[发明专利]一种耐冲刷腐蚀的陶瓷衬套节流孔板组件

说明书

技术领域

本发明属于核电站设计与运行技术领域，具体涉及一种耐冲刷腐蚀的陶瓷衬套节流孔板组件。

背景技术

冲刷腐蚀是核电厂二回路高温高压管道的主要失效机理之一，世界范围内核电厂二回路腐蚀降级造成的管道破口事件已有300余起，严重影响了核电厂安全、稳定、经济运行，甚至造成了多人死亡、重伤的惨剧；

冲刷腐蚀的主要影响因素为材料、介质相态、流体力学等，在材料、介质相态等特征确定的情况下，核电厂二回路管道的冲刷腐蚀主要与管道部件内表面的局部流体力学特性有关，局部流速越快，越易发生冲刷腐蚀。

由于上下游压差大，节流孔板下游管段内壁的局部区域流速较高，是核电厂二回路管道冲刷腐蚀减薄的敏感位置，目前，国内核电厂已有10余起由于节流孔板下游管段严重的冲刷腐蚀减薄导致的管道破口事件，造成核电机组非计划停机降功率，严重影响了核电厂的安全、稳定、经济运行。

目前，针对节流孔板及其下游管段冲刷腐蚀问题主要是按照原始设计进行更换，存在的主要问题如下：

1、按照原设计更换孔板及下游管道后，后续运行中仍会发生冲刷腐蚀问题，需要定期跟踪监督，并存在管线漏检和泄漏风险，增加了管理成本和运行风险。

2、按照原设计更换孔板及下游管道后，增加了一道管道对接焊缝或两道承插焊接口，焊接接头数量的增加使管线可靠性有所下降，也相应增加了管理成本和运行风险。

3、未明确孔板下游冲刷腐蚀的影响范围，盲目更换节流孔板的下游管段可能未完全覆盖冲刷腐蚀的影响区域。

针对核电厂二回路管道节流孔板及其下游管线的冲刷腐蚀问题，需要通过流体力学分析和实际工况验证，明确冲刷腐蚀的影响范围，设计开发结构简单、加工安装便捷、运行可靠的耐冲刷腐蚀的节流孔板组件。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐冲刷腐蚀的节流孔板组件，通过对孔板组件的结构和材料的优化设计实现避免节流孔板及其下游管线冲刷腐蚀减薄的问题，并使孔板组件便于加工和安装，保障核电厂承压管线安全可靠运行。

本发明是这样实现的：

一种耐冲刷腐蚀的陶瓷衬套节流孔板组件，包括孔板上游部件、孔板下游部件和衬套；孔板上游部件的左端与上游管道固定连接，右端与孔板下游部件的左端固定连接；衬套固定在孔板下游部件的内部，位于孔板上游部件的右侧；孔板下游部件的右端与下游管道固定连接。

如上所述的孔板上游部件整体为圆柱体形，左端面沿轴向自左向右依次开设有三个圆孔，三个圆孔的内径依次减小；孔板上游部件左部圆孔的内径与上游管道的外径相匹配，中部圆孔的内径小于上游管道的内径；孔板上游部件用于接收上游管道流出的液体并对液体进行增压。

如上所述的孔板下游部件整体为圆柱体形，与孔板上游部件同轴设置；孔板下游部件左端面沿轴向自左向右依次开设有两个圆孔，两个圆孔的内径依次减小；孔板下游部件左部圆孔的内径与孔板上游部件的外径相匹配，右部圆孔的内径与下游管道的外径相匹配；在左部圆孔与右部圆孔的连接部设置有圆环形凸台，凸台的左端与衬套紧密接触，凸台的右端与下游管道紧密接触；孔板下游部件用于固定孔板上游部件、衬套和下游管道。

如上所述的衬套整体为中空的圆柱体形，与孔板上游部件和孔板下游部件同轴设置，左端与孔板上游部件紧密接触；衬套的内径与上游管道和下游管道的内径相等，外径与孔板下游部件左部圆孔的内径相匹配；衬套用于承受通过液体的冲刷腐蚀，减少液体对下游管道的结构损伤。

如上所述的孔板上游部件的左端和上游管道的外表面通过承插焊连接，形成上游承插焊口；孔板上游部件的外表面和孔板下游部件的左端通过承插焊连接，形成孔板组件承插焊口；孔板下游部件的右端和下游管道的外表面通过承插焊连接，形成下游承插焊口；衬套通过粘接剂固定在孔板下游部件上。

如上所述的上游承插焊口至上游管道右端的轴向距离为上游管道内径的0.5倍；上游承插焊口至孔板组件承插焊口的轴向距离为上游管道内径的2倍；孔板组件承插焊口至孔板上游部件右端的轴向距离为上游管道内径的0.5倍；衬套的轴向长度为上游管道内径的2.5倍；衬套右端至为下游承插焊口的轴向距离为上游管道内径的0.5倍。

如上所述的孔板上游部件和孔板下游部件均采用304L不锈钢材料制成；衬套采用氧化铝陶瓷材料制成。

如上所述的孔板上游部件和孔板下游部件的外表面粗糙度为1.6μm，其他表面粗糙度3.2μm。

如上所述的衬套的厚度为4mm。