DE3519438A1

DE3519438A1 - Korrosionsschutzverfahren fuer ein rohr eines dampferzeugers und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE3519438A1
Application number: DE19853519438
Authority: DE
Inventors: Philippe Paris Malagola; Jean-Marie Plaisir Vassal
Original assignee: Framatome SA
Current assignee: Areva NP SAS
Priority date: 1984-05-30
Filing date: 1985-05-30
Publication date: 1986-01-09
Also published as: CH663264A5; US4624750A; ZA853425B; SE8502615D0; JPS6149905A; CA1267106A; DE3519438C2; JPH0550642B2; SE464138B; SE8502615L; BE902532A; FR2565323A1; FR2565323B1

Description

Korrosionsschutzverfahren für ein Rohr eines Dampferzeugers und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Korrosionsschutzverfahren für ein Rohr eines Dampferzeugers und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Korrosionsschutzverfahrens.

Dampferzeuger in Druckwasser-Kernreaktoren weisen in der Regel ein U-förmiges Rohrbündel auf, wobei die Rohrenden in einer Rohrplatte befestigt sind. Diese Rohrplatte trennt den Dampferzeuger in einen Bereich, der das unter Druck stehende Wasser aufnimmt, das das seine Wärme an den Dampferzeuger abgebende Fluid darstellt und einen Bereich, in dem das zu verdampfende Wasser dem Dampferzeuger zugeführt wird. Das Röhrenbündel ist in dem Bereich des Dampferzeugers angeordnet, der das zu verdampfende Wasser aufnimmt,und die Enden eines jeden Rohres durchgueren die Rohrplatte über dessen ganze Dicke derart, daß die Rohre mit dem Bereich des Dampferzeugers verbunden werden, der das unter Druck stehende Wasser oder das Primärfluid aufnimmt. Dieser Bereich stellt einen zweiteiligen Wasserkasten dar, von dem ein Teil das unter Druck stehende Wasser aufnimmt_/und es in die Rohre des Röhrenbündels verteilt und dessen anderer Teil das Wasser aufnimmt, das durch die Rohre des Röhrenbündels geströmt ist, bevor dieses in den Behälter des Kernreaktors zurückfließt. Das Speisewasser erhitzt sich und verdampft beim Kontakt mit den Außenwandungen der Rohre des Rohrbündels.

Die Rohrplatten der Dampferzeuger von Druckwasser-Kernreaktoren haben eine sehr große Dicke, die bis zu 0,6 m oder darüber erreichen kann. Die Enden eines jeden Rohres des Röhrenbündels sind durch Quetschung in den Öffnungen befestigt, die die Rohrplatte über ihre gesamte Dicke durchgueren. Diese

auch Einwalzen genannte Maßnahme besteht darin, die Wandung der Enden der in die Rohrplatte eingeführten Rohre mittels eines Röhreneinwalzapparates zu walzen. Dieser Röhreneinwalzapparat weist Walzen auf und wird in das Innere des Rohrs eingeführt, und zwar in den gesamten Bereich, der sich im Inneren der Rohrplatte befindet. Die Enden des Rohres sind an der Rohrplatte an der Seite angeschweißt, die mit dem Primärfluid in Kontakt steht. Die andere Seite der Rohrplatte wird von den Rohren durchquert, die in den Bereich des Dampferzeugers eindringen, der das zu verdampfende Wasser aufnimmt.

Die Rohre des Röhrenbündels bilden eine Trennwand zwischen dem radioaktiven Primärfluid und dem aus Speisewasser oder dessen Dampf bestehenden Sekundärfluid. Dieser Dampf wird den Turbinen des Kernreaktors zugeführt, die außerhalb des Reaktorgebäudes, das dessen Sicherheitsbehälter bildet, angeordnet sind. Es ist daher sehr wichtig, daß die Rohre eine vollkommene Trennung zwischen dem Primärfluid und dem Sekundärfluid gewährleisten.

Zu Beginn des Betriebes des Dampferzeugers ist diese vollkommene Trennung der Fluide gewährleistet, da der einwandfreie Zustand der Wandung der Rohre und die Qualität der Schweißnähte kontrolliert wurden. Dies kann sich jedoch nach einer bestimmten Betriebsdauer des Dampferzeugers ändern, da Risse oder Löcher an bestimmten Rohren, insbesondere unter Korrosionseinwirkung auftreten können. Dampferzeuger sind für sehr lange Betriebsdauern, etwa 40 Jahre_/ ausgelegt und trotz der Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion der verwendeten Materialien können die Rohre, die normalerweise aus einer Nikkellegierung bestehen, in bestimmten Bereichen angegriffen werden.

Man hat insbesondere festgestellt, daß die Bereiche der Rohre, die in der Nähe der mit dem zu verdampfenden Wasser in

Berührung stehende Seite der Rohrplatte liegen, stärker korrodieren als andere Bereiche der Rohre. In diesem Rohrteil liegt der Übergangsbereich zwischen dem während des Rohreinwalzens verformten Bereich und dem nicht deformierten Bereich des Rohres. Im Betrieb hat das Primärfluid des Reaktors etwa eine Temperatur von 325°C und einen Druck von 155 bar. Dieses Fluid besteht aus entmineralisiertem Wasser mit einem veränderlichen Anteil an Bor in Form von Borsäure, die Neutronen absorbiert und zur Leistungsregelung des Reaktors dient. Ferner enthält das Primärfluid Lithiumhydroxid, um den pH-Wert des Primärfluids auf einem Wert zu halten, der die Korrosion begrenzt. In dem Übergangsbereich, wo nach dem Einwalzen die Konzentration an Restspannungen groß ist, insbesondere in der inneren Oberflächenschicht des Rohres, findet eine Korrosion des Rohres statt, das mit dem unter hoher Temperatur und hohem Druck stehenden Primärfluid in Kontakt steht. Diese Korrosion kann zu Löchern oder Rissen des Rohres führen, was eine Einführung des Primärfluids in das Sekundärfluid zur Folge hat.

Es wurde bereits versucht, das Korrosionsverhalten von Dampferzeugerrohren in dem Übergangsbereich zu verbessern, indem man die Rohre durch diametrale Expansion entspannt hat. Dazu wurden Werkzeuge entwickelt, die diese Entspannung der Außenwände der Rohre eines Dampferzeugers in deren Übergangsbereichen schnell und automatisch bewirken. Das Einwalzen der Rohre erfolgte dabei in dem gesamten Teil des Rohres im Inneren der Rohrplatte. Der Übergangsbereich liegt in der Nähe der mit dem zu verdampfenden Speisewasser in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte. Dieses Entspannungsverfahren, das an den Enden eines jeden Rohres des Dampferzeugers durchgeführt werden muß, ist relativ langwierig, selbst wenn man Werkzeuge verwendet, deren Arbeitszyklus vollständig automatisiert ist. Ein Dampferzeuger eines Druckwasser-Kernreaktors weist eine sehr große Anzahl an Rohren auf, die mehr als 5000 betragen

kann. Ferner bleibt nach der Entspannung der Außenhaut des Rohres die Konzentration an Restspannungen in der Innenhaut des Rohres relativ groß. Die Korrosionsanfälligkeit bleibt also in diesem Bereich des Rohres, in der Nähe der mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte, erhöht. Das Speisewasser besteht aus entmineralisiertem Wasser mit Hydrazin und Ammoniak, um dessen korrosive Eigenschaften zu vermindern. Dieses Speisewasser, das seinen Aggregatzustand ändert und das nach erfolgter Kondensation in den Dampferzeuger zurückgeführt wird, greift bestimmte Teile des Sekundärkreises an und transportiert korrosive Stoffe, die die Tendenz haben, sich auf der oberen Seite der Rohrplatte, der Sekundärseite des Dampferzeugers, niederzuschlagen. Diese korrosiven Stoffe schlagen sich in Form von Schlamm, der im wesentlichen aus Magnetit besteht, während des Betriebs des Dampferzeugers auf der oberen Seite der Rohrplatte nieder. Diese Schlammschicht kann eine Dicke von mehreren cm aufweisen. Der Bereich der Rohre des Röhrenbündels, der sich in der Nähe dieser Seite der Rohrplatte befindet, erfährt eine gesteigerte Korrosion auf seiner Außenfläche aufgrund der Ansammlung von das Rohr berührenden Verunreinigungen und insbesondere in dem Zwischenraum, der zwischen dem Rohr und dem Ende der Öffnung in der Rohrplatte vorhanden sein kann. Diese Ansammlung von Verunreinigungen hat ihre Ursache in der schlechten Zirkulation des Sekundärfluids und in dem schlechten Wärmeaustausch des Fluids in diesem Bereich und schließlich in der Erzeugung einer für das Korrosionsverhalten des Rohres ungünstigen elektrochemischen Umgebung.

Um diese Nachteile zu beheben, wurden Vorrichtungen vorgeschlagen, mit denen die Verunreinigungsschicht auf der oberen Seite der Rohreplatte mehr oder weniger vollständig entfernt werden kann. Trotzdem kann die Korrosion des Rohres an seiner Außenfläche in der Nähe der oberen Seite der Rohrplatte stark sein und die Wirkung einer Korrosion durch das Primärfluid im Inneren der Rohre verstärken.

Aus dem französischen Patent Nr. 2 484 875 ist ein Verfahren zum dichten Befestigen eines Rohres in einer Rohrplatte bekannt , bei dem eine um das Rohr herum angeordnete Dichtmanschette in dem Bereich des Rohres vor dem Einwalzen angebracht ist, in dem das Rohr die Rohrplatte durchquert. Dies ermöglicht insbesondere einen ringförmigen Restspalt zwischen dem Rohr und dem Endbereich der Öffnung in der Rohrplatte zu eliminieren. Eine solche Maßnahme verkompliziert allerdings das Einwalzen, da es notwendig ist, diese Manschetten um jedes Ende des Rohres herum vor dessen Anbringung in der Rohrplatte anzulegen. Schließlich ergibt dieses Verfahren keinerlei Schutz für die Innenfläche des Rohres.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Korrosionsschutzverfahren für ein Rohr eines Dampferzeugers, das durch eine Quetschverbindung in einer dicken Rohrplatte zwischen der mit dem Wärme zum Dampferzeuger transportierenden Fluid in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte, in dessen Nähe das Ende des Rohres an der Rohrplatte angeschweißt ist und der anderen Seite der Rohrplatte, von wo aus das Rohr in den Bereich des Dampferzeugers eindringt, der das zu verdampfende Wasser aufnimmt, befestigt ist, anzugeben, das sehr effektiv ist und leicht bewerkstelligt werden kann.

Zu diesem Zweck wird mittels Elektrolyse auf die Innenfläche des Rohres nach dessen Befestigung in der Rohrplatte durch Quetschung und gegebenenfalls nach einem Spannungsfreiglühen zu beiden Seiten der mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte auf einer Länge, die etwas langer ist als der Übergangsbereich zwischen dem durch die Quetschung deformierten Teil und dem nicht verformten Teil des Rohres eine mit dem Rohrmaterial kompatible Metallschicht aufgebracht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Außenseite des Rohres zu beiden Seiten der mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt stehenden Seite

der Rohrplatte vor dem Einführen des Rohres in die Rohrplatte und der Quetschung in dieser Rohrplatte eine Beschichtung der Außenfläche des Rohres durchgeführt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Beschreibung mehrerer Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a einen Querschnitt entlang einer Synmetrieebene durch den in der Nähe der Übergangs zone gelegenen Teil eines in einer Rohrplatte durch Quetschung angeordneten und befestigten Rohrs,

Fig. 1b einen Schnitt durch den in der Nähe der Übergangszone des Rohres gelegenen Teils, nachdem das Rohr in einer Rohrplatte angeordnet, gequetscht und entspannt wurde,

Fig. 2 einen Schnitt in einer Symmetrieebene des in Fig.1b gezeigten Rohres nach elektrolytischer Aufbringung einer Schicht auf der Innenwand des Rohres nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Symmetrieebene des Teils des Rohres eines Dampferzeugers, der in der Nähe des Übergangsbereichs liegt, wobei dieses Rohr innen und außen durch elektrolytische Beschichtungen geschützt ist,

Fig. 4 einen Schnitt durch eine Vorrichtung zum elektrolytischen Niederschlagen einer Schicht im Inneren eines Rohres eines Dampferzeugers im Inneren dieses Rohres,

Fig. 5 einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Beschichten der Innenfläche des Rohres in dessen Übergangsbereich.

Fig. 1a zeigt ein Rohr 1, dessen Ende in eine Öffnung 3 einer Rohrplatte 2 eingeführt ist, wobei der Durchmesser dieser Öffnung etwas größer ist als der Durchmesser des Rohres 1.

Nach dem Einwalzen ist das Ende 4 des in die Rohrplatte eingeführten Rohres diametral etwas erweitert und gegen die Wandung der Öffnung 3 so gewalzt, daß die Dicke der Rohrwandung in diesem Bereich 4 etwas reduziert ist. Das Ende des Rohres, das an der Unterseite der Rohrplatte 2, die mit dem Primärfluid des Reaktors in Kontakt steht, gelegen ist, ist an der Rohrplatte mittels einer ringförmigen Schweißnaht 6 dicht verschweißt.

Der Ubergangsbereich 5 zwischen dem deformierten Teil 4 des Rohrs 1 und dem nicht verformten Teil erstreckt sich zu beiden Seiten der oberen Seite der Rohrplatte 2, die mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt steht. Dieser Ubergangsbereich 5 hat eine Höhe h.

Fig. 1b zeigt das Rohr 1, dessen Bereich 4 durch Einwalzen in der Rohrplatte 2 befestigt ist, nach einer Entspannungsoperation, durch die die Spannungen in der Übergangszone 5 reduziert werden, indem dieser Ubergangsbereich, dessen Höhe h¹ ist, wesentlich verlängert wurde, h¹ ist wesentlich größer als die Höhe h des entsprechenden Bereichs des in Fig. 1a gezeigten Rohres. Die Entspannungsoperation besteht darin, das Rohr in seinem Bereich 5 diametral zu erweitern, was ermöglich^ den zwischen dem Rohr und der Öffnung 3 in der Rohrplatte 2 gelegenen Raum 7 in der Nähe der oberen Austrittsseite der Rohrplatte zu schließen, die Übergangszone 5 zu verlängern und die Spannungen, insbesondere in der Außenhaut des Rohres in diesem Ubergangsbereich 5 zu vermindern.

Die Fig. 1a und 1b zeigen den Zwischenzustand bzw. den Endzustand eines Rohres eines Dampferzeugers, das mittels Einwalzen und anschließender Entspannung in der Rohrplatte be-

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festigt ist.

Fig. 2 zeigt dasselbe Rohr nach Durchführung des erfindungsgemäßen Korrosionsschutzverfahrens.

Das Rohr 1 besteht aus einer Nickellegierung, die Chrom und Eisen enthält. Die Rohrplatte 2 besteht aus leicht-legiertem Stahl.

Während des Betriebs des Dampferzeugers steht die Unterseite der Rohrplatte 2, an der das Ende des Bereichs 4 des Rohres 1, das an der Platte 2 angeschweißt ist, in Kontakt mit dem Primärfluid.

Die obere Seite der Rohrplatte 2 wird von dem in den oberen Bereich des Dampferzeugers eindringenden Teil des Rohres durchguert und steht mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Korrosionsschutzverfahren wird zu beiden Seiten der oberen Seite der Rohrplatte 2 im Inneren des Rohres auf einer Länge, die etwas größer als die Länge des Übergangsbereiches 5 mit der Höhe h¹ ist, eine Nickelschicht angebracht.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Mittenbereich der inneren elektrolytischen Beschichtung 10 in der Nähe der oberen Seite der Rohrplatte 2^nd das untere Ende der Beschichtung liegt in der Nähe des Endes des Bereichs 4 des Rohres 1, das an der unteren Seite der Rohrplatte angeschweißt ist. Die Gesamtlänge dieses Bereichs 10 beträgt für eine Rohrplatte mit einer Dicke von etwa 0,6 m mehr als 1 m.

Die Dicke der elektrolytischen Nickelschicht 10 liegt im Größenordnungsbereich eines 1/10 mrr^und der Rohrdurchmesser beträgt etwa 20 mm. Während des Betriebs des Dampferzeugers

gelangt das unter hohem Druck stehende Primärfluid hoher Temperatur, das im Inneren des Rohrs 1 zirkuliert, in dem Übergangsbereich 5 nicht in direkten Kontakt mit der Innenfläche des Rohres 1, da die Nickelschicht 10 in diesem Bereich eine Innenhaut bildet.Diese Schicht 10 hat eine geringe Konzentration an Restspannungen und kann demnach unter den Betriebsbedingungen des Dampferzeugers einer Korrosion durch das Primärfluid widerstehen.

Man hat also die innere Oberfläche des Rohres 1, die eine starke Konzentration an Restspannungen aufweist, durch eine Schicht mit einer geringen Konzentration an Restspannungen ersetzt, die der Korrosion widersteht und die Innenfläche des Rohres von dem unter hohem Druck stehenden Primärfluid hoher Temperatur isoliert.

Fig. 3 zeigt ein Rohr 1, das durch Quetschung in einer Rohrplatte 2 befestigt ist und das wie oben beschrieben eine innere elektrolytisch aufgebrachte Nickelschicht 10 in einem Bereich aufweist, der etwas größer ist als die Länge des Übergangsbereichs 5 und sich zu beiden Seiten der oberen Seite der Rohrplatte 2 erstreckt. Darüber hinaus weist das Rohr eine äußere elektrolytisch aufgebrachte Nickelschicht 12 auf, die auf dem Rohr angebracht wurde, bevor dieses in die Öffnung 3 der Rohrplatte eingeführt wurde und bevor der Bereich 4 des Rohres eingewalzt wurde.

Während des Einwalzens wird ein Teil der äußeren Nickelbeschichtung 12 in den ringförmigen Spalt 7 zwischen dem Rohr 1 und der Öffnung 3 in der Rohrplatte 2 getrieben, um dort einen Wulst 11 zu bilden, der den Ringspalt 7 auffüllt.

Die elektrolytische Nickelbeschichtung der Außenfläche des Rohres kann mittels eines beliebigen bekannten Verfahrens zum elektrolytischen Beschichten einer Rohraußenfläche bewerkstelligt werden.

Die Außenflächen der Enden aller Rohre des Rohrbündels werden mit einer Nickelschicht einer Dicke der Größenordnung eines 1/10 mm von dem Rohrende ab bis auf eine Länge, die etwas größer als die Dicke der Rohrplatte ist, versehen, wobei diese Länge bis zu zweimal .so groß wie die Dicke der Rohrplatte sein kann. Das Rohrende wird anschließend in die entsprechende Öffnung 3 der Rohrplatte 2 eingeführt, anschließend eingewalzt und wie oben beschrieben entspannt. Anschließend wird die Innenschicht 10 im Inneren des Rohres elektrolytisch niedergeschlagen, mit Hilfe einer Vorrichtung zum inneren Beschichten, die von der Art sein kann, wie sie in den Fig. 4 oder 5 gezeigt ist.

Fig. 4 zeigt die Vorrichtung zum elektrolytischen Beschichten mit Nickel, die im Inneren des Rohres 1 angeordnet ist, um dort eine Schicht 10 auf einer Länge anzubringen, die etwas größer als die Länge des Übergangsbereichs 5 ist.

Die Vorrichtung weist einen oberen Bolzen 14 und einen unteren Bolzen 15 auf, die aus Kunststoff bestehen und deren Durchmesser es ermöglichen, das Rohr in seinem nicht erweiterten Bereich bzw. seinem erweiterten Bereich dicht abzuschließen. Die Bolzen 14 sind mit Haltegliedern versehen, die sich ausgehend von der Unterseite der Rohrplatte im Inneren des Rohres festsetzen. Den unteren Bolzen 15 durchqueren zwei Leitungen 16 und 17, durch die der Elektrolyt in das zwischen den Bolzen 14 und 15 liegende Innenvolumen des Rohres eingelassen und anschließend zum Aufnehmen in einen Sammelbehälter 18 wieder abgelassen werden kann. Der Elektrolyt wird mittels einer Pumpe 19 aus dem Sammelbehälter 18 in das Innenvolumen des Rohres zwischen den Bolzen 14 und 15 eingelassen. Eine Regulierung der Zusammensetzung des Elektrolyten für das Niederschlagen von Nickel kann in dem Sammelbehälter 18 erfolgen . Eine rohrförmige perforierte Elektrode 22 mit einem etwas kleineren Durchmesser als der Durchmesser des Rohres 1 ist an dem Bolzen 15 befestigt. Diese Elektrode ist an dem Pluspol

einer Gleichstromquelle 20 angeschlossen, dessen Minuspol mit dem Rohr 1 verbunden ist. Die von der Stromquelle 20 gelieferte Stromstärke wird auf einen festen Wert eingestellt und die Dicke des Nickelniederschlags 10 hängt somit nur von der Dauer ab, während der Strom durch den Elektrolyten fließt. Auf diese Weise wird eine Beschichtung 10 mit einer genau bestimmten Dicke im Inneren des Rohres 1 erzielt.

Die Länge des Beschichtungsbereiches durch die Nickelschicht 10 wird durch die Lage der Bolzen 14 und 15 bestimmt, deren Anbringung während des Anbringens der Vorrichtung durch einen Pegelstab kontrolliert wird und durch die Lage und die Ausmaße der rohrförmigen Elektrode 22.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der Elektrolysevorrichtung zum inneren Beschichten eines in eine Rohrplatte gequetschten Rohrs mit Nickel.

Anstelle einer zylindrischen perforierten Hohlelektrode 22 aus Metall, einem Edelmetall, wie z.B. Platin, wie sie in der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung verwendet wird, wird eine Graphitanode 24 mit einem Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser des Rohres 1, verwendet, die von einer leitenden, porösen Hülse 25 umgeben ist, die mit einem Elektrolyten imprägniert ist. Die Anode 24 ist mit dem Pluspol der Gleichstromquelle 26 über einen hohlen Elektrodenhalter 27 verbunden und der Minuspol der Stromquelle 26 ist an das Rohr 1 geschaltet. Der hohle Elektrodenhalter 27 wird durch Zirkulation eines Kühlmittels abgekühlt, das dem Elektrodenhalter über ein Rohr 28 zugeführt und über ein Rohr 29 abgeführt wird.

Mit Hilfe der in Fig. 5 gezeigten Vorrichtung kann ein Nickelniederschlag 10 in dem Übergangsbereich 5 des Rohres und auf einer ausreichenden Länge zu beiden Seiten dieses Bereiches

erzielt werden, indem entweder eine Hülse 25 ausreichender Länge vorgesehen wird, oder indem die Elektrode 24 und die Hülse im Inneren des Rohres kontrolliert derart verschoben werden, daß die Elektrolysezeit ausreicht, um eine Nickelschicht mit der gewünschten Dicke in dem Rohr zu erzeugen.

Wenn gleichzeitig eine innere Schutzbeschichtung gegen Korrosion und eine äußere Schicht auf dem Rohr angebracht werden, muß die innere Beschichtung nach der Quetschung und gegebenenfalls nach der Entspannung des Rohres erfolgen, wohingegen die äußere Beschichtung angebracht werden muß, bevor das Rohr in die Rohrplatte eingeführt wird und vor der Quetschung und gegebenenfalls dem Entspannen.

Wie man sieht, liegen die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens darin, auf einfache Weise und sehr effizient ein Rohr gegen Korrosion durch das Primärfluid in dem Übergangsbereich, der gegenüber einer solchen Korrosion aufgrund der Anhäufung von Verspannungen am meisten anfällig ist, zu schützen und diesen Schutz ohne Modifizierung des metallurgischen und mechanischen Zustandes des Rohres zu erzielen.

Wenn man auch eine äußere Beschichtung auf dem Rohr vor dessen Befestigung in der Rohrplatte vorsieht, erreicht man so einen wirkungsvollen Schutz gegen eine Korrosion durch das Sekundärfluid, insbesondere in dem Bereich, wo das Rohr aus der Seite der Rohrplatte austritt, die mit dem Sekundärfluid in Kontakt steht.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern umfaßt vielmehr alle Varianten.

So kann z.B. anstelle Nickel ein anderes Material niedergeschlagen werden, soweit dieses Material mit dem Material der zu beschichtenden Rohre kompatibel ist.

Es sind ebenfalls andere Vorrichtungen zur inneren Beschichtung des Rohres nach dem Einwalzen und dem Entspannen denkbar .

Darüber hinaus kann das Auftragen einer Metallschicht auf der Innen- oder Außenseite des Rohres eines Wärmetauschers auch auf andere Weise erfolgen als durch elektrolytischen Niederschlag, z.B. mittels chemischer Methoden oder physikochemischer Metallisierung.

Das erfindungsgemäße Verfahren findet nicht nur Anwendung bei Dampferzeugern von Druckwasser-Kernreaktoren, sondern auch bei Dampferzeugern, die in eine dicke Rohrplatte eingequetschte Rohre aufweisen, deren Innenflächen mit einem Fluid in Kontakt steht, das unter den Betriebsbedingungen des Dampferzeugers korrosiv sein kann.

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Claims

62-3.7.663P(37.664H) 3o . Mai 1985 BEEtTST Steinsdorfstr.ro, 8000 München 22 Patentansprüche

1. Korrosionsschutzverfahren für ein Rohr (1) eines Dampferzeugers, das durch eine Quetschverbindung in einer dicken Rohrplatte (2) zwischen der mit dem Wärme zum Dampferzeuger transportierenden Fluid in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte, in dessen Nähe das Ende (4) des Rohres (1) an der Rohrplatte (2) angeschweißt ist und der anderen Seite der Rohrplatte (2), von wo aus das Rohr (1) in den Bereich des Dampferzeugers eindringt, der das zu verdampfende Wasser aufnimmt, befestigt ist, dadurch gekennzeichnet , daß mittels Elektrolyse auf die Innenfläche des Rohres (1) nach dessen Befestigung in der Rohrplatte durch Quetschung und gegebenenfalls nach einem Spannungsfreiglühen zu beiden Seiten der mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte (2) auf einer Länge, die etwas langer ist Ϊ

als der Übergangsbereich (5) zwischen dem durch die Quet- *

schung deformierten Teil und dem nicht verformten Teil des Rohrs (1) eine mit dem Rohrmaterial kompatible Metallschicht aufgebracht wird.

2. Korrosionsschutzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Einführung des Rohrs in die Rohrplatte, vor dessen Quetschung und dessen Spannungsfreiglühen auf dessen Außenfläche eine Schicht aus einem mit dem Rohrmaterial kompatiblen Metall in einem Bereich aufgebracht wird, der dem zu beiden Seiten der mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte (2) gelegenen Bereich des Rohres (1) entspricht und auf einer Länge, die etwas länger ist als der Übergangsbereich (5).

62-267/85-ICHO

3. Korrosionsschutzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus einer Nickellegierung und die durch Elektrolyse aufgebrachte Metallschicht (10) aus Nickel besteht.

4. Korrosionsschutzverfahren nach einem der Ansprüche

1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittels Elektrolyse auf die Innenfläche des Rohres aufgebrachte Metallschicht (10) sich von einem Bereich nahe dem an die Rohrplatte angeschweißten Rohrende aus bis zu einem etwa unterhalb der mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte gelegenen Bereich erstreckt.

5. Korrosionsschutzverfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer mittels Elektrolyse aufgebrachten Metallschicht (10) versehene Bereich der Innenfläche des Rohres (1) etwa doppelt so lang ist wie die Dicke der Rohrplatte (2).

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6. Korrosionsschutzverfahren nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die Dicke der auf der Außenfläche des Rohres (1) mittels Elektrolyse aufgebrachten Metallschicht (2) ausreicht, um den Ringspalt (7) zwischen dem in der Nähe der mit dem zu verdampfenden Wasser in Kontakt stehenden Seite der Rohrplatte (2) gelegenen Ende des Rohres, (1) und der Rohrplatte (2) nach der Quetschung und dem Spannungsfreiglühen des Rohres (1) auszufüllen.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Korrosionsschutzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei Bolzen (14,15), die jeweils solche Durchmesser haben, daß sie den gequetschten Bereich (4) des Rohres bzw. den nicht verformten Bereich des Rohrs verschließen können, wobei der Bolzen (15) zum Verschließen des gequetschten Bereichs des Rohrs eine hohle, perforierte zylindrische Elektrode (22) trägt und von Leitungen (16,17) für die

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Zu- und Abfuhr des Elektrolyten durch den Bolzen (15) mittels einer Pumpe (19) durchquert wird, wobei der Elektrolyt in einen Sammelbehälter (18) rückgeführt wird, und durch eine Stromquelle (20), deren Pluspol an die Elektrode (22) und deren Minuspol an das Rohr (1) geschaltet sind.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Korrosionsschutzverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine auf ihrer Außenfläche mit einer stromleitenden und absorbierenden Hülse (25) beschichteten Elektrode (24), wobei die Elektrode (24) und die Hülse (25) zusammen einen Durchmesser haben, der etwas größer ist als der Innendurchmesser des innen zu beschichtenden Rohres (1) und durch eine Stromquelle (26), deren Pluspol an die Elektrode (24) und deren Minuspol an das Rohr geschaltet sind.

ORIGINAL INSPECTED