CN111085819A - 一种中子通量测量管电站现场制备方法 - Google Patents

一种中子通量测量管电站现场制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及核电站维修技术领域，具体涉及一种中子通量测量管电站现场制备方法。用1E级的卷尺对中子通量管进行测量，根据制备需求，在中子通量管上留出2mm的余量后截取。在管道坡口机组装完成后，使用坡口机对同尺寸、同型号和同材料的管道进行坡口加工验证，加工完后用对坡口的尺寸进行检验，坡口尺寸无误后对中子通量管的截取端进行焊接坡口加工。坡口加工完成后将子弹头采用氩弧焊焊在中子通量管端部。待冷却后使用余高去除机对焊缝余高进行切除，余高去除后保证焊缝高度不低于母材，表面光洁度1.6。用通规进行检验，检漏合格后在制备托架中存放待用。通过该工艺可以确保待安装的中子通量管的技术条件满足精度要求。

Description

一种中子通量测量管电站现场制备方法
技术领域
本发明涉及核电站维修技术领域，具体涉及一种中子通量测量管电站现场制备方法。
背景技术
压水堆核电厂反应堆中子通量管，俗称指套管，是压水堆核电厂的关键设备之一，反应堆的大小不同中子通量管的数量不等，常规堆型单台机组中子通量管的数量为20～50根。作为堆芯核测系统中子通量的测量通道，中子通量管均匀分布在堆芯燃料组件通道中，贯穿燃料组件，并裸露在堆芯内。中子通量管是一回路压力边界，因为辐照脆化和流致振动导致的机械磨损会使其管壁减薄甚至破损，进而引起一回路冷却剂的泄漏和污染。
以1000MWe核电厂为例，单台机组有50根中子通量管，长度为13～18米不等。从国内外经验反馈来看，因1000MWe核电厂一回路冷却剂装量大及热工水力特性复杂，中子通量管更换工作已普遍开展，对中子通量管的备件需求旺盛。
由于每根中子通量管长度不一，核电厂无法针对每一根中子通量管做备件储备，而是统一按照最长尺寸储备，备件使用时则根据所需更换的中子通量管实际长度进行备件的制备。中子通量管备件的制备涉及中子通量管的尺寸测量、切割、坡口打磨、焊接，以及制备完成后的水压试验、无损检测等。国内核电厂不具备中子通量管备件制备的技术，在进行中子通量管备件制备技术的原创性开发过程中产生了一系列的科技创新。
在中子通量管首次安装，及核反应堆寿期内中子通量管更换过程中，均需要对指套管端部进行切割、成型加工等工艺，在制备过程中精度要求高，否则可能会导致中子通量管端部强度和耐压能力降低。为确保中子通量管备件的可靠性，特发明了一套适用于压水堆核电站反应堆中子通量测量管制备工艺。
发明内容
本发明的技术解决问题是：
本发明的目的在于发明一种压水堆核电站中子通量管新装与电厂在役期间的更换过程中，中子通量管备件制作的工艺，通过该工艺可以确保待安装的中子通量管的备件的长度尺寸满足要求；端部切割、成型加工后端面平整垂直度、焊接坡口形式、圆柱度、同轴度、表面光洁度等条件满足要求，焊接完成后的外表面光洁度，外径尺寸满足要求；密封性及其他技术条件均需满足要求。
本发明的技术解决方案是：
一种中子通量测量管电站现场制备方法，包括如下步骤：步骤一：准备中子通量管；步骤二：调试中子通量管坡口机；步骤三：切割中子通量管；步骤四：检测中子通量管表面光洁度；步骤五：检查中子通量管焊缝。
步骤一：准备中子通量管。确认需要更换的中子通量管的具体长度；中子通量管存放架进行拼接，总长度长于将要更换的中子通量管长度；将中子通量管备件材料放入中子通量管存放架中；使用高精度1E级尺子对中子通量管备件材料进行测量；在比需要更换的中子通量管长度长2mm的地方进行切割点划线。
步骤二：调试中子通量管坡口机。组装中子通量管坡口机，安装匹配的坡口刀头和刀架；将一根与中子通量管同型号、同材料、同尺寸但不同长度的试件在中子通量管坡口机上进行坡口切割；试样坡口切割后用坡口量规对坡口进行尺寸检查；如果坡口尺寸不合格则需要对坡口机的刀架重新调整，调整后继续对试样件进行切割，直至切割后坡口尺寸符合要求。
步骤三：切割中子通量管。中子通量管坡口机切割试样合格后，将中子通量管备件材料无手柄的一端进行坡口加工；用坡口量规对加工后的中子通量管备件材料的坡口进行检查；如果坡尺寸口不合格，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果坡口尺寸合格则可进行下一步工作；将中子通量管端塞塞入在中子通量管备件材料的坡口处，并检查是否存在倾斜情况，如果不合格，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果坡口尺寸合格则可进行下一步工作；
步骤四：检查中子通量管焊缝。余高去除后对中子通量管进行表面光洁度检查；表面光洁度的检查要求表面光洁度为1.6。如果表面光洁度不合格则需要对余高去除机的刀架重新调整，调整后继续对试件进行余高去除处理，直至中子通量管备件材料表面光洁度符合要求；中子通量管备件材料余高去除切割后，对其进行表面光洁度的检查，如表面光洁度检查不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果表面光洁度符合要求，则可进行下一步工作；
步骤五：检查中子通量管焊缝。表面光洁度检查合格后，对中子通量管备件材料进行端塞处的焊缝PT检查；中子通量管焊缝PT检查，如表PT检查结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果PT检查结果符合要求，则可进行下一步工作； PT检查合格后，对中子通量管备件材料进行整体水压试验；中子通量管整体水压试验，如果试验结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果PT检查结果符合要求，则可进行下一步工作；整体水压试验合格后，对中子通量管备件材料进行整体氦气检漏试验；中子通量管整体氦气检漏试验。采用正压法和负压法对中子通量管备件进行水压及氦气检漏。如果试验结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果氦气检结果符合要求，则可中子通量管备件制备成功；将检测符合要求的中子通量管备件在存放架中存放备用，中子通量管制备完成。
本工艺结合相关工具及加工设备主要有以下几个特点：
1.通过本工艺可以完成中子通量管制备工作，并确保制备质量和成品率；
2.通过本工艺可以确保待安装的中子通量管的备件的长度尺寸满足要求；
3.通过本工艺可以确保中子通量管备件符合堆内的使用要求；
4.通过本工艺可以确保中子通量管备件表面光洁度符合要求；
5.通过本工艺可以确保中子通量管备件密封性符合要求。
附图说明
图1一种中子通量测量管电站现场制备方法流程图
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述：
利用市场上采购的型材托架作为中子通量管的制备托架和存放托架，将中子通量测量管备件存放在托架上，用1E级的卷尺对中子通量管进行测量，根据制备需求，在中子通量管上留出2mm的余量，采用普通管割刀进行长度上的截取。在管道坡口机组装完成后，使用坡口机对同尺寸、同型号和同材料的管道进行坡口加工验证，加工完后用对坡口的尺寸进行检验，坡口尺寸无误后对中子通量管的截取端进行焊接坡口加工。坡口加工完成后将子弹头采用氩弧焊焊在中子通量管端部。待冷却后使用余高去除机对焊缝余高进行切除，余高去除后保证焊缝高度不低于母材，表面光洁度1.6。用通规进行检验，检验完成进行表面探伤检查，探伤检查合格后，检查表面光洁度，使用正压法和负压法对中子通量管备件进行水压及氦气检漏，检漏合格后在制备托架中存放待用。
具体步骤如下：
1.前期准备：
1.1压水堆核电机组在对运行期间检测到指套管有泄漏，或者在大修期间对其检查发现存在缺陷；
1.2通过检查手段判定缺陷的具体情况及产生的位置；
1.3根据缺陷情况判断是否必须更换，一般存在以下几种情况：带缺陷运行，中子通量管换位，中子通量管堵管，整体更换新备件；如需更换中子通量管则需要制备。
2.准备中子通量管
2.1确认需要更换的中子通量管的具体长度；
2.2中子通量管存放架进行拼接，总长度长于将要更换的中子通量管长度；
2.3将中子通量管备件材料放入中子通量管存放架中；
2.4使用高精度1E级尺子对中子通量管备件材料进行测量；
2.5在比需要更换的中子通量管长度长2mm的地方进行切割点划线。
3.调试中子通量管坡口机
3.1组装中子通量管坡口机，安装匹配的坡口刀头和刀架；
3.2将一根与中子通量管同型号、同材料、同尺寸可以不同长度的试件在中子通量管坡口机上进行坡口切割；
3.3试样坡口切割后用坡口量规对坡口进行尺寸检查；
3.4如果坡口尺寸不合格则需要对坡口机的刀架重新调整，调整后继续对试样件进行切割，直至切割后坡口尺寸符合要求。
4.切割中子通量管
4.1.中子通量管坡口机切割试样合格后，将中子通量管备件材料无手柄的一端进行坡口加工；
4.2.用坡口量规对加工后的中子通量管备件材料的坡口进行检查；
4.3.如果坡尺寸口不合格，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果坡口尺寸合格则可进行下一步工作；
4.4.将中子通量管端塞(也成子弹头)塞入在中子通量管备件材料的坡口处，并检查是否存在倾斜情况；
4.5.将端塞与中子通量管材料进行密封焊焊接(可采用手工焊、自动焊或者激光焊等方式，采用不同的焊接方式需编制不同的焊接工艺)；
4.6.组装中子通量管余高去除机，安装匹配的坡口刀头和刀架；
4.7.将一根与中子通量管子弹头焊接的试样件装夹在余高去除机上，对焊接区进行余高去除。
5.检测中子通量管表面光洁度
5.1余高去除后对中子通量管进行表面光洁度检查；
5.2如果表面光洁度不合格则需要对余高去除机的刀架重新调整，调整后继续对试件进行余高去除处理，直至中子通量管备件材料表面光洁度符合要求；
5.3中子通量管备件材料余高去除切割后，对其进行表面光洁度的检查，如表面光洁度检查不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果表面光洁度符合要求，则可进行下一步工作。
6.检查中子通量管焊缝
6.1表面光洁度检查合格后，对中子通量管备件材料进行端塞处的焊缝PT检查；
6.2中子通量管焊缝PT检查，如表PT检查结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果PT检查结果符合要求，则可进行下一步工作；
6.3PT检查合格后，对中子通量管备件材料进行整体水压试验；
6.4中子通量管整体水压试验，如果试验结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果PT检查结果符合要求，则可进行下一步工作；
6.5整体水压试验合格后，对中子通量管备件材料进行整体氦气检漏试验；
6.6中子通量管整体氦气捡漏试验，如果试验结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果氦气捡漏结果符合要求，则可中子通量管备件制备成功
6.7将检测符合要求的中子通量管备件在存放架中存放备用，中子通量管制备完成。

Claims (8)

1.一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤一：准备中子通量管；
步骤二：调试中子通量管坡口机；
步骤三：切割中子通量管；
步骤四：检测中子通量管表面光洁度；
步骤五：检查中子通量管焊缝。
2.如权利要求1所述的一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：所述的步骤一包括如下步骤：
1.1确认需要更换的中子通量管的具体长度；
1.2中子通量管存放架进行拼接，总长度长于将要更换的中子通量管长度；
1.3将中子通量管备件材料放入中子通量管存放架中；
1.4使用高精度1E级尺子对中子通量管备件材料进行测量；
1.5在比需要更换的中子通量管长度长2mm的地方进行切割点划线。
3.如权利要求1所述的一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：所述的步骤二包括如下步骤：
2.1组装中子通量管坡口机，安装匹配的坡口刀头和刀架；
2.2将一根与中子通量管同型号、同材料、同尺寸但不同长度的试件在中子通量管坡口机上进行坡口切割；
2.3试样坡口切割后用坡口量规对坡口进行尺寸检查；
2.4如果坡口尺寸不合格则需要对坡口机的刀架重新调整，调整后继续对试样件进行切割，直至切割后坡口尺寸符合要求。
4.如权利要求3所述的一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：所述的步骤三包括如下步骤，其特征在于：
3.1中子通量管坡口机切割试样合格后，将中子通量管备件材料无手柄的一端进行坡口加工；
3.2用坡口量规对加工后的中子通量管备件材料的坡口进行检查；如果坡尺寸口不合格，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果坡口尺寸合格则可进行下一步工作；
3.3将中子通量管端塞塞入在中子通量管备件材料的坡口处，并检查是否存在倾斜情况，如果不合格，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果坡口尺寸合格则可进行下一步工作；
3.4将端塞与中子通量管材料进行密封焊焊接；
3.5组装中子通量管余高去除机，安装匹配的坡口刀头和刀架；
3.6将一根与中子通量管子弹头焊接的试样件装夹在余高去除机上，对焊接区进行余高去除。
5.如权利要求1所述的一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：所述的步骤四包括如下步骤，其特征在于：
4.1余高去除后对中子通量管进行表面光洁度检查；
4.2如果表面光洁度不合格则需要对余高去除机的刀架重新调整，调整后继续对试件进行余高去除处理，直至中子通量管备件材料表面光洁度符合要求；
4.3中子通量管备件材料余高去除切割后，对其进行表面光洁度的检查，如表面光洁度检查不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果表面光洁度符合要求，则可进行下一步工作。
6.如权利要求1所述的一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：所述的步骤五包括如下步骤，其特征在于：
5.1表面光洁度检查合格后，对中子通量管备件材料进行端塞处的焊缝PT检查；
5.2中子通量管焊缝PT检查，如表PT检查结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果PT检查结果符合要求，则可进行下一步工作；
5.3PT检查合格后，对中子通量管备件材料进行整体水压试验；
5.4中子通量管整体水压试验，如果试验结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果PT检查结果符合要求，则可进行下一步工作；
5.5整体水压试验合格后，对中子通量管备件材料进行整体氦气检漏试验；
5.6中子通量管整体氦气检漏试验，如果试验结果不符合要求，这根中子通量管备件材料单独做标记存放，以后可用于比这根中子通量管尺寸短的备件制备；如果氦气检结果符合要求，则可中子通量管备件制备成功。
5.7将检测符合要求的中子通量管备件在存放架中存放备用，中子通量管制备完成。
7.如权利要求6所述的一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：所述的中子通量管整体氦气检漏试验，是指使用正压法和负压法对中子通量管备件进行水压及氦气检漏。
8.如权利要求5所述的一种中子通量测量管电站现场制备方法，其特征在于：所述的表面光洁度的检查要求表面光洁度为1.6。
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