CN108682463B - 一种重水堆主管道支管接头套管修补结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于核电设计与运行技术领域,具体涉及一种重水堆主管道支管接头套管修补结构。目的在于实现主管道支管接头的堆焊修补,防止可能出现的异种金属焊接接头处的应力腐蚀裂纹进一步扩展,并使堆焊层具备足够的结构强度承受一回路冷却剂的压力。其特征在于:它包括主管道、管座、适配器和仪表管,还包括套管;管座的上端连接在主管道连接支管的开口处的下端,管座和主管道之间通过氩弧焊焊接;适配器的上端连接在管座的下端,适配器和管座之间通过氩弧焊焊接;仪表管的上端连接在适配器的下端,仪表管和适配器之间通过全位置自动焊接;套管套装在管座和适配器连接部的外侧,套管的上端通过全熔头焊缝与管座连接,下端通过角焊缝与适配器连接。

Description

一种重水堆主管道支管接头套管修补结构
技术领域
本发明属于核电设计与运行技术领域,具体涉及一种重水堆主管道支管接头套管修补结构。
背景技术
重水堆的主管道为重水堆一回路高温高压冷却剂的压力边界,是主要的核安全屏障,其完整性直接影响重水堆核安全。主管道支管接头如果发生双端断裂将导致重水堆一回路失去冷却剂,将引入堆芯熔化风险,严重影响机组安全稳定运行。主管道支管接头位置见附图1。
2007年12月和2016年10月,秦山第三核电厂1号机组就因为主管道支管接头开裂造成一回路重水泄漏并分别导致2次非计划停堆小修,仅损失的发电量相对应的经济损失即已超过8000万元人民币。
重水堆主管道支管接头原始设计的连接结构见附图2所示。图中各部件分别为1——主管道、2——管座、3——适配器、4——仪表管。
针对重水堆主管道支管接头泄漏问题,中核核电运行管理有限公司成立十大技术问题专项组,主要完成了如下分析、评估和开发工作。
完成了2007年12月和2016年10月2次发生开裂泄漏的主管道支管接头缺陷部件的失效原因分析,明确管接头开裂原因为碳钢管座和不锈钢适配器之间的异种金属焊接接头靠不锈钢异一侧的应力腐蚀开裂,裂纹在管道内壁多处起源,多条裂纹平行开裂贯穿。
基于失效分析结论,并结合应力腐蚀开裂的特点,明确不能通过直接对原发生开裂泄漏的焊接接头进行焊接修补的方式完成缺陷处理,而必须对适配器进行更换或通过在支管接头外表面进行堆焊、增加焊接套管的形式进行修补。
根据应力腐蚀开裂失效机理,明确导致支管接头发生开裂的主要影响因素为焊接接头处的应力、母材和焊材、焊接质量等。
从缓解导致主管道支管接头应力腐蚀开裂的主要因素出发,经过焊接工艺试验、焊接接头常规力学性能测试、模拟一回路水条件下的应力腐蚀敏感性试验等,结合现场检修工艺条件,开发了一种重水堆主管道支管接头套管修补技术,能够在不割开一回路支管接头的情况下实现支管接头返修,优选了应力腐蚀敏感性相对较低的套管和焊接材料,套管具备足够的结构强度承受一回路冷却剂的压力,并且,即使在原始支管接头发生开裂泄漏贯穿后,套管具备较强的耐应力腐蚀开裂能力,从而保障重水堆一回路在寿期内完整可靠。
发明内容
本发明的目的在于提供一种重水堆主管道支管接头堆焊修补技术,可实现在重水堆一回路不开口检修的情况下主管道支管接头的堆焊修补,防止可能出现的异种金属焊接接头处的应力腐蚀裂纹进一步扩展,并使堆焊层具备足够的结构强度承受一回路冷却剂的压力,保障重水堆一回路在寿期内完整可靠。
本发明是这样实现的:
一种重水堆主管道支管接头套管修补结构,包括主管道、管座、适配器和仪表管,还包括套管;管座的上端连接在主管道连接支管的开口处的下端,管座和主管道之间通过氩弧焊焊接;适配器的上端连接在管座的下端,适配器和管座之间通过氩弧焊焊接;仪表管的上端连接在适配器的下端,仪表管和适配器之间通过全位置自动焊接;套管套装在管座和适配器连接部的外侧,套管的上端通过全熔头焊缝与管座连接,下端通过角焊缝与适配器连接。
如上所述的主管道管径为20英寸;管座的管径为20英寸转3/4英寸;适配器的管径为3/4英寸转3/8英寸;仪表管的管径为3/8英寸;套管的管径为1英寸,壁厚为4.5mm;套管和管座之间的焊接段开45度坡口;在套管和管座之间的焊接段中,套管端内表面加工半径2mm的圆角,角焊缝厚度大于4.5mm,角焊缝呈凹形焊缝。
如上所述的主管道,采用低碳钢材料制成;管座采用低碳钢材料制成;适配器采用不锈钢材料制成;仪表管采用不锈钢材料制成;套管采用耐应力腐蚀能力强的690TT合金管制成。
本发明的有益效果是:
重水堆主管道支管接头原始连接结构材料存在一定的应力腐蚀敏感性,已给秦山第三核电厂带来巨大经济损失。
采用本专利技术开发了一种重水堆主管道支管接头套管修补技术,能够在重水堆一回路不开口检修的情况下实现主管道支管接头修补,优选了应力腐蚀敏感性相对较低的套管和焊接材料,套管具备足够的结构强度承受一回路冷却剂的压力,并且,即使在原始支管接头发生开裂泄漏贯穿后,套管具备较强的耐应力腐蚀开裂能力,从而保障重水堆一回路在寿期内完整可靠。
附图说明
图1是主管道上的支管接头位置示意图;
图2是现有的主管道支管接头连接结构示意图;
图3是本发明的主管道接头形式及其连接结构示意图。
其中:1.主管道,2.管座,3.适配器,4.仪表管,5.套管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
如图3所示,一种重水堆主管道支管接头套管修补结构,包括主管道1、管座2、适配器3、仪表管4和套管5。管座2的上端连接在主管道1连接支管的开口处的下端,管座2和主管道1之间通过氩弧焊焊接。适配器3的上端连接在管座2的下端,适配器3和管座2之间通过氩弧焊焊接。仪表管4的上端连接在适配器3的下端,仪表管4和适配器3之间通过全位置自动焊接。套管5套装在管座2和适配器3连接部的外侧,套管5的上端通过全熔头焊缝与管座2连接,下端通过角焊缝与适配器3连接。
在本实施例中,主管道1管径为20英寸,采用低碳钢材料制成。管座2的管径为20英寸转3/4英寸,采用低碳钢材料制成。适配器3的管径为3/4英寸转3/8英寸,采用不锈钢材料制成。仪表管4的管径为3/8英寸,采用不锈钢材料制成。套管5的管径为1英寸,壁厚为4.5mm,采用耐应力腐蚀能力强的690TT合金管制成。套管5和管座2之间的焊接段开45度坡口,不留钝边。在套管5和管座2之间的焊接段中,套管端内表面加工半径2mm的圆角,可以缓解焊接的残余应力,角焊缝厚度大于4.5mm,角焊缝呈凹形焊缝,保证焊接强度。
套管5连接的主要工艺步骤如下:
1.首先,打开仪表管4上的机械卡套连接接头,将加工好的套管5套在适配器上3,随即恢复仪表管4上的卡套连接。
2.在对焊接套管5与碳钢管座2的焊接需对碳钢管座2进行焊前预热,预热温度控制在为180~220℃,保温30min。
3.实施套管5与碳钢管座2的焊接。
3.1对套管5与碳钢管座2的焊缝外表面进行打磨抛光,要求去除余高、表面平滑、无肉眼可见凹坑。
3.2对套管5与碳钢管座2的焊缝外表面实施液体渗透检查,外表面不允许任何线性显示和直径大于0.5mm的圆形显示,否则需进行局部修补。
3.3对套管5与碳钢管座2的焊缝实施射线检查,不允许任何未熔合缺陷、裂纹类显示和直径大于1mm的圆形显示。
3.4对套管5与碳钢管座2的焊缝实施超声相控阵检查,超声相控阵检查为辅助的跟踪检查,不作为焊缝的评判依据,但对超过0.4mm的显示进行记录。
4.实施套管5与适配器3的焊接。
4.1对套管5与适配器3的焊缝外表面进行打磨抛光,要求去除余高、表面平滑、无肉眼可见凹坑。
4.2对套管5与适配器3的焊缝外表面实施液体渗透检查,外表面不允许任何线性显示和直径大于0.5mm的圆形显示,否则需进行局部修补。
5.对无损检查发现的超标缺陷,需返修消除。
上面结合实施例对本发明的实施方法作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施例,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。

Claims (1)

1.一种重水堆主管道支管接头套管修补结构,包括主管道(1)、管座(2)、适配器(3)和仪表管(4),其特征在于:它还包括套管(5);管座(2)的上端连接在主管道(1)连接支管的开口处的下端,管座(2)和主管道(1)之间通过氩弧焊焊接;适配器(3)的上端连接在管座(2)的下端,适配器(3)和管座(2)之间通过氩弧焊焊接;仪表管(4)的上端连接在适配器(3)的下端,仪表管(4)和适配器(3)之间通过全位置自动焊接;套管(5)套装在管座(2)和适配器(3)连接部的外侧,套管(5)的上端通过全熔头焊缝与管座(2)连接,下端通过角焊缝与适配器(3)连接;
所述的主管道(1)管径为20英寸;管座(2)的管径为20英寸转3/4英寸;适配器(3)的管径为3/4英寸转3/8英寸;仪表管(4)的管径为3/8英寸;套管(5)的管径为1英寸,壁厚为4.5mm;套管(5)和管座(2)之间的焊接段开45度坡口;在套管(5)和管座(2)之间的焊接段中,套管端内表面加工半径2mm的圆角,角焊缝厚度大于4.5mm,角焊缝呈凹形焊缝;
所述的主管道(1),采用低碳钢材料制成;管座(2)采用低碳钢材料制成;适配器(3)采用不锈钢材料制成;仪表管(4)采用不锈钢材料制成;套管(5)采用耐应力腐蚀能力强的690TT合金管制成。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112361110A (zh) * 2020-09-27 2021-02-12 中核核电运行管理有限公司 一种一回路阀门引漏管耐蚀合金衬套连接装置及方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61108477A (ja) * 1984-10-30 1986-05-27 Babcock Hitachi Kk 異材溶接継手構造
RU2160U1 (ru) * 1995-06-20 1996-05-16 Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники Канал тяжеловодного водо-водяного ядерного реактора
RU2197366C1 (ru) * 2002-02-28 2003-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" Переходник для сварки труб из алюминиевых сплавов с трубами из нержавеющей стали
CN202132922U (zh) * 2011-06-20 2012-02-01 中国核电工程有限公司 一种压水堆核电站蒸汽发生器
CN104658618A (zh) * 2015-01-23 2015-05-27 李泽文 一种镍基合金耐压壳及其实施方法
CN204771188U (zh) * 2015-06-09 2015-11-18 上海海隆复合钢管制造有限公司 一种对接不锈钢管环的复合钢管端部接头结构
CN105234515A (zh) * 2015-09-17 2016-01-13 芜湖三花制冷配件有限公司 一种储液器吸排气管的焊接工艺
CN207049473U (zh) * 2017-07-14 2018-02-27 五河富强鑫金属制品有限公司 一种应用于消防管道的快速连接机构
CN208507208U (zh) * 2018-06-22 2019-02-15 中核核电运行管理有限公司 一种重水堆主管道支管接头套管修补结构

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005053890A2 (en) * 2003-11-26 2005-06-16 Advanced Metal Products, Inc. Method for metal and alloy joining using bulk friction stir welding
US20100028705A1 (en) * 2006-09-06 2010-02-04 Alstom Technology Ltd Dissimilar metal transition for superheater or reheater tubes

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61108477A (ja) * 1984-10-30 1986-05-27 Babcock Hitachi Kk 異材溶接継手構造
RU2160U1 (ru) * 1995-06-20 1996-05-16 Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники Канал тяжеловодного водо-водяного ядерного реактора
RU2197366C1 (ru) * 2002-02-28 2003-01-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники им. Н.А. Доллежаля" Переходник для сварки труб из алюминиевых сплавов с трубами из нержавеющей стали
CN202132922U (zh) * 2011-06-20 2012-02-01 中国核电工程有限公司 一种压水堆核电站蒸汽发生器
CN104658618A (zh) * 2015-01-23 2015-05-27 李泽文 一种镍基合金耐压壳及其实施方法
CN204771188U (zh) * 2015-06-09 2015-11-18 上海海隆复合钢管制造有限公司 一种对接不锈钢管环的复合钢管端部接头结构
CN105234515A (zh) * 2015-09-17 2016-01-13 芜湖三花制冷配件有限公司 一种储液器吸排气管的焊接工艺
CN207049473U (zh) * 2017-07-14 2018-02-27 五河富强鑫金属制品有限公司 一种应用于消防管道的快速连接机构
CN208507208U (zh) * 2018-06-22 2019-02-15 中核核电运行管理有限公司 一种重水堆主管道支管接头套管修补结构

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Failure analysis of branch connection on the reactor primary pipeline;Liang Zhao等;《Engineering Failure Analysis》;20171213;第137-148页 *
PCR/VVP系统管道小支管焊缝断裂分析及建议;杨静等;《设备管理与维修》;第163-165页 *
主汽管道温度测点套管座角焊缝开裂原因及修复;董勇军;陆军;高义斌;李青;毕虎才;;山西电力;20071215(S1);全文 *
主蒸汽管热电偶保护套管裂纹原因及在线修复;余文斌;王佑;;云南电力技术;20151215(S2);全文 *
冷却剂管道取样管焊缝裂纹分析;孙广等;《焊接生产应用》;第70-73页 *

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