本發(fā)明屬于核電站設計與運行技術領域，具體涉及一種耐流動加速腐蝕的節(jié)流孔板組件。

背景技術：

流動加速腐蝕是核電廠二回路高溫高壓管道的主要失效機理，世界范圍內(nèi)核電廠二回路腐蝕降級造成的管道破口事件已有300余起，嚴重影響了核電廠安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行，甚至造成了多人死亡、重傷的慘??；

流動加速腐蝕的主要影響因素為材料、溫度、水化學、流體力學等，在溫度、水化學、流體力學特征確定的情況下，碳鋼或低合金鋼管道的流動加速腐蝕主要與管道部件內(nèi)表面的局部流體力學特性有關。

由于上下游壓差大，節(jié)流孔板下游管段內(nèi)壁的局部區(qū)域存在較為嚴重的湍流，是核電廠二回路管道流動加速腐蝕減薄的敏感位置，目前，國內(nèi)核電廠已有30余起由于節(jié)流孔板下游管段嚴重的流動加速腐蝕減薄導致的管道破口事件，造成核電機組非計劃停機降功率，嚴重影響了核電廠的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。

目前，針對節(jié)流孔板及其下游管段流動加速腐蝕問題主要是按照原始設計進行更換，或者實施材質變更，將下游減薄嚴重的管段更換為耐流動加速腐蝕能力強的合金鋼或不銹鋼管道，存在的主要問題如下：

1、按照原設計更換孔板及下游管道后，后續(xù)運行中仍會發(fā)生流動加速腐蝕問題，需要定期跟蹤監(jiān)督，并存在管線漏檢和泄漏風險，增加了管理成本和運行風險。

2、單純將孔板下游管段更換為耐流動加速腐蝕材料管段，增加了一道管道對接焊縫或兩道承插焊接口，焊接接頭數(shù)量的增加使管線可靠性有所下降，也相應增加了管理成本和運行風險。

3、未明確孔板下游流動加速腐蝕的影響范圍，盲目更換孔板下游管道后可能未完全覆蓋流動加速腐蝕的影響區(qū)域，管段更換后仍存在流動加速腐蝕風險。

針對核電廠二回路管道節(jié)流孔板及其下游管線的流動加速腐蝕問題，需要通過流體力學分析和實際工況驗證，明確流動加速腐蝕的影響范圍，設計開發(fā)結構簡單、加工安裝便捷、運行可靠的耐流動加速腐蝕的節(jié)流孔板組件。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種耐流動加速腐蝕的節(jié)流孔板組件，通過對孔板組件的結構和材料的優(yōu)化設計實現(xiàn)避免節(jié)流孔板及其下游管線流動加速腐蝕減薄的問題，并使孔板組件便于加工和安裝，保障核電廠承壓管線安全可靠運行。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：

一種耐流動加速腐蝕的節(jié)流孔板組件，包括節(jié)流孔板組件和耐流動加速腐蝕區(qū)；節(jié)流孔板組件的左端與上游管道固定連接，右端與下游管道固定連接；耐流動加速腐蝕區(qū)設置在節(jié)流孔板組件內(nèi)部，位于下游管道的左側。

如上所述的節(jié)流孔板組件整體為中空的圓柱體形，內(nèi)徑分別與上游管道和下游管道的內(nèi)徑相等，且分別與上游管道和下游管道同軸；節(jié)流孔板組件內(nèi)壁上設置有環(huán)形凸臺，從而將節(jié)流孔板組件內(nèi)部分為左、右兩個部分，左部的軸向長度小于右部的軸向長度；在節(jié)流孔板組件左端沿軸向開設有環(huán)形凹槽，凹槽的直徑與上游管道的外徑相匹配，用于安裝上游管道；在節(jié)流孔板組件右端沿軸向開設有環(huán)形凹槽，凹槽的直徑與下游管道相匹配，用于安裝下游管道；節(jié)流孔板組件用于固定上游管道和下游管道，還用于通過液體并提供耐流動加速腐蝕區(qū)的空間。

如上所述的耐流動加速腐蝕區(qū)位于節(jié)流孔板組件內(nèi)部環(huán)形凸臺右端至下游管道左端的區(qū)域；耐流動加速腐蝕區(qū)用于承受通過液體的流動加速腐蝕，避免下游管道受到結構性損傷。

如上所述的節(jié)流孔板組件的左端和上游管道的外表面通過承插焊連接，形成上游承插焊口；節(jié)流孔板組件的右端和下游管道的外表面通過承插焊連接，形成下游承插焊口。

如上所述的上游承插焊口至上游管道右端的軸向距離大于5mm；耐流動加速腐蝕區(qū)的軸向長度為上游管道內(nèi)徑的2倍；下游管道左端至下游承插焊口的軸向距離大于5mm。

如上所述的節(jié)流孔板組件采用304l不銹鋼材料制成。

如上所述的節(jié)流孔板組件的外表面粗糙度為1.6μm，其他表面粗糙度3.2μm；。

如上所述的上游承插焊口和下游承插焊口的厚度均大于1.2倍的上游管道的壁厚。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明適用于核電廠二回路管道上孔徑比在2.25至6之間的單孔節(jié)流孔板管段的耐流動加速腐蝕應用。

利用國家能源核電站壽命評價與管理技術研發(fā)中心核電站二回路材料評估實驗平臺開展了模擬二回路實際工況下得驗證試驗，經(jīng)試驗驗證，本專利技術的流體力學數(shù)值模擬結論可靠、孔板選材得當。

本發(fā)明開發(fā)的孔板組件經(jīng)秦山第三核電廠主給水泵暖泵管線、高壓加熱器疏水管線等6年3個大修周期的應用，通過對孔板組件及其上下游管段內(nèi)表面宏微觀形貌檢查驗證，本發(fā)明開發(fā)的孔板組件分析準確、設計合理、安全可靠，能夠有效避免流動加速腐蝕減薄，且壽期內(nèi)免維護。

附圖說明

圖1是易發(fā)生流動加速腐蝕的原始孔板管段結構；

圖2是本發(fā)明的一種耐流動加速腐蝕的節(jié)流孔板組件的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種耐流動加速腐蝕的節(jié)流孔板組件的關鍵尺寸示意圖。

其中：1.節(jié)流孔板組件，2.耐流動加速腐蝕區(qū)，3.上游管道，4.下游管道，5.上游承插焊口，6.下游承插焊口，7.原節(jié)流孔板，8.流動加速腐蝕敏感區(qū)域。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行進一步描述。

如圖2所示，一種耐流動加速腐蝕的節(jié)流孔板組件，包括節(jié)流孔板組件1和耐流動加速腐蝕區(qū)2。節(jié)流孔板組件1的左端與上游管道3固定連接，右端與下游管道4固定連接。耐流動加速腐蝕區(qū)2設置在節(jié)流孔板組件1內(nèi)部，位于下游管道4的左側。

節(jié)流孔板組件1整體為中空的圓柱體形，內(nèi)徑分別與上游管道3和下游管道4的內(nèi)徑相等，且分別與上游管道3和下游管道4同軸。節(jié)流孔板組件1內(nèi)壁上設置有環(huán)形凸臺，從而將節(jié)流孔板組件1內(nèi)部分為左、右兩個部分，左部的軸向長度小于右部的軸向長度。在節(jié)流孔板組件1左端沿軸向開設有環(huán)形凹槽，凹槽的直徑與上游管道3的外徑相匹配，用于安裝上游管道3。在節(jié)流孔板組件1右端沿軸向開設有環(huán)形凹槽，凹槽的直徑與下游管道4相匹配，用于安裝下游管道4。節(jié)流孔板組件1用于固定上游管道3和下游管道4，還用于通過液體并提供耐流動加速腐蝕區(qū)2的空間。

耐流動加速腐蝕區(qū)2位于節(jié)流孔板組件1內(nèi)部環(huán)形凸臺右端至下游管道4左端的區(qū)域。耐流動加速腐蝕區(qū)2用于承受通過液體的流動加速腐蝕，避免下游管道4受到結構性損傷。

在本實施例中，節(jié)流孔板組件1的左端和上游管道3的外表面通過承插焊連接，形成上游承插焊口5；節(jié)流孔板組件1的右端和下游管道4的外表面通過承插焊連接，形成下游承插焊口6。

如圖3所示，上游承插焊口5至上游管道3右端的軸向距離大于5mm；耐流動加速腐蝕區(qū)2的軸向長度為上游管道3內(nèi)徑的2倍；下游管道4左端至下游承插焊口6的軸向距離大于5mm。

節(jié)流孔板組件1采用304l不銹鋼材料制成。

節(jié)流孔板組件1的外表面粗糙度為1.6μm，其他表面粗糙度3.2μm。

上游承插焊口5和下游承插焊口6的厚度均大于1.2倍的上游管道3的壁厚。

本發(fā)明通過分析孔板及其下游管道在不同入口流速、不同孔徑內(nèi)部條件下介質的流體力學特征，找到了節(jié)流孔板下游流動加速腐蝕或沖刷腐蝕的影響規(guī)律，通過保守預估和取整，確定孔徑比在2.25～6之間的節(jié)流孔板下游流動加速腐蝕或沖刷腐蝕的敏感范圍為孔板下游沿軸線方向2倍管徑范圍。采用本發(fā)明的節(jié)流孔板組件后，核電廠可免除對該管段的定期預防性維修工作，降低管理成本和運行風險。

上面結合實施例對本發(fā)明的實施方法作了詳細說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容均可以采用現(xiàn)有技術。