Study on Varying Metallic Properties of Straight and Elbow Pipes of Main Steam Piping after Long-Time Service

The mechanic properties, lasting strength and microstructural properties of straight and elbow pipesof 12CrMo, 10CrMo910 and 12CrlMoV low alloy steel main steam piping system after long-time service weretested and studied. The testing results showed that, for straight and elbow pipes of mainsteam piping under theconditions of high temperature and high pressure, the numerical operating performance indexes of their metalchanged with little difference, generally both within 5%, and the Values of elbow were higher than those ofstraight pipes. These phenomena proved that the aging processes of pipe metal at different positions are thesame. And the cause for higher numerical performance indexes of elbow and higher failure rate at elbow posi-tion during operation of steam pipes were investigated.

汽轮机蒸汽管道与阀门及汽缸外缸外表面传热系数的计算模型和计算方法

构建了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀与汽缸外缸的外表面传热系数计算模型与计算方法。给出了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀、高压外缸、中压外缸与低压外缸的内表面传热系数以及保温结构外表面与低压外缸外表面的复合传热系数计算公式。建立了汽轮机蒸汽管道、高压外缸与中压外缸的金属内层壁与保温结构外层壁的双层圆筒壁、主汽调节阀金属内层壁与保温结构外层壁的双层球壁以及低压外缸单层圆筒壁的传热过程计算模型。考虑到金属内层壁内表面温度与外表面温度和保温结构外层壁外表面温度均为待定温度,采用迭代法确定这些汽轮机部件的表面温度、传热过程的传热系数与热流密度。完成了汽轮机蒸汽管道、主汽调节阀、高压外缸、中压外缸与低压外缸的外表面传热系数计算分析的应用实例,得出了这些汽轮机部件传热过程金属内层壁外表面的传热系数、热流密度与等效表面传热系数的计算结果,为这些汽轮机部件温度场与应力场的有限元数值计算提供了传热边界条件。

P22主蒸汽管道运行20万小时后寿命评估

该文对某电厂运行21.6万小时的320 MW机组的P22钢主蒸汽管道进行取样试验,并对试验结果进行寿命评估。结果表明,虽然主蒸汽管道母材的性能有所下降,但组织未见明显劣化,且未见蠕变孔洞,在机组规范的运行及监督检修维护前提条件下,按未来预计年平均运行小时数6500 h/a估算,机组可继续安全运行10年以上。

某1000MW机组主蒸汽-高旁管道振动测试及分析

针对某1000 MW火电机组的主蒸汽-高旁管道振动问题,采用三向振动传感器对高旁管道、主蒸汽管道及附属支吊架根部、格栅板、格栅板支撑钢梁结构进行详细的现场测试,并对测试信号进行时域及频域分析。结果显示,整个系统的振动频率一致,最大振动区域位于高旁阀附近管段,从而明确振源并推导出清晰的振动传导链,同时发现该管道振动特有的频率特征,完全有别于常规汽水管道的宽频振动情况,为后续振动处理指明方向。

某600 MW机组主蒸汽管道热胀位移异常分析及处理

针对某600 MW机组主蒸汽管道热胀位移异常状况,采用载荷测试的方法获取实际吊点载荷,发现原有吊架设计载荷小于管道实际吊点力、不能够满足管道承载需求,导致管道向上热膨胀位移量不足。最终本着经济有效原则,通过更换一组恒力吊架及变更水平向限位结构型式的方法,有效解决该故障,有力保障管道的安全稳定运行,也为类故障的处理提供可供参考的经验。

“国和一号”主蒸汽安全阀支管扩管焊接工艺研究

“国和一号”主蒸汽安全阀支管扩管是创新性解决核电站运行噪声问题的关键设备。其材质为SA-182 Gr.F11 Cl.2,采用上部锻件和下部锻件组焊而成,整体结构为两端小、中间大的圆柱形容器,焊缝不具备背面清根条件。针对支管扩管的结构特点,设计了合理的单面焊双面成形坡口形式,结合焊缝质量控制要求和焊接效率选取了氩弧焊打底+手工焊填充的焊接方案进行焊接。针对材料的特点开发了相应的焊接规范参数,其性能满足设计要求。经过技术论证,先后解决了单面焊双面成形、焊接变形控制的难题,并且通过合理的工装设置实现了支管扩管的批量化工程应用。实施后,全部批次共计14件支管扩管无损检测全部一次合格,焊缝质量满足设计要求,制造质量稳定、周期可控,攻克了支管扩管这一设备的制造难题。

母管制抽背式供热汽轮机进水的原因分析及对策

针对母管制抽背式供热汽轮机发生的机组停运后汽缸进水,甚至造成汽轮机转子“抱死”的问题进行研究,分析事故原因。根据该汽轮机供热管网的复杂性,提出防止汽轮机进水和冷蒸汽的措施,可为同类型供热汽轮机进水、进冷汽现象的预防提供借鉴。

抽汽再热循环的热力性能分析

为了提高特殊汽轮机组的整体经济性水平,以55 MW级垃圾焚烧发电汽轮机组为研究对象,采用提高主汽压力和抽汽再热循环的措施,定性研究了不同再热汽源抽汽点的位置、再热温度和再热压力对机组经济性的影响,计算了不同方案下的热力性能。结果表明:提高主汽压力并采用抽汽再热循环可大幅提高机组的经济性水平;在相同锅炉吸热量下,方案3和方案4的机组出力比方案1分别高5.46%和6.61%,方案4的机组出力比方案3高1.15%。

垃圾发电机组采用炉外抽汽再热特性

为有效提高垃圾发电机组的整体经济性水平,解决垃圾焚烧烟气对锅炉管道的腐蚀作用造成主蒸汽温度受限且不宜采用中间再热的难题,可采用炉外再热并提高主汽压力的措施。以55 MW级垃圾焚烧发电汽轮机组为研究对象,针对常规参数配置(方案一)循环效率低的问题,采用提高主汽压力和炉外再热措施,定性研究了不同再热汽源抽汽点的位置、再热温度和再热压力对机组经济性的影响。在理论分析基础上,提出了汽包抽汽再热循环(方案三)、汽机抽汽再热循环(方案四)方案。定量计算结果表明:(1)提高主汽压力和炉外再热可大幅提高机组经济性水平,且方案四最优;(2)方案四存在最佳再热压力,再热压力增大或减小,循环效率均降低;(3)相同锅炉吸热量下的机组功率,方案三比方案一大5.46%,方案四比方案一大6.61%。研究结果对解决主蒸汽温度受限且不宜采用中间再热的汽轮机组提高经济性具有重要的指导意义。

热电厂主蒸汽母管阀门焊缝裂纹原因分析

某化工厂主蒸汽母管焊缝在停车定检时发现了裂纹的存在,对焊缝裂纹通过宏观观察、能谱分析、金相分析及硬度检测,对裂纹的产生原因进行了分析。结果表明:阀门材料本身的特性及与管道母材壁厚的差别造成结构不连续应力集中,在介质流动的循环应力作用下形成微裂纹,停车过程中管道冷却速率过快,微裂纹扩展造成焊缝开裂,并对焊缝裂纹的预防提出了预防措施。

闭合状态下高温气冷堆主蒸汽先导阀温度场数值分析

以高温气冷堆主蒸汽先导式安全阀为研究对象,采用实体单元进行建模,对主蒸汽安全阀的各部件与内部的水蒸汽流体耦合,采用有限元软件ANSYS进行温度场分析计算。结果表明阀门闭合状态下,流体域温度最大值在主阀入口处为576℃,随着流体远离主阀入口,温度逐渐降低,最小值为28.8℃。阀门固体域中,主阀外壁面温度为139℃,导阀外壁面的温度为44℃,切换器外壁面的温度为50℃。对于安全阀整体结构设计具有一定指导意义,可为分析安全阀热变形以及结构强度提供数据。

基于超声检测技术的主蒸汽管道对接焊缝缺陷检测

为研究超声检测技术在大型锅炉管道焊缝缺陷检测中的应用,利用常规超声检测(UT)、超声衍射时差法(TOFD)和全聚焦超声相控阵(TFM)共3种方法,对锅炉主蒸汽管道模拟试块焊缝缺陷进行全面检测,分析了典型焊接缺陷在不同超声无损检测技术中的信号响应情况。试验结果显示:常规UT、TOFD、TFM 3种超声检测技术均能对锅炉主蒸汽管道对接焊缝的常见埋藏缺陷实现信号显示,但对表面裂纹缺陷的检出存在盲区。TOFD和TFM检测技术在对缺陷的精确定量方面更具优势,常规UT检测成本虽低,但更依赖操作人员的经验且对缺陷定性困难。通过对3种超声检测技术在主蒸汽管道焊缝缺陷检测中的对比研究,为锅炉管道缺陷的识别提供了重要保障,为大型锅炉的检验检测提供技术支持。

RBI技术在主蒸汽母管检验中的应用

采用RBI技术对某煤化工公司热电车间主蒸汽母管进行了风险评估,分析了管道潜在的损伤机理,对比分析了管道在检验当前时间点和计划停车检修时间点的风险水平、失效可能性。依据风险评估结果和相关标准制定了管道的检验策略,给出了后续定期检验时的检验重点。

主蒸汽管道焊缝开裂分析及优化措施

某电厂主蒸汽管道母管与阀门焊缝熔合线附近产生环向裂纹缺陷,通过对失效样品进行断口、金相组织、理化性能等测试分析,发现裂纹的产生与支吊架调整不合理、焊接和热处理控制不当有关。经过合理调整支吊架、改进焊接工艺、采用有效的焊后热处理等措施,彻底解决了问题。

压水堆核电厂主蒸汽隔离阀阀体端部尺寸超差应力分析研究

本文以国内某压水堆核电机组的主蒸汽隔离阀阀体与超级管道连接段为例,按照RCC-M标准对减薄主蒸汽隔离阀阀体内径至与超级管道内径一致进行研究。同时,借助有限元软件Ansys对阀体减薄后的主蒸汽隔离阀开展应力分析,证明阀门仍然满足RCC-M标准及技术规格书的要求。结合理论分析及有限元模型模拟结果,证明主蒸汽隔离阀阀体端部尺寸超差通过减薄主蒸汽隔离阀阀体内径这一解决措施是可行的。

国产核电用大直径P91无缝钢管的研发

介绍了国产核电用大直径P91无缝钢管的制造工艺及产品性能。通过控制管坯加热温度避免δ铁素体组织的产生,设计优化热轧成型工艺,采用大变形二辊斜轧穿孔、均整精轧及在线定径的一火成材工艺,合理设计热处理制度及模拟焊后热处理温度等控制措施,开发生产出第四代核电主蒸汽管道用大直径P91无缝钢管。经过对钢管头、中、尾分别取样进行试验评定,结果显示,该P91无缝钢管性能良好、金相组织均匀、稳定,不仅具有良好的高温持久性能,而且还具有优异的低温冲击韧性,交货状态和模拟焊后热处理状态下各项性能均满足ASME核电标准和600 MW示范快堆工程主蒸汽管道系统用SA-335 P91无缝钢管的技术协议要求。利用等温线外推法,计算出交货状态500℃10万小时下的高温持久强度为228 MPa,模拟焊后热处理状态下500℃10万小时下的高温持久强度为224 MPa,两者均满足核电ASME第Ⅲ卷D5 Table HBB-I-14.6F考核强度(212 MPa)的要求,产品已应用于第四代核电核岛主蒸汽管道项目。

轴封式核主泵惰转流量试验优化研究

M310机组反应堆冷却剂主泵的惰转流量试验一般需要两个燃料循环执行一次,每次试验都会人为停运主泵,一方面增加了大修关键路径,另一方面还增加了主泵启动过程中意外损坏的风险。文章主要对影响主泵惰转性能因素开展研究,在分析主泵动量方程和环路流动阻力特性的基础上,发现蒸汽发生器堵管数量是影响主泵惰转流量的主要因素,得出:主泵惰转流量试验在首次启堆前第一次实施后,若压力容器堆芯没有设计变化且蒸汽发生堵管数量小于7%时,后续可以不再执行。

抽汽供热母管制机组蒸汽管道吹扫工艺研究

为保证新增汽轮机组的安全稳定运行,对母管制机组蒸汽管道进行吹扫,以彻底清除在制造、安装过程中留在渣屑及杂物。方法:结合实践经验,对吹扫范围、吹扫方式、吹扫流程、吹扫参数进行分析,提出一种蓄能降压分段吹扫工艺。在施工阶段,制定临时管道施工流程及验收标准,严格控制临时管道施工的质量及洁净度。在吹扫阶段,按制定的吹扫流程,严格控制吹扫参数,降低吹扫过程中对主机的影响,提高吹扫效果。结果:通过靶板检验,蓄能降压分段吹扫方式满足规范要求,吹扫效果好。

超高压蒸汽并网管道配管设计方案的探讨

自产超高压蒸汽是裂解炉回收能量的重要途径。超高压蒸汽并网管道由于温度高、压力大、管道材料特殊等特点,成为裂解炉区重要的管系之一。以某新建乙烯装置裂解炉区重油炉为例,介绍了超高压蒸汽并网管道的布置思路、管架设计及注意事项,并对消音器的布置方案进行了讨论。通过两种阀组布置方案的比较,得出方案二更便于阀门在平台上的操作和检修,同时可节省投资,因此最终确定方案二为首选方案。

用Larson-Miller参数描述12Cr1 MoV与15CrMo的老化行为

通过系列温度-时间组合的实验室模拟实验和对大量数据的汇总、分析,证明Larson-Miller(P)参数可以合理描述12Cr1MoV、15CrMo等主蒸汽管道材料的多种老化行为.结果表明,随着P值的增大,热管材料基体中的合金元素贫化加剧,球化程度逐渐升高,且力学性能显著下降,显示出这两种主蒸汽管道材料的组织和力学性能退化与Larson-Miller参数之间良好的对应关系.