某核电站汽水分离再热器系统管道下沉原因分析及处理.pdf
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1、运行与维护 Running and Maintenance 2023.6 今日制造与升级 1150引言近几年,电厂多次发生管道下沉的失效事故。管道下沉,严重时可导致焊缝开裂、焊口泄漏,个别电厂甚至发生管道爆管事故,严重威胁现场工作人员的人身安全和设备的安全运行,给电厂造成巨大损失1。文章对某核电站900MW 压水堆核电机组汽水分离再热器系统(gss)管道下沉原因进行详细分析,并提出了相应的处理措施。通过调整后,较好地解决了管道下沉问题,为机组的稳定运行提供了保障。1 机组概况及问题描述某核电机组为900MW 压水堆核电机组,汽水分离再热器系统(gss)设置在高压缸和低压缸之间,用于除去高压缸排
2、汽中98%的水分,提高进入低压缸蒸汽的温度,使之成为过热蒸汽。再热器有两级,第一级再热器热源来自高压缸抽汽,另设有新蒸汽后备系统,当机组负荷小于35%额定负荷且抽汽再热管温度大于130时,新蒸汽后备系统投入运行,以防止传热管的过度冷却;第二级再热器热源是新蒸汽,来自主蒸汽系统。在大修支吊架检查时,发现新蒸汽后备系统管道支吊架问题较多。该管道走向及支吊架设置如图1所示。检查发现,此条管道上所有弹簧吊架(6处)全部过压缩。其中6号和7号弹簧吊架过压缩严重,分别达到70mm 和50mm 的过压缩量(图2),疑似管道下沉。2 原因分析(1)对此条管道上过压缩的弹簧吊架进行载荷性能试验,以排除弹簧性能下
3、降的可能,试验数据见表1。分析可知,性能测试值与额定载荷值偏差不超过10%,在正常范围内。由此可排除弹簧吊架性能下降因素。表1 弹簧吊架性能测试数据弹簧吊架编号铭牌标识载荷值(冷态)(N)性能试验实测值(冷态)(N)载荷(冷态)偏差值(%)铭牌标识载荷值(热态)(N)性能试验实测值(热态)(N)载荷(热态)偏差值(%)标准刚度(N/mm)试验刚度(N/mm)4 号弹簧吊架192018831.93203820350.159.8310.95 号弹簧吊架294329370.20308730730.4513.09 14.086 号弹簧吊架247024221.94248024361.771011.447
4、 号弹簧吊架156015510.58157615870.7016.618.38 号弹簧吊架178017621.01184418201.3033.333.7摘要某核电站运行多年后,某条汽水分离再热器系统管道出现下沉现象,此条管道上所有弹簧吊架均处于过压缩状态。通过分析管道运行及弹簧吊架状态,分析管道下沉原因为管道柔性过大,疏水不畅导致倒坡、积水。根据下沉原因,对管道支吊架进行设计改造,取得较好效果。关键词管道下沉;弹簧吊架;过压缩;支吊架调整中图分类号TM623 文献标志码A某核电站汽水分离再热器系统 管道下沉原因分析及处理王建元1,刘浩2,李长宁3(1.广西日昇能源科技有限公司,广西防城港53
5、8001;2.大亚湾核电运营管理有限公司,广东深圳518116;3.苏州热工研究院有限公司,江苏苏州215000)测量点2测量点3管段C管段B管段A管段D测量点1弹簧吊架6弹簧吊架3弹簧吊架7弹簧吊架8弹簧吊架5弹簧吊架4图1 管道支吊架布置示意 (a)6号弹簧过压缩70mm (b)7号弹簧过压缩50mm图2 6、7号弹簧吊架过压缩运行与维护 Running and Maintenance 116 今日制造与升级 2023.6(2)对管道进行应力计算分析。管道在工作状态下受的应力分为一次应力和二次应力。一次应力指管道在内压、自重和其他持续外载作用下所产生的应力;二次应力是指管道在热胀、冷缩或其
6、他位移受约束时产生的应力。管道在工作状态下,一次应力 L和二次应力 E必须满足以下条件2:L=pDi2/(D02-Di2)+0.75iMa/W 1.02(1)E=iMC/W f1.21+0.22+(2-L)(2)式中,p为设计压力,MPa;D0为管道外径,mm;Di为管道内径,mm;i为应力加强系数;Ma为自重和其他持续外载作用在管子横截面上的合成力矩,nmm;W为管子截面抗弯矩,mm3;MC为按全补偿值和钢材在20时的弹性模数计算,热涨引起的合成力矩;f为应力范围的减小系数;1和2分别为钢材在常温和设计温度下的许用应力,MPa。按照现场当前的管道及支架布局,对该管道进行静力学计算,一次应力和
7、二次应力均符合标准要求。(3)管道标高及坡度测量。冷态时分别对管段 a、B、C、D 进行坡度和标高测量,管道坡度及标高测量点如图1所示。冷态时测得管段 a 坡度0.0066,而设计坡度值0.0240;弹簧吊架4处管道实测标高10935mm,与设计标高值相比,此处下沉95mm;管段 B 坡度实测0,设计坡度值0.0131;测量点1处实测标高10968mm,与设计标高值相比,此处下沉132mm;弹簧吊架5处实测标高11035mm,与设计标高值相比,此处下沉97mm;管段 C 实测坡度-0.0043(反向),设计值为0;测量点2处实测标高11020mm,与设计值相比,此处下沉120mm;测量点3处实
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