速腐蚀是核电厂二回路高温高压管道的主要失效机理，世界范围内核电厂二回路腐蚀降级造成的管道破口事件已有300余起，严重影响了核电厂安全、稳定、经济运行，甚至造成了多人死亡、重伤的惨剧；

流动加速腐蚀的主要影响因素为材料、温度、水化学、流体力学等，在温度、水化学、流体力学特征确定的情况下，碳钢或低合金钢管道的流动加速腐蚀主要与管道部件内表面的局部流体力学特性有关。

由于上下游压差大，节流孔板下游管段内壁的局部区域存在较为严重的湍流，是核电厂二回路管道流动加速腐蚀减薄的敏感位置，目前，国内核电厂已有30余起由于节流孔板下游管段严重的流动加速腐蚀减薄导致的管道破口事件，造成核电机组非计划停机降功率，严重影响了核电厂的安全、稳定、经济运行。

目前，针对节流孔板及其下游管段流动加速腐蚀问题主要是按照原始设计进行更换，或者实施材质变更，将下游减薄严重的管段更换为耐流动加速腐蚀能力强的合金钢或不锈钢管道，存在的主要问题如下：

1、按照原设计更换孔板及下游管道后，后续运行中仍会发生流动加速腐蚀问题，需要定期跟踪监督，并存在管线漏检和泄漏风险，增加了管理成本和运行风险。

2、单纯将孔板下游管段更换为耐流动加速腐蚀材料管段，增加了一道管道对接焊缝或两道承插焊接口，焊接接头数量的增加使管线可靠性有所下降，也相应增加了管理成本和运行风险。

3、未明确孔板下游流动加速腐蚀的影响范围，盲目更换孔板下游管道后可能未完全覆盖流动加速腐蚀的影响区域，管段更换后仍存在流动加速腐蚀风险。

针对核电厂二回路管道节流孔板及其下游管线的流动加速腐蚀问题，需要通过流体力学分析和实际工况验证，明确流动加速腐蚀的影响范围，设计开发结构简单、加工安装便捷、运行可靠的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，通过对孔板组件的结构和材料的优化设计实现避免节流孔板及其下游管线流动加速腐蚀减薄的问题，并使孔板组件便于加工和安装，保障核电厂承压管线安全可靠运行。

本实用新型是这样实现的：

一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，包括节流孔板组件和耐流动加速腐蚀区；节流孔板组件的左端与上游管道固定连接，右端与下游管道固定连接；耐流动加速腐蚀区设置在节流孔板组件内部，位于下游管道的左侧。

如上所述的节流孔板组件整体为中空的圆柱体形，内径分别与上游管道和下游管道的内径相等，且分别与上游管道和下游管道同轴；节流孔板组件内壁上设置有环形凸台，从而将节流孔板组件内部分为左、右两个部分，左部的轴向长度小于右部的轴向长度；在节流孔板组件左端沿轴向开设有环形凹槽，凹槽的直径与上游管道的外径相匹配，用于安装上游管道；在节流孔板组件右端沿轴向开设有环形凹槽，凹槽的直径与下游管道相匹配，用于安装下游管道；节流孔板组件用于固定上游管道和下游管道，还用于通过液体并提供耐流动加速腐蚀区的空间。

如上所述的耐流动加速腐蚀区位于节流孔板组件内部环形凸台右端至下游管道左端的区域；耐流动加速腐蚀区用于承受通过液体的流动加速腐蚀，避免下游管道受到结构性损伤。

如上所述的节流孔板组件的左端和上游管道的外表面通过承插焊连接，形成上游承插焊口；节流孔板组件的右端和下游管道的外表面通过承插焊连接，形成下游承插焊口。

如上所述的上游承插焊口至上游管道右端的轴向距离大于5mm；耐流动加速腐蚀区的轴向长度为上游管道内径的2倍；下游管道左端至下游承插焊口的轴向距离大于5mm。

如上所述的节流孔板组件采用304L不锈钢材料制成。

如上所述的节流孔板组件的外表面粗糙度为1.6μm，其他表面粗糙度3.2μm；。

如上所述的上游承插焊口和下游承插焊口的厚度均大于1.2倍的上游管道的壁厚。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型适用于核电厂二回路管道上孔径比在2.25至6之间的单孔节流孔板管段的耐流动加速腐蚀应用。

利用国家能源核电站寿命评价与管理技术研发中心核电站二回路材料评估实验平台开展了模拟二回路实际工况下得验证试验，经试验验证，本专利技术的流体力学数值模拟结论可靠、孔板选材得当。