CN207717517U - 一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于核电技术领域，具体为一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，包括待测传热管和放置传热管的腐蚀环境、与传热管连接的压力系统，以及与压力系统连接的冷凝系统，所述的腐蚀环境包括玻璃烧瓶和用于加热玻璃烧瓶的电热炉，玻璃烧瓶内有腐蚀溶液，传热管部分没入腐蚀溶液中；所述的压力系统包括与传热管通过管路连接的水压泵和设于该管路上的稳压罐，冷凝系统包括放置在所述的玻璃烧瓶一个出口的冷凝管，以及设于冷凝管的两端连接循环水泵和水箱，循环水泵从水箱引水；本试验装置用于研究蒸汽发生器传热管外表面应力腐蚀开裂敏感性，观察应力腐蚀开裂状态的试验系统。

Description

一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置

技术领域

本实用新型属于核电技术领域，具体涉及一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置。

背景技术

蒸汽发生器是核动力装置中连接一、二回路的关键设备，而其中的传热管壁厚较薄，并且承受着一次侧和二次侧之间较大的温差和压差产生的应力，经受着振动、腐蚀以及传热管与管板连接部位的集中应力等，造成蒸汽发生器传热管破裂事故的概率比较高。运行经验表明，传热管是整个一回路压力边界中最薄弱的部分，也是蒸汽发生器内的事故多发区域。蒸汽发生器的可靠性主要取决于传热管的完好性。

为了防止蒸汽发生器传热管发生应力腐蚀开裂，国内外进行了大量研究，传热管很容易发生二次侧氯致应力腐蚀开裂，某核电厂蒸汽发生器在役前检查时在传热管上就发现了此类裂纹，它的存在对传热管的完整性构成了隐患。

因此，开展传热管的应力腐蚀试验研究，掌握应力腐蚀开裂发生的规律，对防止蒸汽发生器传热管发生此类破坏机理意义重大。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，其能够用于测试蒸汽发生器传热管外表面应力腐蚀开裂敏感性，观察应力腐蚀开裂状态。

本实用新型的技术方案如下：

一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，包括待测传热管和放置传热管的腐蚀环境、与传热管连接的压力系统，以及与压力系统连接的冷凝系统，所述的腐蚀环境包括玻璃烧瓶和用于加热玻璃烧瓶的电热炉，玻璃烧瓶内有腐蚀溶液，传热管部分没入腐蚀溶液中；所述的压力系统包括与传热管通过管路连接的水压泵和设于该管路上的稳压罐，冷凝系统包括放置在所述的玻璃烧瓶一个出口的冷凝管，以及设于冷凝管的两端连接循环水泵和水箱，循环水泵从水箱引水。

还包括试验环境监测模块，所述的试验环境监测模块包括放置在所述的玻璃烧瓶另一个出口的测温元件和与传热管连接的压力传感器。

所述的试验环境监测模块还包括数据采集模块和计算机，所述的述测温元件和压力传感器向数据采集模块传递测量数据，计算机对数据采集模块传递的数据进行计算，得出试验时间。

所述的玻璃烧瓶下端设有取样口。

所述的水压泵与传热管连接的管路上，设有排气阀门和压力表。

所述的稳压罐顶部设有排气阀。

本实用新型的有益效果如下：试验装置是一个专门用于研究蒸汽发生器传热管外表面应力腐蚀开裂敏感性，观察应力腐蚀开裂状态的试验系统。本试验系统可以对传热管施加内部压力，并模拟蒸汽发生器传热管的外部运行环境，使试件具备发生应力腐蚀开裂的两个必要条件，研究传热管在各种运行环境条件下，发生应力腐蚀开裂的可能性。其主要作用是用来研究传热管运行水化学环境，优化运行蒸汽发生器传热管选材及制造工艺，验证设计的可靠性。

通过蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验，不仅可以对理论分析的结果进行验证，而且可以掌握传热管在特定环境中的应力腐蚀开裂特征和规律，为降低蒸汽发生器传热管发生应力腐蚀开裂的风险提供依据。

附图说明

图1为蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置示意图；

图中：1.水压泵；2.稳压罐；3.玻璃烧瓶；4.电热炉；5.冷凝管；6.水箱；7.循环水泵；8.传热管；9.压力传感器；10.腐蚀溶液；11.取样口；12.测温元件；13.数据采集模块；14.计算机。

具体实施方式

下面通过附图及具体实施方式对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实施例中，试验装置包括压力系统模块、腐蚀环境模块、冷凝模块和试验环境监测模块。压力系统模块由水压泵1、稳压罐2和连接管线构成；腐蚀环境模块由玻璃烧瓶3和电热炉4构成，冷凝模块由冷凝管5、循环水泵6、水箱7和连接管线构成。试验监测模块，包括压力传感器9、测温元件12、数据采集模块13和计算机14。

水压泵1出水管路上安装稳压罐2，管路末端利用快速接头连接传热管8，传热管8放置在装有腐蚀溶液10的玻璃烧瓶3中，传热管8部分没入腐蚀溶液10中。玻璃烧瓶3上加工有两个出口，一个放置测温元件12，用来测量腐蚀溶液10的实时温度，另一个放置冷凝管5，冷凝管5的两端分别连接循环水泵7和水箱6，且循环水泵7从水箱6引水。同时在玻璃烧瓶3下端安装取样口11，用于检测腐蚀溶液10。玻璃烧瓶3通过下端的电热炉4实时加热。传热管8的上端连接压力传感器9，用于实时检测被测工件的受压。

上述测温元件12和压力传感器9都向数据采集模块13传递测量数据，计算机14对数据采集模块13传递的数据进行计算，得出试验时间。

稳压罐2用于抵消由于温度变化或者系统微漏导致的系统内水位的变化和压力变化；

水压泵1用于传热管打压，模拟传热管实际受力状态；

冷凝管5用于冷凝腐蚀溶液蒸发出来的水蒸气，保持腐蚀溶液浓度维持在规定数值；

玻璃烧瓶3该烧瓶根据试验需要设计接口，制造厂定制。使用玻璃烧瓶作为腐蚀溶液的盛装容器，可方便观察试验现象，记录试验结果。

压力系统模块实现传热管打压并保压，模拟传热管受力状态；腐蚀环境模块提供传热管应力腐蚀试验所需的腐蚀环境，腐蚀溶液的种类、浓度和温度可以根据需要调整；冷凝模块用来冷凝腐蚀溶液蒸发的水汽，保持溶液浓度不变。

试验监测模块，用来测量系统的压力和腐蚀溶液温度，根据试验要求给出补充压力或补充溶液的提示。

试验系统基本流程为：按试验要求调配一定浓度的腐蚀溶液放入玻璃烧瓶，安装传热管试件8、冷凝管5和测温元件12到位，测试压力监测和温度监测系统显示正常，开始启动水压泵1给打压系统灌入水，稳压罐2顶部排气阀处于打开状态，待排气完成后关闭排气阀，系统内压力开始升高，同时启动电热炉4开始升温，调整电功率使腐蚀溶液10温度稳定在试验要求温度，开启冷凝系统的循环水泵7，并调整流量，直到冷凝管5上部无蒸汽冒出。待试件传热管8内压力、溶液温度和溶液浓度都达到试验要求时开始计算试验时间。

Claims (6)

1.一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，包括待测传热管(8)和放置传热管的腐蚀环境、与传热管(8)连接的压力系统，以及与压力系统连接的冷凝系统，其特征在于：所述的腐蚀环境包括玻璃烧瓶(3)和用于加热玻璃烧瓶(3)的电热炉(4)，玻璃烧瓶(3)内有腐蚀溶液(10)，传热管(8)部分没入腐蚀溶液(10)中；所述的压力系统包括与传热管(8)通过管路连接的水压泵(1)和设于该管路上的稳压罐(2)，冷凝系统包括放置在所述的玻璃烧瓶(3)一个出口的冷凝管(5)，以及设于冷凝管(5)的两端连接循环水泵(7)和水箱(6)，循环水泵(7)从水箱(6)引水。

2.如权利要求1所述的一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，其特征在于：还包括试验环境监测模块，所述的试验环境监测模块包括放置在所述的玻璃烧瓶(3)另一个出口的测温元件(12)和与传热管连接的压力传感器(9)。

3.如权利要求2所述的一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述的试验环境监测模块还包括数据采集模块(13)和计算机(14)，所述的述测温元件(12)和压力传感器(9)向数据采集模块(13)传递测量数据，计算机(14)对数据采集模块(13)传递的数据进行计算，得出试验时间。

4.如权利要求1～3任意一项所述的一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述的玻璃烧瓶(3)下端设有取样口(11)。

5.如权利要求1～3任意一项所述的一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述的水压泵(1)与传热管(8)连接的管路上，设有排气阀门和压力表。

6.如权利要求1～3任意一项所述的一种蒸汽发生器传热管应力腐蚀试验装置，其特征在于：所述的稳压罐(2)顶部设有排气阀。