氦氣檢漏技術(shù)廣泛應(yīng)用于核電廠蒸汽發(fā)生器的檢測，本文基于氦氣檢漏技術(shù)廢液蒸發(fā)系統(tǒng)中核心設(shè)備蒸發(fā)器加熱室進(jìn)行無損檢測，并采用液壓試驗(yàn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證，確保加工制造的蒸發(fā)器加熱室滿足使用要求。為后續(xù)該技術(shù)在放射性廢液處理系統(tǒng)設(shè)備加工制造中的應(yīng)用積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

前言

蒸發(fā)器是廢液蒸發(fā)系統(tǒng)的關(guān)鍵核心設(shè)備，其工作原理是廢液與飽和蒸汽通過加熱管管壁進(jìn)行熱交換，使得廢液中大多數(shù)水份蒸發(fā)得以凈化，從而減少廢液體積，得到少量含鹽量相對較高廢液。蒸發(fā)器運(yùn)行狀態(tài)是否良好直接影響系統(tǒng)凈化效果。加熱室為固定管板式換熱器，其設(shè)計(jì)、加工制造與檢驗(yàn)需滿足GB151和GB150的相關(guān)要求，一般采用氣壓試驗(yàn)和液壓試驗(yàn)的方法對換熱管和管板、封頭和筒體之間的焊縫進(jìn)行無損檢測，本文基于核電廠蒸汽發(fā)生器氦氣檢漏技術(shù)對加熱室進(jìn)行試驗(yàn)，并采用液壓試驗(yàn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證，確保加工制造的蒸發(fā)器加熱室滿足使用要求。

主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

蒸發(fā)器加熱室屬于固定管板式換熱器，其主要結(jié)構(gòu)參數(shù)如下：

換熱面積：50.90m2 ， 加熱管規(guī)格：Φ38×4mm ，L=2700mm，158根；

換熱器：固定管板式換熱器，單殼程；

筒體直徑：Φ700mm；

上循環(huán)管直徑：Φ329×6mm，下循環(huán)管直徑：Φ273×8mm；

飽和蒸汽進(jìn)口直徑：Φ133×4mm；

飽和蒸汽凝結(jié)水出口直徑：Φ76×4mm；

排空口直徑：Φ57×4mm；

頂部排汽口：Φ25×3mm；

不凝性氣體排氣口：φ25×3mm；

制造技術(shù)要求

（1）設(shè)備部件各管口長度高于設(shè)備基礎(chǔ)輪廓200mm；

（2）計(jì)算加熱室外壁尺寸，增加腐蝕余量；

（3）設(shè)備主體材料采用：00Cr17Ni14Mo2。

（4）筒體縱焊縫、環(huán)焊縫采用100%射線探傷，角焊縫采取100%的磁粉探傷[4]；

（5）保證上、下循環(huán)管中心線間的距離為3266，負(fù)偏差不超過1mm；

（6）保證上循環(huán)與懸掛支座底面的距離694mm，負(fù)偏差不超過1mm；

（7）加熱室筒體設(shè)置吊耳和懸掛支座，兩懸掛支座螺栓孔間距為862mm；

基于氦氣檢漏技術(shù)的檢測試驗(yàn)

加熱室氦氣檢漏

1 試驗(yàn)設(shè)備

檢漏儀：型號為ZQJ-542；

吸槍：采用將漏孔漏出的氦氣全部傳入吸槍的針閥型“全吸收”式吸槍；吸槍與檢漏儀的連接軟管長度不超過6m；

示蹤氣體：采用氦氣和空氣混合氣體，氦氣的濃度在試驗(yàn)壓力下體積百分比高于15%[5]；

校準(zhǔn)漏孔：滲氦型標(biāo)準(zhǔn)漏孔，型號為LK-8，標(biāo)準(zhǔn)漏孔氦漏率值2.3×10-8Pa·m3/s。

2 試驗(yàn)方法

在管子-管板脹焊接后對所有管子-管板進(jìn)行氦氣檢漏（殼程檢漏），向殼程充入預(yù)定量的氦氣，直至氦氣濃度不低于15%，絕對壓力為0.133MPa時(shí)為止；

混合氣體絕對壓力達(dá)到0.133Mpa后，保持1h，然后開始檢漏，在整個(gè)檢漏期間氣體壓力保持不變；

用校準(zhǔn)漏孔（安裝在殼程側(cè)）校核檢漏系統(tǒng)（包括檢漏儀、軟管、吸槍）的嗅測靈敏度；

采用吸槍端部與管板表面密封的吸氦方式進(jìn)行檢漏，吸氦時(shí)間取3.2s，接觸距離取≤3mm；

檢漏自下而上逐排逐孔進(jìn)行；在檢漏前后以及每掃查二小時(shí)校核一次檢漏系統(tǒng)的靈敏度。

參數(shù)設(shè)定

吸槍校核標(biāo)準(zhǔn)值：3.5×10-8Pa·m3/s；

標(biāo)準(zhǔn)要求泄漏率≤1.33×10-8Pa·m3/s；

檢漏報(bào)警值：4.5×10-8Pa·m3/s。

試驗(yàn)結(jié)果

經(jīng)氦氣檢漏試驗(yàn)蒸發(fā)器加熱室的所有焊縫符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

液壓驗(yàn)證試驗(yàn)

 條件準(zhǔn)備

設(shè)備：泵，3DY型電動叁缸試壓泵，額定輸出壓力20.0Mpa。閘閥，型號Z41H-1.6，DN32；壓力表，壓力表量程0-2.5Mpa，精度等級1.5級。

介質(zhì)：液壓試驗(yàn)液體采用水，水的氯離子含量不超過25mg/L（25PPm）；

試驗(yàn)壓力：Pt根據(jù)要求取1.06 Mpa。

試驗(yàn)方法

在蒸發(fā)器加熱室頂部設(shè)置排氣口，充液時(shí)將蒸發(fā)器加熱室內(nèi)的空氣排盡。試驗(yàn)過程中保持容器觀察表面的干燥；試驗(yàn)時(shí)壓力緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力（即1.06 Mpa）后，保壓時(shí)間≥30min。

將壓力降至規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%，并保持足夠長的時(shí)間對所有焊接接頭和連接部位進(jìn)行檢查，如有滲漏，修補(bǔ)后重新試驗(yàn)；

液壓試驗(yàn)完畢后，將液體排盡并用壓縮空氣將內(nèi)部吹干。

試驗(yàn)結(jié)果

蒸發(fā)器加熱室經(jīng)液壓試驗(yàn)，在規(guī)定試驗(yàn)壓力下保持了30min，沒有降壓。在規(guī)定試驗(yàn)壓力的80%下，檢查蒸發(fā)器加熱室狀況，無泄漏。

因此蒸發(fā)器加熱室經(jīng)液壓驗(yàn)證試驗(yàn)后表明設(shè)備加工制造合格，氦氣檢漏技術(shù)能夠很好的應(yīng)用在蒸發(fā)器加熱室的檢測技術(shù)上。

結(jié)論

通過基于核電廠蒸汽發(fā)生器氦氣檢漏技術(shù)對加熱室進(jìn)行試驗(yàn)，用校準(zhǔn)漏孔校核檢漏系統(tǒng)的嗅測靈敏度，確定吸氦時(shí)間、接觸距離，采用吸槍端部與管板表面密封的吸氦方式進(jìn)行檢漏，確保蒸發(fā)器加熱室焊縫加工符合標(biāo)準(zhǔn)，并采用液壓試驗(yàn)的方式進(jìn)行驗(yàn)證，確保加工制造的蒸發(fā)器加熱室滿足使用要求。該方法為后續(xù)該技術(shù)在放射性廢液處理系統(tǒng)設(shè)備加工制造中的應(yīng)用積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

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