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核电厂蒸汽发生器管板堵头结构设计与安全性分析

赵立彬 王德军 盛朝阳 胡安中 季龙华

赵立彬, 王德军, 盛朝阳, 胡安中, 季龙华. 核电厂蒸汽发生器管板堵头结构设计与安全性分析[J]. 核动力工程, 2025, 46(4): 225-230. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090009
引用本文: 赵立彬, 王德军, 盛朝阳, 胡安中, 季龙华. 核电厂蒸汽发生器管板堵头结构设计与安全性分析[J]. 核动力工程, 2025, 46(4): 225-230. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090009
Zhao Libin, Wang Dejun, Sheng Zhaoyang, Hu Anzhong, Ji Longhua. Structure Design and Safety Analysis on Tube Sheet Plug of Steam Generator in Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(4): 225-230. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090009
Citation: Zhao Libin, Wang Dejun, Sheng Zhaoyang, Hu Anzhong, Ji Longhua. Structure Design and Safety Analysis on Tube Sheet Plug of Steam Generator in Nuclear Power Plant[J]. Nuclear Power Engineering, 2025, 46(4): 225-230. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090009

核电厂蒸汽发生器管板堵头结构设计与安全性分析

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.090009
详细信息
    作者简介:

    赵立彬(1987—),男,高级工程师,主要从事焊接、无损检验技术研究和核安全审评工作,E-mail: zhlbhit@126.com

    通讯作者:

    盛朝阳(1981—),E-mail: shengzhaoyang@chinansc.cn

  • 中图分类号: TL214;TG4

Structure Design and Safety Analysis on Tube Sheet Plug of Steam Generator in Nuclear Power Plant

  • 摘要: 核电厂蒸汽发生器(SG)管板在制造过程中漏钻一管孔,导致大部分U形管胀焊或定位胀后穿管时有一根U形管无法穿入,经研究,设备制造厂实施了对漏钻管孔对称位置的已加工管孔进行堵管的方案,此方案需对SG管板一次侧和二次侧分别进行堵管。针对该不符合项,从核安全审评角度重点对SG二次侧堵头设计、结构强度、流致振动、焊缝质量等进行了探讨与分析。同时,为了确保核安全,还进行了一次侧堵头失效后果分析、二次侧堵头结构安全设计以及焊缝质量的在役检查方案论证。结果表明,目前的堵管方案合理可行,但仍需加强在役检查阶段的跟踪检查,以保证管板堵孔处置的可靠性,确保SG的安全稳定运行。

     

  • 图  1  穿管卡涩实物图

    Figure  1.  Physical Diagram of Tube Sticking

    图  2  管板漏钻管孔及堵孔位置示意图

    Figure  2.  Schematic Diagram of Missed Hole and Plugging Hole Position of Tube Sheet

    图  3  二次侧堵头位置示意图  mm

    Figure  3.  Schematic Diagram of Secondary Side Plug Position

    图  4  SG一次侧堵头示意图

    Figure  4.  Schematic Diagram of SG Primary Side Plug

    图  5  堵头简化模型  mm

    Figure  5.  Reduced Plug Model

    图  6  计算模型和应力线性化路径

    Figure  6.  Calculation Model and Stress Linearization Path

    表  1  二次侧堵头结构完整性分析工况

    Table  1.   Working Condition of Structure Integrity Analysis of Secondary Side Plug

    分析工况 一次侧
    温度/℃
    一次侧
    压力/MPa
    二次侧
    温度/℃
    二次侧
    压力/MPa
    设计工况 343 17.13 316 8.9
    水压试验工况 100 24.50 100 12.8
    事故工况 360 17.80 360 12.0
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    表  2  各工况下应力评定汇总情况

    Table  2.   Stress Assessment Summary of Each Working Condition

    位置应力类型设计工况水压试验工况事故工况
    计算值
    /MPa
    许用值/MPa结论计算值
    /MPa
    许用值/MPa结论计算值
    /MPa
    许用值/MPa结论
    一次侧传热管远离不连续区域总体一次薄膜156.5183.0合格222.8227.7合格161.9414.4合格
    薄膜加弯曲206.1274.5294.2341.6213.8621.6
    传热管、堵头连接处局部一次薄膜33.5241.570.3302.451.1579.6
    堵头中心区域总体一次薄膜42.6161.060.6201.644.1386.4
    二次侧传热管远离不连续区域总体一次薄膜80.9183.0合格116.4227.7合格109.1414.4合格
    薄膜加弯曲106.9274.5153.4341.6144.1621.6
    传热管、堵头连接处局部一次薄膜25.5241.536.7302.434.4579.6
    堵头中心区域总体一次薄膜22.0161.031.7201.629.7386.4
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    表  3  堵头焊缝X射线检验主要参数

    Table  3.   Main Parameters of X-ray Inspection of Plug Weld

    射线源 电压/kV 电流/mA 透照
    方式
    曝光
    时间/min
    像质计
    灵敏度
    胶片
    类型
    X射线 450 2 双壁透照 3.3 W15 C1
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-09-19
  • 修回日期:  2024-11-05
  • 刊出日期:  2025-08-15

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