CN206669209U - 一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件 - Google Patents
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Abstract
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，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。其特征在于：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。本实用新型开发的孔板组件分析准确、设计合理、安全可靠，能够有效避免流动加速腐蚀减薄，且寿期内免维护。
Description
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。
本实用新型开发的孔板组件经秦山第三核电厂主给水泵暖泵管线、高压加热器疏水管线等6年3个大修周期的应用，通过对孔板组件及其上下游管段内表面宏微观形貌检查验证，本实用新型开发的孔板组件分析准确、设计合理、安全可靠，能够有效避免流动加速腐蚀减薄，且寿期内免维护。
附图说明
图1是易发生流动加速腐蚀的原始孔板管段结构；
图2是本实用新型的一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件的结构示意图；
图3是本实用新型的一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件的关键尺寸示意图。
其中：1.节流孔板组件，2.耐流动加速腐蚀区，3.上游管道，4.下游管道，5.上游承插焊口，6.下游承插焊口，7.原节流孔板，8.流动加速腐蚀敏感区域。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。
如图2所示，一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，包括节流孔板组件1和耐流动加速腐蚀区2。节流孔板组件1的左端与上游管道3固定连接，右端与下游管道4固定连接。耐流动加速腐蚀区2设置在节流孔板组件1内部，位于下游管道4的左侧。
节流孔板组件1整体为中空的圆柱体形，内径分别与上游管道3和下游管道4的内径相等，且分别与上游管道3和下游管道4同轴。节流孔板组件1内壁上设置有环形凸台，从而将节流孔板组件1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1左端沿轴向开设有环形凹槽，凹槽的直径与上游管道3的外径相匹配，用于安装上游管道3。在节流孔板组件1右端沿轴向开设有环形凹槽，凹槽的直径与下游管道4相匹配，用于安装下游管道4。节流孔板组件1用于固定上游管道3和下游管道4，还用于通过液体并提供耐流动加速腐蚀区2的空间。
耐流动加速腐蚀区2位于节流孔板组件1内部环形凸台右端至下游管道4左端的区域。耐流动加速腐蚀区2用于承受通过液体的流动加速腐蚀，避免下游管道4受到结构性损伤。
在本实施例中，节流孔板组件1的左端和上游管道3的外表面通过承插焊连接，形成上游承插焊口5；节流孔板组件1的右端和下游管道4的外表面通过承插焊连接，形成下游承插焊口6。
如图3所示，上游承插焊口5至上游管道3右端的轴向距离大于5mm；耐流动加速腐蚀区2的轴向长度为上游管道3内径的2倍；下游管道4左端至下游承插焊口6的轴向距离大于5mm。
节流孔板组件1采用304L不锈钢材料制成。
节流孔板组件1的外表面粗糙度为1.6μm，其他表面粗糙度3.2μm。
上游承插焊口5和下游承插焊口6的厚度均大于1.2倍的上游管道3的壁厚。
本实用新型通过分析孔板及其下游管道在不同入口流速、不同孔径内部条件下介质的流体力学特征，找到了节流孔板下游流动加速腐蚀或冲刷腐蚀的影响规律，通过保守预估和取整，确定孔径比在2.25～6之间的节流孔板下游流动加速腐蚀或冲刷腐蚀的敏感范围为孔板下游沿轴线方向2倍管径范围。采用本实用新型的节流孔板组件后，核电厂可免除对该管段的定期预防性维修工作，降低管理成本和运行风险。
上面结合实施例对本实用新型的实施方法作了详细说明，但是本实用新型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，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。本实用新型说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (8)
1.一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：它包括节流孔板组件(1)和耐流动加速腐蚀区(2)；节流孔板组件(1)的左端与上游管道(3)固定连接，右端与下游管道(4)固定连接；耐流动加速腐蚀区(2)设置在节流孔板组件(1)内部，位于下游管道(4)的左侧。
2.根据权利要求1所述的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：所述的节流孔板组件(1)整体为中空的圆柱体形，内径分别与上游管道(3)和下游管道(4)的内径相等，且分别与上游管道(3)和下游管道(4)同轴；节流孔板组件(1)内壁上设置有环形凸台，从而将节流孔板组件(1)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(1)左端沿轴向开设有环形凹槽，凹槽的直径与上游管道(3)的外径相匹配，用于安装上游管道(3)；在节流孔板组件(1)右端沿轴向开设有环形凹槽，凹槽的直径与下游管道(4)相匹配，用于安装下游管道(4)。
3.根据权利要求2所述的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：所述的耐流动加速腐蚀区(2)位于节流孔板组件(1)内部环形凸台右端至下游管道(4)左端的区域。
4.根据权利要求1所述的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：所述的节流孔板组件(1)的左端和上游管道(3)的外表面通过承插焊连接，形成上游承插焊口(5)；节流孔板组件(1)的右端和下游管道(4)的外表面通过承插焊连接，形成下游承插焊口(6)。
5.根据权利要求4所述的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：所述的上游承插焊口(5)至上游管道(3)右端的轴向距离大于5mm；耐流动加速腐蚀区(2)的轴向长度为上游管道(3)内径的2倍；下游管道(4)左端至下游承插焊口(6)的轴向距离大于5mm。
6.根据权利要求1所述的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：所述的节流孔板组件(1)采用304L不锈钢材料制成。
7.根据权利要求1所述的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：所述的节流孔板组件(1)的外表面粗糙度为1.6μm，其他表面粗糙度3.2μm；。
8.根据权利要求4所述的耐流动加速腐蚀的节流孔板组件，其特征在于：所述的上游承插焊口(5)和下游承插焊口(6)的厚度均大于1.2倍的上游管道(3)的壁厚。
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| CN201720333778.3U CN206669209U (zh) | 2017-03-31 | 2017-03-31 | 一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件 |
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| CN106931267A (zh) * | 2017-03-31 | 2017-07-07 | 中核核电运行管理有限公司 | 一种耐流动加速腐蚀的节流孔板组件 |
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