用于測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管效果的試樣裝置及方法
【專利摘要】本公開提供了一種用于測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管效果的試樣裝置及方法。所述試樣裝置包括：模擬管，與所述傳熱管具有相同的材料和尺寸；殼體，呈一端開口的筒狀，所述模擬管的一端通過開口插入于所述殼體內(nèi)，另一端的外壁與所述殼體密封固定；保持部，與所述蒸汽發(fā)生器的管板由相同的材料形成，并包裹在所述模擬管的外壁上且位于所述殼體內(nèi)部，其中，堵頭被施加有一定的輥脹壓力而堵塞在模擬管的另一端。本公開的試樣裝置能夠在進行傳熱管實際堵塞之前模擬堵頭的實際工作情況，另外其測試方法可以有效篩選出合適的堵管輥脹壓力，避免傳熱管在堵管過程中因輥脹壓力不合適而造成傳熱管變形或堵頭脫落。
【專利說明】用于測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管效果的試樣裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料腐蝕測試【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種用于蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管測試的試樣裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]核電站的蒸汽發(fā)生器中的傳熱管是核安全一級部件，一旦發(fā)生損壞，將直接影響核電站的正常運行。蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，該蒸汽發(fā)生器包括用于貯存二回路水1的腔體、一回路水4流過的傳熱管2以及用于固定支撐傳熱管2的管板3，管板3密封固定在腔體的下部，并且一回路水4不與二回路水1相互連通。在核電站中，一回路水4為從核反應(yīng)堆流出的溫度和壓強都較高的輻射性液體，二回路水1為被傳熱管加熱的無輻射性液體。在蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生蒸汽的過程中，從傳熱管2的入口端5通入高溫的一回路水4，然后一回路水4經(jīng)傳熱管2引導經(jīng)過二回路水1并對二回路水1進行加熱，使得二回路水1產(chǎn)生供動力機構(gòu)使用的高溫、高壓的蒸汽，最后溫度降低的一回路水4從傳熱管2的出口端6流出。綜上所述，傳熱管工作在高溫和高壓的條件下，并能夠?qū)崿F(xiàn)一回路水與二回路水的能量交換，保證一回路水的壓力邊界的完整性。
[0003]在實際使用的過程中，傳熱管由幾千支I型管排列構(gòu)成。由于蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和特殊的高溫、高壓工作條件，造成傳熱管內(nèi)壁或外壁的局部有害離子濃度富集，所以傳熱管易發(fā)生機械損傷或腐蝕，進而導致傳熱管破裂或管壁變薄。因此，需要對服役的傳熱管進行在役檢測，當檢測到傳熱管有損傷時，例如，破裂或管壁變薄，則需要對該傳熱管進行堵管，以防止核反應(yīng)產(chǎn)物外泄以及防止一回路水與二回路水混合。目前通常采用焊接堵管和機械堵管的方式對破裂或管壁變薄的傳熱管進行堵管。焊接堵管方式不僅施工環(huán)境有一定的輻射性，而且焊接堵管的操作難度大，在焊接處和焊接熱影響區(qū)還容易產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。機械堵管方式是利用堵頭對傳熱管的入口端和出口端進行堵管，這種方式存在一定的潛在風險，一旦堵管失敗，不但一回路水與二回路水連通，而且脫落的堵頭容易掉入蒸發(fā)器的回路中，對整個蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管后的堵管效果的試樣裝置。
[0005]本發(fā)明的目的還在于提供一種利用上述試樣裝置進行堵管效果測試的方法，以選擇出合適的輥脹壓力，使堵頭不脫落且不發(fā)生傳熱管變形等破壞。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管效果的試樣裝置，所述試樣裝置包括:第一模擬管，與所述傳熱管具有相同的材料和尺寸；第一殼體，呈一端開口的筒狀，所述第一模擬管的一端通過開口插入于所述第一殼體內(nèi)，另一端的外壁與所述第一殼體密封固定；第一保持部，與所述蒸汽發(fā)生器的管板由相同的材料形成，并包裹在所述第一模擬管的位于所述第一殼體內(nèi)部的外壁上，其中，被施加有一定的輥脹壓力而堵塞在所述第一模擬管的另一端的待測試的第一堵頭的一端和所述第一殼體的內(nèi)壁形成第一密封腔。
[0007]優(yōu)選地，所述第一殼體包括第一筒體、固定在所述第一筒體的一端的第一密封蓋以及第一堆焊層，所述第一堆焊層用于密封固定所述第一模擬管的另一端的外壁和所述第一筒體的另一端。
[0008]優(yōu)選地，所述第一堵頭的另一端開設(shè)有錐形槽，便于施加所述一定的輥脹壓力。
[0009]優(yōu)選地，所述第一保持部的長度為所述第一堵頭的長度的至少兩倍。
[0010]優(yōu)選地，所述第一殼體和所述第一堵頭與所述傳熱管由相同的材料形成。
[0011]一種使用根據(jù)本發(fā)明的一方面的試樣裝置對未破裂的傳熱管進行堵管效果測試的方法，包括以下步驟:八、準備所述試樣裝置，并將被施加有一定的輥脹壓力的第一堵頭堵塞在所述試樣裝置的第一模擬管中；8、檢測密封固定處是否存在泄漏，如果檢測到存在泄漏，則對泄漏處進行修補，直到不存在泄漏 ?、將所述試樣裝置放入高壓釜中；0、向所述高壓釜通入與蒸汽發(fā)生器的一回路水相同的測試溶液；2、在使所述高壓釜內(nèi)的壓強升高至一定的壓強值并保持該壓強值一段時間之后，將所述試樣裝置取出，觀察第一密封腔內(nèi)是否存在泄漏溶液；？、如果存在泄漏溶液，則返回到步驟八，并增大施加到第一堵頭的輥脹壓力々、重復步驟8到？，直到不存在泄漏溶液。
[0012]優(yōu)選地，所述高壓釜包括用于容納所述測試溶液的釜體、控制器以及設(shè)置在所述釜體內(nèi)的加熱器、溫度檢測器和壓強檢測器，在步驟2中所述控制器根據(jù)所述壓強檢測器和所述溫度檢測器的檢測結(jié)果控制所述加熱器進行加熱，使所述測試溶液的壓強和溫度升高至與所述一回路水的壓強和溫度相同。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟8具體包括:將所述試樣裝置豎直地固定在支架上，再將所述支架和所述試樣裝置一起放入所述高壓釜中。
[0014]優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟:如果在步驟2中確定所述第一密封腔內(nèi)不存在泄漏溶液，則進一步觀察所述第一模擬管與所述第一堵頭接觸的表面是否出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕；如果出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，則返回到步驟八，并調(diào)整輥脹壓力；重復步驟8到？，直到不出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕。
[0015]優(yōu)選地，在步驟八中，準備多個試樣裝置，并將被施加有不同輥脹壓力的多個第一堵頭相應(yīng)地堵塞在所述多個試樣裝置中，并在步驟中將所述多個試樣裝置以同樣的方式放置在同一高壓釜中。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管效果的試樣裝置，所述試樣裝置包括:第二模擬管，與所述傳熱管具有相同的材料和尺寸；第二殼體，呈一端開口的筒狀，所述第二模擬管的一端通過開口插入于所述第二殼體內(nèi)，另一端的外壁與所述第二殼體密封固定；第二保持部，與所述蒸汽發(fā)生器的管板由相同的材料形成，并包裹在所述第二模擬管的位于所述第二殼體內(nèi)部的外壁上，其中，被施加有一定的輥脹壓力而堵塞在所述第二模擬管的一端的待測試的第二堵頭的一端和所述第二殼體的內(nèi)壁形成第二密封腔。
[0017]優(yōu)選地，所述第二堵頭的一端開設(shè)有錐形槽，以承受所述一定的輥脹壓力。
[0018]優(yōu)選地，所述第二殼體包括第二筒體、固定在所述第二筒體的一端的第二密封蓋、連接蓋和第二堆焊層，所述連接蓋用于密封固定所述第二模擬管的另一端的外壁和所述第二筒體的另一端，所述第二堆焊層用于密封固定所述第二模擬管的一端的外壁和所述第二筒體的內(nèi)壁。
[0019]優(yōu)選地，所述第二保持部的長度為所述第二堵頭的長度的至少兩倍。
[0020]優(yōu)選地，所述第二殼體和所述第二堵頭與所述傳熱管由相同的材料形成。
[0021]一種使用根據(jù)本發(fā)明的另一方面的試樣裝置對破裂的傳熱管進行堵管效果測試的方法，包括以下步驟:八、準備所述試樣裝置，并將被施加有一定的輥脹壓力的第二堵頭堵塞在所述試樣裝置的第二模擬管中；8、檢測密封固定處是否存在泄漏，如果檢測到存在泄漏，則對泄漏處進行修補，直到不存在泄漏 ?、將所述試樣裝置放入高壓釜中；0、向所述高壓釜通入與蒸汽發(fā)生器的二回路水相同的測試溶液；2、在使所述高壓釜內(nèi)的壓強升高至一定的壓強值并保持該壓強值一段時間之后，將所述試樣裝置取出，觀察第二密封腔內(nèi)是否存在泄漏溶液；？、如果存在泄漏溶液，則返回到步驟八，并增大施加到第二堵頭的輥脹壓力々、重復步驟8到？，直到不存在泄漏溶液。
[0022]優(yōu)選地，所述高壓釜包括用于容納所述測試溶液的釜體、控制器以及設(shè)置在所述釜體內(nèi)的加熱器、溫度檢測器和壓強檢測器，在步驟2中所述控制器根據(jù)所述壓強檢測器和所述溫度檢測器的檢測結(jié)果控制所述加熱器進行加熱，使所述測試溶液的壓強和溫度升高至與所述二回路水的壓強和溫度相同。
[0023]優(yōu)選地，所述步驟8具體包括:將所述試樣裝置豎直地固定在支架上，再將所述支架和所述試樣裝置一起所述放入高壓釜中。
[0024]優(yōu)選地，所述方法還包括以下步驟:如果在步驟2中確定所述第二密封腔內(nèi)不存在泄漏溶液，則進一步觀察所述第二模擬管與所述第二堵頭接觸的表面是否出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕；如果出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，則返回到步驟八，并調(diào)整輥脹壓力；重復步驟8到？，直到不出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕。
[0025]優(yōu)選地，在步驟八中，準備多個試樣裝置，并將被施加有不同輥脹壓力的多個第二堵頭相應(yīng)地堵塞在所述多個試樣裝置中，并在步驟中將所述多個試樣裝置以同樣的方式放置同一高壓釜中。
[0026]根據(jù)本公開的試樣裝置能夠區(qū)分地模擬傳熱管在未破裂和破裂的情況下的實際結(jié)構(gòu)布置，根據(jù)本公開的測試方法能夠分別模擬堵頭在傳熱管未破裂和破裂的情況下的使用狀態(tài)(受力和腐蝕情況)，使得被測試的堵頭將在接近實際的工作情況下進行測試。因此，本公開的試樣裝置和測試方法能夠在堵頭進行傳熱管堵管之前針對傳熱管的不同的損傷情況分別模擬堵頭的實際受力、腐蝕情況，以確定合適的輥脹壓力，使得被施加有該輥脹壓力的堵頭在實際應(yīng)用過程中能夠與傳熱管實現(xiàn)良好的密封，有效地防止一回路水與二回路水混合，并避免在堵頭進行傳熱管堵管的過程中因輥脹壓力不合適而造成的傳熱管變形或堵頭脫落。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)中的蒸汽發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的試樣裝置的示意圖；
[0029]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的沿著圖2中八-八截取的試樣裝置的截面圖；
[0030]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的使用第一實施例的試樣裝置進行堵管效果測試的流程圖；
[0031]圖5是示出了對根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的具有延伸桿的試樣裝置的示意圖；
[0032]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的堵管效果測試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的試樣裝置的示意圖；
[0034]圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的沿著圖7中8-8截取的試樣裝置的截面圖；
[0035]圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的使用第三實施例的試樣裝置進行堵管效果測試的流程圖。
[0036]標號說明:
[0037]1:二回路水，2:傳熱管，3:管板，4:一回路水，5:入口端，6:出口端，7:第一模擬管，8:第一保持部，9:第一堵頭，10:第一密封腔，11:第一筒體，12:第一密封蓋，13:第一堆焊層，14、28:試樣裝置，15:延伸部，16:支架，17:測試溶液，18:釜體，19:封蓋，20:第二模擬管，21:第二保持部，22:第二堵頭，23:第二密封腔，24:第二筒體，25:第二密封蓋，26:第二堆焊層，27:連接蓋

【具體實施方式】
[0038]現(xiàn)在對本發(fā)明實施例進行詳細的描述，其示例表示在附圖中，其中，相同的標號始終表示相同部件。下面通過參照附圖對實施例進行描述以解釋本發(fā)明。
[0039]參照圖1，當檢測到傳熱管2管壁變薄(未破裂)或傳熱管2破裂時，堵頭堵塞在傳熱管2的入口端5和出口端6，以禁止一回路水4繼續(xù)進入傳熱管2以及二回路水1流入到一回路水4中。
[0040]當檢測到傳熱管2管壁變薄時，在排空傳熱管2內(nèi)的一回路水4和蒸汽發(fā)生器內(nèi)的二回路水1之后進行堵管作業(yè)，然后再重新充滿一回路水4和二回路水1。在這種情況下，進行堵管的堵頭主要承受一回路水4所施加的向上的壓強。
[0041]當檢測到傳熱管2已破裂時，在排空傳熱管2內(nèi)的一回路水4和蒸汽發(fā)生器內(nèi)的二回路水1之后進行堵管作業(yè)，然后再重新充滿一回路水4和二回路水1。在這種情況下，進行堵管的堵頭主要承受傳熱管2內(nèi)的二回路水1的向下的壓強和一回路水4的向上的壓強。當在堵頭堵管之后又發(fā)現(xiàn)其它傳熱管有破損時，如果排空一回路水4或一回路水4壓力下降，則在這種極端情況下，之前進行堵管的堵頭所承受的壓強最大為二回路水1的壓強。
[0042]如圖2和圖3所示，示出了根據(jù)本公開的第一實施例的試樣裝置14。該試樣裝置14包括:第一模擬管7，與被模擬的傳熱管2具有相同的材料和尺寸(例如，內(nèi)徑和外徑)；第一殼體，呈一端開口的筒狀，第一模擬管7的一端(即，左端)通過開口插入于第一殼體內(nèi)，另一端(即，右端)的外壁與第一殼體密封固定，例如，通過角縫焊密封固定；第一保持部8，與被模擬的蒸汽發(fā)生器的管板3由相同的材料形成，并包裹在第一模擬管7的位于第一殼體內(nèi)部的外壁上以防止第一模擬管7變形，其中，待測試的第一堵頭9被施加有一定的輥脹壓力而堵塞在第一模擬管7的右端，并且第一堵頭9的一端(圖3中示出為左端)與第一殼體的內(nèi)壁形成第一密封腔10。
[0043]該試樣裝置14用于測試施加在第一堵頭9上的輥脹壓力是否能夠安全有效地在傳熱管2未破裂時堵塞住傳熱管2。優(yōu)選地，第一殼體和第一堵頭9與傳熱管2由相同的材料形成，以避免電偶腐蝕對該測試的影響。
[0044]具體地，如圖3所示，第一堵頭9的左端呈半球形，第一堵頭9的右端開設(shè)有錐形槽(未示出)，輥脹堵管設(shè)備向該錐形槽施加所述一定的輥脹壓力而將第一堵頭9的外表面壓緊在第一模擬管7的內(nèi)壁上，從而將第一堵頭9堵塞在第一模擬管7中。當將該試樣裝置14放入測試溶液中時，第一堵頭9的右端(即，錐形槽)與測試溶液接觸并承受測試溶液的壓強，此時，第一堵頭9所承受的壓強與在傳熱管2未破裂時傳熱管2外的一回路水4的壓強相類似。為了實現(xiàn)與實際的管板3與堵頭的約束相近的約束，第一保持部8的長度最好為第一堵頭9的長度的至少兩倍。
[0045]此外，第一殼體可包括第一筒體11、第一密封蓋12和第一堆焊層13，具體地，參見圖3，第一密封蓋12可通過角縫焊密封固定在第一筒體11的左端，第一堆焊層13用于密封固定第一模擬管7的右端的外壁和第一筒體11的右端，并且第一殼體的開口可形成在第一堆焊層13上。優(yōu)選地，第一保持部8位于第一筒體11與第一模擬管7之間，例如，第一保持部8的外壁與第一筒體11的內(nèi)壁間隙配合。另外，第一保持部8在第一殼體內(nèi)從右向左延伸至與第一密封蓋12隔開一段距離。
[0046]圖4示出了根據(jù)本公開的第二實施例的測試方法的流程圖，提供了一種使用上述試樣裝置14對未破裂的傳熱管進行堵管效果測試的方法，本方法大體需要進行以下步驟:
[0047]在步驟51處，準備試樣裝置14，并將被施加有一定的輥脹壓力的第一堵頭9堵塞在該試樣裝置14的第一模擬管7中。
[0048]具體地，將第一模擬管7的左端插入到鍛造成型的第一保持部8中，再向第一堵頭9施加一定的輥脹壓力以使第一堵頭9堵塞第一模擬管7的右端，最后將第一保持部8和第一模擬管7的左端一起密封在第一殼體內(nèi)。此時，第一堵頭9與第一殼體的內(nèi)壁形成第一密封腔10。
[0049]在步驟32處，檢測密封固定處是否存在泄漏，如果檢測到存在泄漏，則在步驟33處對泄漏處進行修補，然后再返回到步驟32處再次進行泄漏檢測，直到不存在泄漏。
[0050]例如，可通過打壓測試檢測密封固定處(至少包括第一密封蓋12與第一筒體11之間以及第一堆焊層13與第一筒體11和第一模擬管7之間的密封固定處)是否存在泄漏。為了方便進行泄漏檢測，可在試樣裝置14的外壁上固定有延伸桿15，如圖5所示，在放入高壓釜以前，進行打壓測試，以檢查密封是否完整，在打壓測試之后，可將延伸桿15從試樣裝置14上移除。
[0051]如果在步驟52處檢測到試樣裝置14不存在泄漏，則進行到步驟34，將試樣裝置14放入高壓釜中，如圖6所示。
[0052]具體地，將試樣裝置14豎直地固定在支架16上，再將支架16和試樣裝置14 一起放入高壓釜中，該支架16便于固定試樣裝置14在高壓釜中的位置并方便同時放入所述多個試樣裝置14。
[0053]此外，為了保證測試的準確性，還可在步驟31中準備多個試樣裝置14，被施加有相同輥脹壓力的多個第一堵頭9相應(yīng)地堵塞在所述多個試樣裝置14中，然后在步驟34中將所述多個試樣裝置14以同樣的方式放置在同一高壓釜中，以防止意外情況對測試的影響，從而增加測試的穩(wěn)定性。優(yōu)選地，所述多個試樣裝置14平行地布置在支架16上。
[0054]在步驟35處，向高壓釜中通入與蒸汽發(fā)生器的一回路水4相同的測試溶液17。
[0055]具體地，測試溶液17可以是具有與一回路水4相同的成分的溶液。
[0056]在步驟36處，在使高壓釜內(nèi)的壓強升高至一定值并保持一段時間之后，將試樣裝置14取出，觀察第一密封腔10內(nèi)是否存在泄漏溶液。
[0057]具體地，測試時所采用的高壓釜可包括用于容納測試溶液17的釜體18、控制器以及設(shè)置在釜體18內(nèi)的加熱器、溫度檢測器和壓強檢測器，在實際測試的過程中，通常向釜體18中通入常溫、常壓的一回路水4作為測試溶液17并密封該釜體18 (例如，在釜體18上方設(shè)置有用于密封的封蓋19)，然后控制器根據(jù)壓強檢測器和溫度檢測器的檢測結(jié)果控制加熱器對測試溶液17進行加熱，最終使測試溶液17的壓強和溫度升高至與一回路水4的壓強和溫度相同。需要說明的是，本發(fā)明的實施例并不限于此，也可通過其它方法實現(xiàn)測試溶液與一回路水具有相同的壓強和溫度。
[0058]此外，由于本方法模擬堵頭的實際工作狀態(tài)，而堵頭在傳熱管2中有可能工作幾年或十幾年，所以如果選擇與堵頭實際工作的最長時間作為測試時間，則可能也需要測試第一堵頭9幾萬個小時。因此，為了縮短測試時間，可以選擇有害離子濃度高于一回路水4的測試溶液17 (主要成分與一回路水4相同)來提供加速惡劣的測試條件以縮短測試所需的時間，例如，可選擇離子濃度(例如，測試溶液中的氯離子濃度)為一回路水4的濃度的100倍以上，溫度為3001，測試時間可選擇250(?以上。另外，可通過剖開試樣裝置14的第一密封腔10觀察第一密封腔10內(nèi)是否存在泄漏溶液。
[0059]如果存在泄漏溶液，則進入到步驟37，增大施加到第一堵頭9的輥脹壓力，然后返回到步驟31。
[0060]也就是說，如果有測試溶液經(jīng)第一堵頭9與第一模擬管7之間的間隙泄漏到第一密封腔10中，則說明施加到第一堵頭9的輥脹壓力不夠，導致其密封效果不好，應(yīng)選擇更大的輥脹壓力再次進行測試。
[0061]重復步驟32到36，直到不存在泄漏溶液，然后進行到步驟38，測試結(jié)束。
[0062]也就是說，如果在第一密封腔10中不存在泄漏溶液，則說明施加到第一堵頭9的輥脹壓力能夠?qū)崿F(xiàn)第一堵頭9與第一模擬管7之間的良好密封。
[0063]此外，為了進一步防止應(yīng)力腐蝕對該測試的影響，該方法還可包括以下步驟:如果在步驟36中確定第一密封腔10內(nèi)不存在泄漏溶液，則進一步觀察第一模擬管7與第一堵頭9接觸的表面是否出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，例如，可通過觀察第一模擬管7和第一堵頭9的接觸表面的金相變化來確定是否出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕；如果出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，則返回到步驟31，并調(diào)整施加到第一堵頭9的輥脹壓力，或者可調(diào)整第一堵頭9的制造工藝；重復步驟52到36，直到不出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕。通過這樣的操作，更加有效地確保了最終所選擇的輥脹壓力能夠?qū)崿F(xiàn)很好地密封效果。
[0064]在本實施例中，由于需要將試樣裝置14放入測試溶液17中較長時間，所以在步驟31中還可準備多個試樣裝置14，并將被施加有不同輥脹壓力的多個第一堵頭9相應(yīng)地堵塞在所述多個試樣裝置14的第一模擬管7中，然后在步驟34中將所述多個試樣裝置14以同樣的方式放置在同一高壓釜中，以實現(xiàn)同時對被施加了不同輥脹壓力的所述多個試樣裝置14進行測試，從而減少測試重復步驟，節(jié)約測試時間，并能夠經(jīng)過一次測試就選出適宜的輥脹壓力。
[0065]在經(jīng)過上述的測試之后，可以確定將第一堵頭9堵塞在第一模擬管7中而不會在第一密封腔10內(nèi)出現(xiàn)泄漏溶液所需的輥脹壓力，在檢測到傳熱管2管壁變薄但是尚未破裂時，可通過向第一堵頭9施加該輥脹壓力而堵塞傳熱管2的入口端5和出口端6，從而防止一回路水4繼續(xù)流過傳熱管2對其管壁造成進一步破壞。
[0066]如圖7和圖8所示，示出了根據(jù)本公開的第三實施例的試樣裝置28。該試樣裝置28的第二模擬管20、第二殼體和第二保持部21均與根據(jù)本公開的第一實施例的試樣裝置14的第一模擬管7、第一殼體和第一保持部8類似，主要區(qū)別在于待測試的第二堵頭22被施加有一定的輥脹壓力而堵塞在第二模擬管20的插入到第二殼體內(nèi)的一端(圖8中示出為第二模擬管20的右端)，并且第二堵頭22的右端和第二殼體的內(nèi)壁形成第二密封腔23。該試樣裝置28用于測試施加在第二堵頭22上的輥脹壓力是否能夠安全有效地在傳熱管2破裂時堵塞住傳熱管2。優(yōu)選地，第二殼體和第二堵頭22與傳熱管2由相同的材料形成，以避免電偶腐蝕對該測試的影響。
[0067]具體地，如圖8所示，第二堵頭22的形狀和堵管方式均與第一堵頭9的形狀和堵管方式相同。主要區(qū)別在于，當將該試樣裝置28放入測試溶液中時，第二堵頭22的呈半球形的一端與測試溶液接觸并承受測試溶液的壓強，此時，第二堵頭22所承受的壓強與在傳熱管2破裂時二回路水1的壓強相類似。為了實現(xiàn)與實際的管板3與堵頭的約束相近的約束，第二保持部21的長度最好為第二堵頭22的長度的至少兩倍。
[0068]此外，第二殼體可包括第二筒體24、第二密封蓋25、第二堆焊層26和連接蓋27，具體地，參見圖8，第二密封蓋25通過角縫焊密封固定在第二筒體24的右端，連接蓋27用于密封固定第二模擬管20的左端的外壁和第二筒體24的左端，第二堆焊層26用于密封固定第二模擬管20的右端的外壁和第二筒體24。圖9示出了根據(jù)本公開的第四實施例的測試方法的流程圖，提供了一種使用上述試樣裝置28對破裂的傳熱管進行堵管效果測試的方法，本方法與根據(jù)本公開的第二實施例的測試方法相類似，本方法大體需要進行以下步驟:
[0069]在步驟51’處，準備試樣裝置28，并將被施加有一定的輥脹壓力的第二堵頭22堵塞在試樣裝置28的第二模擬管20中。
[0070]與根據(jù)本公開的第二實施例類似地準備試樣裝置28，具體地，將第二模擬管20的右端插入到鍛造成型的第二保持部21中，再向第二堵頭22施加一定的輥脹壓力以使第二堵頭22堵塞在第二模擬管20的右端，最后將第二保持部21和第二模擬管20的右端一起密封在第二殼體內(nèi)。此時，第二堵頭22的右端與第二殼體的內(nèi)壁形成第二密封腔23。
[0071]步驟32’、步驟33’和步驟34’與根據(jù)本公開的第二實施例的相應(yīng)的步驟32、步驟83和步驟34相類似，都是進行泄漏檢測和將試樣裝置放入高壓釜中，如圖5和圖6所示。
[0072]在步驟35’處，向高壓釜中通入與蒸汽發(fā)生器的二回路水1相同的測試溶液17。
[0073]具體地，測試溶液17可以是具有與二回路水1相同的成分的溶液。
[0074]在步驟36’處，在使高壓釜內(nèi)的壓強升高至一定值并保持一段時間之后，將試樣裝置28取出，觀察第二密封腔23內(nèi)是否存在泄漏溶液。
[0075]在使用本方法進行測試時所采用的高壓釜與根據(jù)本公開的第二實施例的高壓釜的結(jié)構(gòu)和功能相類似，主要區(qū)別在于向高壓釜的釜體18中通入與二回路水1相同的溶液作為測試溶液17。另外，在本方法中對于測試時間、測試溶液17的離子濃度以及觀察是否存在泄漏溶液的方法可與根據(jù)本公開的第二實施例的步驟36相同。
[0076]如果存在泄漏溶液，則進入到步驟37’，增大施加到第二堵頭22的輥脹壓力，然后返回到步驟31’。
[0077]也就是說，如果有測試溶液經(jīng)第二堵頭22與第二模擬管20之間的間隙泄漏到第二密封腔23中，則說明施加到第二堵頭22的輥脹壓力不夠，導致其密封效果不好，應(yīng)選擇更大的輥脹壓力再次進行測試。
[0078]重復步驟32’到36’，直到不存在泄漏溶液，然后進行到步驟38’，測試結(jié)束。
[0079]也就是說，如果在第二密封腔23中不存在泄漏溶液，則說明施加到第二堵頭22的輥脹壓力能夠?qū)崿F(xiàn)第二堵頭22與第二模擬管20之間的良好密封。
[0080]此外，本方法中關(guān)于觀察第二模擬管20與第二堵頭22接觸的表面的應(yīng)力腐蝕的方法和步驟與根據(jù)本公開的第二實施例的觀察第一模擬管7與第一堵頭9接觸的表面的應(yīng)力腐蝕的方法和步驟相同。
[0081]另外，在本實施例中，也可在步驟31’處準備多個試樣裝置28，并將被施加有不同輥脹壓力的多個第二堵頭22相應(yīng)地堵塞在所述多個試樣裝置28的第二模擬管20中，然后在步驟54’中將所述多個試樣裝置28 —起放入同一高壓釜中，以實現(xiàn)經(jīng)一次測試就選出適宜的輥脹壓力。
[0082]在經(jīng)過上述的測試之后，可以確定將第二堵頭22堵塞在第二模擬管20中而不會在第二密封腔23內(nèi)出現(xiàn)泄漏溶液所需的輥脹壓力，在檢測到傳熱管2破裂時，可通過向第二堵頭22施加該輥脹壓力而堵塞傳熱管2的入口端5和出口端6，從而防止一回路水4繼續(xù)流過傳熱管2并與二回路水1混合以及二回路水1流入到一回路水4中。
[0083]在上述兩種方法下，可能會最終測試出兩種不同的輥脹壓力，在實際操作中，可以選擇兩者中較大的一個輥脹壓力進行應(yīng)用，使得傳熱管兩端均能夠得到有效地密封。
[0084]根據(jù)本公開的第五實施例，還提供了一種用于加工根據(jù)本公開的第一實施例的試樣裝置14和根據(jù)本公開的第三實施例的試樣裝置28的方法，由于對于這兩個實施例中的試樣裝置的加工方法類似，因此在此僅描述加工根據(jù)本公開的第三實施例的試樣裝置28的方法，具體包括以下步驟:
[0085](1)通過鍛造成型加工具有中空部的第二保持部21，中空部的直徑與第二模擬管20的直徑大致相同，將第二保持部21的一端加工平整；
[0086](2)在第二保持部21的一端進行堆焊以形成第二堆焊層26，優(yōu)選地，焊材選用蒸汽發(fā)生器專用焊材；
[0087](3)在第二堆焊層26上鉆出第二孔，將第二模擬管20的一端通過第二孔插入到第二保持部21中，再將第二模擬管20的一端的外壁和第二堆焊層26密封固定，例如，通過角縫焊密封固定；
[0088](4)將被施加有一定的輥脹壓力的第二堵頭22堵塞在第二模擬管20的一端中，此時，第二保持部21能夠防止第二模擬管20變形；
[0089](5)將第二筒體24包裹在第二保持部21的外壁上，再將第二筒體24的靠近第二堵頭22的一端與第二密封蓋25密封固定，另一端與連接蓋27密封固定，并且連接蓋27還與第二模擬管20的另一端密封固定。
[0090]當堵頭對損傷的傳熱管進行堵管時，如果選擇的輥脹壓力過大，將會導致傳熱管變形較大，容易發(fā)生腐蝕或破裂，如果選擇的輥脹壓力過小，將會導致堵頭脫落掉入蒸汽發(fā)生器中，這將嚴重影響蒸汽發(fā)生器的正常工作。通過本發(fā)明所提供的試樣裝置和測試方法，在執(zhí)行傳熱管堵管之前，分別對在傳熱管的不同的損傷情況(傳熱管管壁變薄或破裂)下堵頭所工作的環(huán)境進行模擬，以分別測試堵頭在不同的損傷情況下進行傳熱管堵管所需要的輥脹壓力，向堵頭施加測試得到的相應(yīng)的輥脹壓力堵塞傳熱管，使得被施加有該輥脹壓力的堵頭在實際應(yīng)用過程中能夠與傳熱管實現(xiàn)良好的密封，并增大堵頭進行傳熱管堵管的可靠性和穩(wěn)定性，有效地防止一回路水進入傳熱管以及二回路水流入到一回路水中，從而防止傳熱管因輥脹壓力過大而變形或防止堵頭因輥脹壓力過小而脫落，并實現(xiàn)一回路水與二回路水的有效地隔離。
[0091]雖然已表示和描述了本發(fā)明的一些實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對這些實施例進行修改。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管效果的試樣裝置，其特征在于，所述試樣裝置包括: 第一模擬管，與所述傳熱管具有相同的材料和尺寸； 第一殼體，呈一端開口的筒狀，所述第一模擬管的一端通過開口插入于所述第一殼體內(nèi)，另一端的外壁與所述第一殼體密封固定； 第一保持部，與所述蒸汽發(fā)生器的管板由相同的材料形成，并包裹在所述第一模擬管的位于所述第一殼體內(nèi)部的外壁上， 其中，被施加有一定的輥脹壓力而堵塞在所述第一模擬管的另一端的待測試的第一堵頭的一端和所述第一殼體的內(nèi)壁形成第一密封腔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試樣裝置，其特征在于，所述第一殼體包括第一筒體、固定在所述第一筒體的一端的第一密封蓋以及第一堆焊層，所述第一堆焊層用于密封固定所述第一模擬管的另一端的外壁和所述第一筒體的另一端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試樣裝置，其特征在于，所述第一保持部的長度為所述第一堵頭的長度的至少兩倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的試樣裝置，其特征在于，所述第一殼體和所述第一堵頭與所述傳熱管由相同的材料形成。
5.一種使用如權(quán)利要求1至4中任意一項所述的試樣裝置對未破裂的傳熱管進行堵管效果測試的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、準備所述試樣裝置，并將被施加有一定的輥脹壓力的第一堵頭堵塞在所述試樣裝置的第一模擬管中； B、檢測密封固定處是否存在泄漏，如果檢測到存在泄漏，則對泄漏處進行修補，直到不存在泄漏； C、將所述試樣裝置放入高壓釜中； D、向所述高壓釜通入與蒸汽發(fā)生器的一回路水相同的測試溶液； E、在使所述高壓釜內(nèi)的壓強升高至一定的壓強值并保持該壓強值一段時間之后，將所述試樣裝置取出，觀察第一密封腔內(nèi)是否存在泄漏溶液； F、如果存在泄漏溶液，則返回到步驟A，并增大施加到所述第一堵頭的輥脹壓力； G、重復步驟B到F，直到不存在泄漏溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟: 如果在步驟E中確定所述第一密封腔內(nèi)不存在泄漏溶液，則進一步觀察所述第一模擬管與所述第一堵頭接觸的表面是否出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕； 如果出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，則返回到步驟A，并調(diào)整施加到所述第一堵頭的輥脹壓力； 重復步驟B到F，直到不出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在步驟A中，準備多個試樣裝置，并將被施加有不同輥脹壓力的多個第一堵頭相應(yīng)地堵塞在所述多個試樣裝置中，并在步驟C中將所述多個試樣裝置以同樣的方式放置在同一高壓釜中。
8.—種用于測試蒸汽發(fā)生器的傳熱管堵管效果的試樣裝置，其特征在于，所述試樣裝置包括: 第二模擬管，與所述傳熱管具有相同的材料和尺寸； 第二殼體，呈一端開口的筒狀，所述第二模擬管的一端通過開口插入于所述第二殼體內(nèi)，另一端的外壁與所述第二殼體密封固定； 第二保持部，與所述蒸汽發(fā)生器的管板由相同的材料形成，并包裹在所述第二模擬管的位于所述第二殼體內(nèi)部的外壁上， 其中，被施加有一定的輥脹壓力而堵塞在所述第二模擬管的一端的待測試的第二堵頭的一端和所述第二殼體的內(nèi)壁形成第二密封腔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的試樣裝置，其特征在于，所述第二殼體包括第二筒體、固定在所述第二筒體的一端的第二密封蓋、連接蓋和第二堆焊層，所述連接蓋用于密封固定所述第二模擬管的另一端的外壁和所述第二筒體的另一端，所述第二堆焊層用于密封固定所述第二模擬管的一端的外壁和所述第二筒體的內(nèi)壁。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的試樣裝置，其特征在于，所述第二保持部的長度為所述第二堵頭的長度的至少兩倍。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的試樣裝置，其特征在于，所述第二殼體和所述第二堵頭與所述傳熱管由相同的材料形成。
12.一種使用如權(quán)利要求8至11中任意一項所述的試樣裝置對破裂的傳熱管進行堵管效果測試的方法，其特征在于，包括以下步驟: A、準備所述試樣裝置，并將被施加有一定的輥脹壓力的第二堵頭堵塞在所述試樣裝置的第二模擬管中； B、檢測密封固定處是否存在泄漏，如果檢測到存在泄漏，則對泄漏處進行修補，直到不存在泄漏； C、將所述試樣裝置放入高壓釜中； D、向所述高壓釜通入與蒸汽發(fā)生器的二回路水相同的測試溶液； E、在使所述高壓釜內(nèi)的壓強升高至一定的壓強值并保持該壓強值一段時間之后，將所述試樣裝置取出，觀察第二密封腔內(nèi)是否存在泄漏溶液； F、如果存在泄漏溶液，則返回到步驟A，并增大施加到所述第二堵頭的輥脹壓力； G、重復步驟B到F，直到不存在泄漏溶液。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還包括以下步驟:如果在步驟E中確定所述第二密封腔內(nèi)不存在泄漏溶液，則進一步觀察所述第二模擬管與所述第二堵頭接觸的表面是否出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕； 如果出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，則返回到步驟A，并調(diào)整施加到所述第二堵頭的輥脹壓力； 重復步驟B到F，直到不出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在步驟A中，準備多個試樣裝置，并將被施加有不同輥脹壓力的多個第二堵頭相應(yīng)地堵塞在所述多個試樣裝置中，并在步驟C中將所述多個試樣裝置以同樣的方式放置同一高壓釜中。
【文檔編號】G01D21/00GK104501855SQ201410778516
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月15日
【發(fā)明者】鄭文杰, 宋志剛, 豐涵, 朱玉亮 申請人:鋼鐵研究總院