核電站海水冷卻系統換熱器防腐技術的研究與應用

藍月華

（茂名市茂港電力設備廠有限公司，廣東 茂名 525000）

核電站海水冷卻系統換熱器防腐技術的研究與應用

藍月華

（茂名市茂港電力設備廠有限公司，廣東 茂名 525000）

針對傳統的海水—工業水換熱器與海水接觸部位容易被腐蝕，從而造成換熱器產生泄漏的問題，通過與廣東工業大學合作，展開了對換熱器防腐蝕技術的研究，最終獲得了比較好的防腐蝕技術并應用于實際生產中。

核電站；換熱器；海水；防腐蝕

（一）背景技術

換熱器是核電站中的關鍵設備，其性能優劣直接影響到發電機組的穩定和效率。基于水資源、節能和核電裝置安全等的綜合考慮，我國在用或新建的核電站絕大多數建在濱海地區，并以海水為介質，通過熱交換方式冷卻用于核島、常規島系統的除鹽水和飽和蒸汽等。而海水是腐蝕很嚴重的冷卻介質，為了提高換熱器的耐蝕性，傳統的海水—工業水換熱器水室是通過涂層來防腐，即是在水室內墻與海水接觸的地方貼上橡膠整體硫化融合達到防腐的效果。由于襯膠在海水里時間長了會老化龜裂，造成換熱器水室每年都會產生泄漏，維護工作量大，使用壽命短。為此,我公司與廣東工業大學合作展開了對換熱器防腐蝕技術的研究。

（二）新型防腐技術特點

采用新型防腐技術的水室有兩大技術特點：

1.材料采用鈦-鋼復合板，復合板的內層為耐海水腐蝕的純鈦，外層（基層）為 Q345R鋼板，兩者經過爆炸焊接復合而成。這種結構能使設備在長時間工作中防止海水的腐蝕，大大延長設備的使用壽命。

2.結構上采用錐形進出口，使海水從水室中部進出，大大減少流動阻力，節能降耗，且水中的雜物容易隨水流排出，不易沉積，減少清洗維護費用。

（三）具體實施方式

海水-工業水換熱器與海水接觸的部件有水室、管板、換熱管，以下分別予以說明這些部件的防腐措施。

1.水室。水室分為進水室和出水室，水室為錐形結構，錐形結構可以使流場均勻，減少回彎處流動阻力。如一次水為海水，則換熱器兩水室材料均為鈦-鋼復合板，復合板的內層為耐海水腐蝕的純鈦，外層（基層）為 Q345R鋼板，兩者經過爆炸焊接復合而成。兩水室與管板的連接均為法蘭連接，法蘭采用鈦-鋼復合板，鈦層復合到法蘭的密封面。這種結構采用鈦-鋼復合板，所有與海水接觸的地方均有鈦層保護，既保證水室強度，又能耐海水腐蝕。

2.管板。管板材質是鈦-鋼復合板，一次水側為防腐復合層，管孔復合層與換熱管管頭采用脹接加焊接連接，復合層能有效防止一次水腐蝕， 鋼層保證管板的強度。

3.換熱管。海水換熱管材質是工業純鈦ASTMB338 Gr.2，鈦是目前傳熱性能好又耐海水腐蝕的最佳材料，密度小，強度高。管頭與管板采用貼脹—氬弧焊接—強度脹接相結合的連接方式，徹底防止管頭泄漏及間隙腐蝕。

利用上述新型防腐技術的換熱器，2002年用于華能汕頭電廠300MW機組，2007年用于秦山核電300MW機組，至今都沒有發現泄漏現象，并且使用效果良好。2009～2010年我公司又利用該技術分別為方家山核電和陽江核電制造了兩臺海水-工業水換熱器。

（四）新型防腐技術與傳統防腐技術的比較

與傳統技術相比具有以下優勢：

1.防腐效果好，使用壽命長?，F有技術水室為襯膠結構，氣密性較差，易老化脫落，使用壽命短，通常是1～2年左右就需更換或重新涂層防腐。而采用新型防腐技術的水室可長期運行，不發生腐蝕。

2.方便檢修和清淤。傳統的涂層水室因其內腔表面粗糙，易使垃圾、泥沙等沉積而影響使用效果。而采用新型防腐技術的水室因其鈦層表面光滑，加上圓弧過度設計，使室內的垃圾、泥沙等難于淤積，減少清洗維護費用。

3.流動阻力小。采用新型防腐技術的水室結構采用錐形進出口，使海水從水室中部進出，大大減少流動阻力，節能降耗。

（五）結束語

鈦是目前防止海水腐蝕的最佳材料，由于其表面堅固氧化層能長期防止氯離子的腐蝕。但缺點就是成本太高，特別是作為結構部件時這個問題尤為突出，有效的解決方法就是使用鈦鋼復合板。鈦鋼復合板是由一層鈦薄板和一層鋼板爆炸復合而成，鈦與鋼的復合材料板稱之為鈦鋼復合板，既有鈦的耐蝕性，又有鋼板的強度，重要的是成本也大幅度下降了。核電站海水冷卻系統換熱器為防止海水腐蝕采取的主要措施有：1.水室、管板材料均為鈦-鋼復合板；換熱管材質是工業純鈦ASTMB338 Gr.2。2.管頭與管板采用貼脹—氬弧焊接—強度脹接相結合的連接方式，可防止管頭泄漏及間隙腐蝕。

本新型防腐技術對與海水接觸的部件水室、管板、換熱管采取了有效的防腐措施，從而可以提高換熱器的使用效果，延長換熱器的使用壽命，使得電廠節省檢修時間，提高經濟效益。

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[2]束國剛,上官斌,何大波.核電設備國產化推進工作實踐[J].電力技術經濟,2009.

[3]朱相榮,黃桂橋,林樂耘,等.金屬材料長周期海水腐蝕規律研究[J].中國腐蝕與防護學報,2005.

TM623

A

1008-1151(2011)04-0138-01

2011-01-08

藍月華（1973－），女，廣東茂名人，茂名市茂港電力設備廠有限公司工程師，研究方向為換熱器優化設計。