核電廠蒸汽發生器傳熱管役前渦流檢查中不通管的典型案例分析

【摘要】蒸汽發生器傳熱管是核電廠進行熱交換的重要設備，不通管的數量直接影響發電效率。對蒸發器傳熱管實施100%役前渦流檢查，全面掌握傳熱管不通管的情況。發現不通管后采用內窺鏡檢查進一步確定原因。內窺鏡檢查表明，制造廠進行傳熱管清理時遺留的毛氈塞是造成不通管的原因之一。

【關鍵詞】傳熱管；渦流檢查；役前檢查；不通管

1、背景概述

壓水堆核電廠蒸汽發生器（StearnGenerator，SG）是一回路冷卻劑從反應堆獲得的熱能傳給二回路工質使其變成蒸汽的熱交換設備。蒸汽發生器傳熱管構成了反應堆冷卻劑壓力邊界，是核電廠縱深防御重要的實體屏障，對核電廠的安全運行特別重要。目前，核電廠SG傳熱管最有效的無損檢測方法是渦流檢測（EddyCurrent Testinq.ET）。

按照RSE-M97 B4610的要求，在機組冷試后的役前檢查階段，對SG傳熱管實施ET全面役前檢查（VCI），全面掌握傳熱管的初始質量狀況，并把探頭無法通過的管子（不通管）作為一種不可接受的情況，為后續在役檢查提供參考和比較。

2、蒸汽發生器傳熱管概述

國內某壓水堆核電廠（以下簡稱“某核電廠”）的SG采用飽和蒸汽發生器帶內置汽水分離器立式倒“U”形管自然循環的結構型式，單臺機組共有三臺蒸汽發生器。傳熱管的具體參數如表1所示。以坐標方式（CXXX，RXXX）表示傳熱管的編號，其中定義垂直于SG下封頭水室隔板的方向為C（Column）軸，平行于SG下封頭水室隔板的方向為R（Row）軸，如圖1所示。對于每一根傳熱管，具有唯一的編號。

SG運行期間可能由于化學、機械等機理而導致傳熱管的降質，包括減薄（Thinning）、點蝕（Pitting）、二次側應力腐蝕開裂和晶間腐蝕（IGA/SCC）及一次側應力腐蝕開裂（PWSCC），磨損（Wear）、撞擊（ImpIngement）、疲勞（Fatigue）等[2]。一些非降質信號主要是凹痕（DNT）、磁區顯示（PVN）、制造打磨痕跡（MBM）等。因ET技術成熟、檢測速度快且容易實現自動化，核電站役前檢查通常使用ET技術對傳熱管進行初始狀態監測。

3、渦流檢查

2016年6月至7月，某核電廠4#機組第一階段役前檢查期間，對三臺蒸汽發生器進行了100%的傳熱管渦流檢查。傳熱管渦流數據采集通過采集工作站遠程控制多頻渦流儀（型號：OMNl200）、探頭定位器（型號：PEGASYS）和探頭推拔器（型號：EPOD）實現渦流探頭（注：使用軸繞式探頭（Bobbin）對傳熱管進行全長度檢查，采用旋轉探頭（MRPC）進行補充檢驗）在被檢的傳熱管中的前進和后退，在探頭后退的過程中完成對傳熱管數據的采集，同時將采集到的數據存儲在硬盤或光盤中。不同的數據分析人員通過分析工作站遠程調用數據，對原始數據進行兩次獨立的數據分析。在進行傳熱管ET前，首先利用標定管對ET系統進行標定，得到一個初始的參考相位與參考幅值，再制作標定曲線進行渦流信號分析，最后分析診斷各被檢傳熱管的狀態。

4、不通管的形成原因及分析

一般的。SG傳熱管渦流役前檢查很少發現缺陷。但2016年6月在某核電廠4#機組三臺SG傳熱管進行ET時發現1號SG有三根傳熱管（管號：R01C02，R03C02，R01C03），渦流探頭無法通過管子，致使對該三根傳熱管的ET無法完整進行。針對這一異常現象，為了確定不通管形成的原因，檢測單位在得到業主方的授權后，采用內窺鏡對三根不通管進行了觀察，發現管徑內部均存在白色異物，如圖2所示。

由于傳熱管為一回路蒸汽發生器重要組件，若此異物未能及時發現并進行消缺處置，一旦一回路進行水壓試驗，異物將會順著一回路進行竄動，將向子彈一樣對一環路設備造成損傷，在這方面是有經驗教訓的。例如，某核電廠由于反應堆壓力容器內部有異物（堆內構件底腳的固定螺栓脫落），在進行一回路水壓試驗時，異物沿著環路竄動，將三臺蒸汽發生器水室內部嚴重擊傷。被迫停工返修，致使工期進度嚴重滯后，造成了較大的經濟損失。

役前階段的傳熱管由于還沒有介質流入，所以判斷異物可能是制造階段遺留下來的。為了消除隱患，業主方責成制造廠商派技術人員進行消缺處理。廠方采用了對不通的傳熱管內部沖入壓縮空氣，在壓力的作用下，將異物排除管子外面。經辨認，異物被確定為在制造廠進行傳熱管清理時遺留的毛氈賽。

結語：

SG傳熱管是核島內的核一級部件，是關乎核安全的關鍵設備，所以在制造階段就應嚴把質量關，以保證其在使用期間不會發生故障而導致人員傷亡和經濟損失。役前檢查是SG傳熱管服役之前的最后一次檢測，起到了承前啟后的作用。對于役前檢查中發現的缺陷及不通管，應采取合適的技術手段進行處理，為核電廠的正常發電運行打下堅實基礎。