[其他]具有便于检查试样管道的模型蒸汽发生器

说明书

本发明涉及到一个模型蒸汽发生器，该发生器有一个便于对装在发生器内的热交换试样管进行检查的系统。

模型蒸汽发生器一般与实际蒸汽发生器并联使用（尤其核动力蒸汽发生器），因此，实际蒸汽发生器中的工况可以用模型发生器进行模拟，以对实际发生器进行监测。

我们知道，在原有技术中，模型蒸汽发生器用以监测一台核动力蒸汽发生器的热交换管内发生的腐蚀损坏量。一般说，这种模型发生器在运行中一批热交换试样管均被施加以与核动力蒸汽发生器中热交换管周围相同的加热、压力和化学工况条件。如果对这些条件模拟得很准确，那么在模型蒸汽发生器的试样管中发生的腐蚀量即可准确地反映出所监测的核动力蒸汽发生器中存在的管子腐蚀量，这种模型蒸汽发生器对监测腐蚀是一个特别有用的方式，因为它们不需要使核电厂停运，也不需要派工作人员进入带放射性的发生器的内部。然而，这种模型蒸汽发生器仅当它们能准确地模拟核电厂内部的加热、压力和化学工况条件时才是有用的，任何对这些条件的明显偏离都会对模型蒸汽发生器的准确性产生不利的影响。

为了解在建造一台对热交换器管的腐蚀进行准确监测的模型蒸汽发生器的困难，首先应该了解核动力蒸汽发生器通常的构造，以及什么样的化学和水力条件是造成管子腐蚀的主要原因。

核动力蒸汽发生器由三个基本部分组成，包括一个二次侧和一个管套，以及一个一次侧，来自核反应堆被加热了的水在一次侧循环。发生器的二次侧包括许多U形管子，以及一个用以导入给水的入口。二次侧中U形管的进、出口端部装于管套中，该管套将发生器的一次侧和二次侧在液路上分隔开。一次侧还包括一块管子分隔板，此分隔板使U形管子的入口端部与出口端部用水隔开。从核反应堆来的热水被导入装有全部一次侧U形管子的入口端。此热水流经这些入口、向上通过管套，沿着伸到蒸汽发生器二次侧内的U形管循环。被加热的水通过U形管的管壁，将它的热量传送给通过发生器二次侧流动的给水，从而使给水转换成蒸汽。经核加热的水通过U形管循环后，又通过管套、通过U形管出口流回，并进入一次侧的出口部份，在那儿它再循环回核反应堆。U形管的入口端通称为“热段”、这些管的出口端通称为“冷段”。

这种核动力蒸汽发生器的热交换管可能遭受多种型式的腐蚀损坏，包括：凹陷、应力腐蚀、开裂、晶粒内的腐蚀以及点蚀。在对这些发生器内管子的现场检验中已经表明：大多数这种腐蚀损坏发生在称为发生器的裂隙区域。这种裂隙区域包括热交换管子和管套之间的周围空间，以及这些管子和二次侧中各种各样的支撑板之间的周围空间。这些支撑板是用来使空间均匀和管子对中用的。由于重力的作用，腐蚀物污垢趋向聚集在这些裂隙中，此外，这些区段水循环相对较差，亦促使了污垢在这些裂隙处残留，并使污垢附近的管中形成局部“热点”。来自这些“热点”的热辐射起着一种强力催化剂的作用，使热交换管的外表面与污垢中的腐蚀性化学物质相化合。虽然大多数核动力蒸汽发生器均设有排污系统用以对发生器容器中的污垢进行周期地清理，但裂隙区域中的污垢靠这种系统产生的水流是很难清除掉的。尽管实际上这种核动力蒸汽发生器的热交换管均是由抗腐蚀的镍铬合金构成，但局部受热的区域与腐蚀性污垢相结合，最终可以使热交换管产生裂纹，并使带放射性的水从发生器的一次侧渗漏到二次侧，但是，在管壁因腐蚀而开裂之前，若对热交换管内装上加固套管，就可避免这种情况发生。

为了准确地监测出一个特定的核动力蒸汽发生器的热交换管中存在的腐蚀损伤量，研制出了一种模型蒸汽发生器，以便在管壁出现任何裂纹前将这些管子装上套管。已经发现，用这种模型蒸汽发生器确定一台核动力蒸汽发生器的热交换管道中腐蚀损伤量是一种特别准确的方法。因为，由特定的发生器的给水化学品质和热水力工况在特定管簇中所引起的腐蚀量，实际上是不可能靠纯理论的模型来预测的。

然而，这种原有技术的模型蒸汽发生器并不是没有明显的问题;例如，在许多这种模型蒸汽发生器中，二次侧内所包括的热交换试样管很不容易接近。在用原型U形热交换管的模型蒸汽发生器中，只有将大而笨重的二次侧本体从管套中拆下来，才可以观察这些管子和管套。而将二次侧从管套上拆开是一件费时而又艰苦的工作，需要将大量的螺母从它们各自的装配螺栓上拧下来。在拆除所有这些螺母后，还必须用起重机或卷扬机将大而笨重的园柱形二次侧本体从管套处吊离。如果想把二次侧本体全部从管套处移开，则需要有100英尺以上的垂直空间，另外，如果人们想对管套做详细检查，那么，需将管套从这种模型蒸汽发生器的一次和二次侧完全拆开，这比仅仅拆开和吊离发生器的二次侧更为艰巨、困难和费时间。