袁义帆20121112ppt课件.ppt
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1、PWR核电站中的喷嘴熔透问题 袁义帆 2012年11月11日,主要内容,喷嘴/熔透的位置 典型设计方案 合金600的使用 失效模式和原因分析 修复改进措施,PRS-09-032-PCR/2,喷嘴/熔透 的位置,PRS-09-032-PCR/3,反应堆压力容器(RPV) 喷嘴位置,PRS-09-032-PCR/4,底部仪表导向管(all Westinghouse & B&W plants, some CE plants),进口/出口喷管 (Westinghouse plants),Core Flood Nozzle Weld (B&W plants),控制棒驱动机构喷嘴 堆芯喷嘴 (CE pla
2、nts) 顶部接管 (all plants),Nozzle Locations in Reactor Coolant Loop (Westinghouse Type Plants),PRS-09-032-PCR/5,Nozzle Locations in Reactor Coolant Loop (Combustion Engineering Type Plants),PRS-09-032 PCR /,Nozzle Locations in Reactor Coolant Loop (Babcock & Wilcox Type Plants),PRS-09-032-PCR/7,典型的设计方法,
3、PRS-09-032-PCR/8,控制棒驱动机构 (CRDM) Penetration (RPV Top Head),PRS-09-032-PCR/9,底部仪表导向管(BMI) Penetration (RPV Bottom Head),PRS-09-032-PCR/10,典型的异种焊接件(DMW) 喷嘴结构,PRS-09-032-PCR/11,失效模式和原因分析,PRS-09-032-PCR/12,在核电站喷嘴结构中使用镍基合金的原因,镍基合金(Alloy 600, 82 & 182) 是在1970年代 引入到喷嘴应用中的,原因如下: 较好的力学性能 良好的焊接性 单相合金 (不用焊后热处理
4、) 很好的耐腐蚀性能 较好的过渡材料 (热扩散系数介于不锈钢管道和低合金钢容器之间),PRS-09-032-PCR/13,ASME规范中具体的热扩散系数,PRS-09-032-PCR/14,核电站喷嘴中镍基合金的性能,然而, Inconel镍基合金 (Alloy-600, 82 & 182) 被证明在压水堆主冷却回路环境下对应力腐蚀破裂 (PWSCC)敏感,导致了很多次破裂问题: 蒸汽发生器管线 稳压器加热套筒 压力容器顶部控制棒驱动机构(CRDM)渗透* 底部仪表设备 (BMI)导向管渗透 喷嘴对接焊焊件*,_ * Described in Detail in this Presentati
5、on,PRS-09-032-PCR/15,PWSCC的原因,材料的敏感性 600合金基材和它的焊接件 敏感性受微观结构、屈服强度和Cr含量 (13%22%)所影响 690合金 和它的焊接件,含有 30% Cr ,发现具有高的SCC抗力 拉应力 应力水平在屈服强度附近 ASME Section III 大体上把工作应力限制在了较低的水平,但是没有说明制造后的残余应力 由于表面加工和焊接收缩,较高的参与应力经常存在,PRS-09-032-PCR/16,Causes of PWSCC (contd),环境 PWSCC 发生在压水堆一回路冷却环境中 (纯水含碱性物质提高pH值,冲入氢气以排出氧气) 其
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