主管道

主管道

主管道是連接反應堆一次冷卻劑系統主要設備的管道,由直管段、彎頭和主管道上的接管組成。反應堆至蒸汽發生器之間的管道稱為熱段,蒸汽發生器至主泵之間的稱為過渡段,主泵至反應堆之間的稱為冷段。主管道是包容反應堆冷卻劑重要的壓力邊界,屬於核安全一級、抗震I類設備

介紹


圖1.1 核電主管道
圖1.1 核電主管道
主管道的功能是在主泵驅動下輸送反應堆冷卻劑,以形成反應堆和蒸汽發生器之間的強迫循環。在額定工況下主管道內冷卻劑的平均流速必須小於18.3m/s,其結構材料、尺寸、幾何形狀的選擇應有利於降低管道的腐蝕和侵蝕速率。主管道的內徑一般在700~800mm範圍內。有些核電廠的設計,主管道的熱段、過渡段、冷段採用同一尺寸的內徑;但比較多的核電廠,內徑選用三種不同的尺寸,通常過渡段的尺寸最大,以改善主泵的吸入條件。

主管道用材


核電主管道在服役期限內承受較高溫度、相當高的壓力、較高流速的高純水腐蝕和高頻疲勞的作用,工作環境十分惡劣。因此選用的管道材料必須具有高強度、高韌性、良好的疲勞性能以及抗腐蝕性能等。
根據壓水堆的種類不同,主管道採用材料也不盡相同。對於其他堆型,無論是重水堆或是鈉冷快堆主管道都採用奧氏體不鏽鋼氣冷堆主管道一般選用碳鋼低合金鋼,對於正在發展的第4代核電技術高溫氣冷堆,則採用耐熱鋼高鎳合金

主管道製造工藝


主管道的成形製造方法隨著金屬成形技術的進步與核電要求的提高,一直在不斷地向前發展。早期的沸水堆主要採用不鏽鋼板“熱壓成形+ 焊接”的製造方法,但由於焊縫熱影響區的晶間腐蝕較為嚴重,這種方法基本已經停用。早期另一種方法是使用無縫鋼管製造核電主管道,但由於當時無縫鋼管的生產技術與裝備水平限制,厚壁、長度足夠的無縫鋼管並不容易得到。為克服這個問題,法國開發了離心鑄造技術製造出較長的直管,並用砂型鑄造彎頭,再使用焊接方法將直管與彎頭連接。
目前2 代核電機組中主管道的製造技術主要有3 種: (1) 低合金鋼分段鍛造+ 內層堆焊不鏽鋼+焊接; (2) 不鏽鋼分段鍛造+ 機加工+ 焊接; (3)不鏽鋼分段鑄造+ 機加工+ 焊接。無論採用上述哪種方法,都只是在原先的基礎上減少焊縫,而不能真正製造出無焊縫的主管道。