藍月華

（茂名市茂港電力設(shè)備廠有限公司，廣東 茂名 525000）

核電站海水冷卻系統(tǒng)換熱器防腐技術(shù)的研究與應(yīng)用

藍月華

（茂名市茂港電力設(shè)備廠有限公司，廣東 茂名 525000）

針對傳統(tǒng)的海水—工業(yè)水換熱器與海水接觸部位容易被腐蝕，從而造成換熱器產(chǎn)生泄漏的問題，通過與廣東工業(yè)大學合作，展開了對換熱器防腐蝕技術(shù)的研究，最終獲得了比較好的防腐蝕技術(shù)并應(yīng)用于實際生產(chǎn)中。

核電站；換熱器；海水；防腐蝕

（一）背景技術(shù)

換熱器是核電站中的關(guān)鍵設(shè)備，其性能優(yōu)劣直接影響到發(fā)電機組的穩(wěn)定和效率?；谒Y源、節(jié)能和核電裝置安全等的綜合考慮，我國在用或新建的核電站絕大多數(shù)建在濱海地區(qū)，并以海水為介質(zhì)，通過熱交換方式冷卻用于核島、常規(guī)島系統(tǒng)的除鹽水和飽和蒸汽等。而海水是腐蝕很嚴重的冷卻介質(zhì)，為了提高換熱器的耐蝕性，傳統(tǒng)的海水—工業(yè)水換熱器水室是通過涂層來防腐，即是在水室內(nèi)墻與海水接觸的地方貼上橡膠整體硫化融合達到防腐的效果。由于襯膠在海水里時間長了會老化龜裂，造成換熱器水室每年都會產(chǎn)生泄漏，維護工作量大，使用壽命短。為此,我公司與廣東工業(yè)大學合作展開了對換熱器防腐蝕技術(shù)的研究。

（二）新型防腐技術(shù)特點

采用新型防腐技術(shù)的水室有兩大技術(shù)特點：

1.材料采用鈦-鋼復合板，復合板的內(nèi)層為耐海水腐蝕的純鈦，外層（基層）為 Q345R鋼板，兩者經(jīng)過爆炸焊接復合而成。這種結(jié)構(gòu)能使設(shè)備在長時間工作中防止海水的腐蝕，大大延長設(shè)備的使用壽命。

2.結(jié)構(gòu)上采用錐形進出口，使海水從水室中部進出，大大減少流動阻力，節(jié)能降耗，且水中的雜物容易隨水流排出，不易沉積，減少清洗維護費用。

（三）具體實施方式

海水-工業(yè)水換熱器與海水接觸的部件有水室、管板、換熱管，以下分別予以說明這些部件的防腐措施。

1.水室。水室分為進水室和出水室，水室為錐形結(jié)構(gòu)，錐形結(jié)構(gòu)可以使流場均勻，減少回彎處流動阻力。如一次水為海水，則換熱器兩水室材料均為鈦-鋼復合板，復合板的內(nèi)層為耐海水腐蝕的純鈦，外層（基層）為 Q345R鋼板，兩者經(jīng)過爆炸焊接復合而成。兩水室與管板的連接均為法蘭連接，法蘭采用鈦-鋼復合板，鈦層復合到法蘭的密封面。這種結(jié)構(gòu)采用鈦-鋼復合板，所有與海水接觸的地方均有鈦層保護，既保證水室強度，又能耐海水腐蝕。

2.管板。管板材質(zhì)是鈦-鋼復合板，一次水側(cè)為防腐復合層，管孔復合層與換熱管管頭采用脹接加焊接連接，復合層能有效防止一次水腐蝕， 鋼層保證管板的強度。

3.換熱管。海水換熱管材質(zhì)是工業(yè)純鈦ASTMB338 Gr.2，鈦是目前傳熱性能好又耐海水腐蝕的最佳材料，密度小，強度高。管頭與管板采用貼脹—氬弧焊接—強度脹接相結(jié)合的連接方式，徹底防止管頭泄漏及間隙腐蝕。

利用上述新型防腐技術(shù)的換熱器，2002年用于華能汕頭電廠300MW機組，2007年用于秦山核電300MW機組，至今都沒有發(fā)現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，并且使用效果良好。2009～2010年我公司又利用該技術(shù)分別為方家山核電和陽江核電制造了兩臺海水-工業(yè)水換熱器。

（四）新型防腐技術(shù)與傳統(tǒng)防腐技術(shù)的比較

與傳統(tǒng)技術(shù)相比具有以下優(yōu)勢：

1.防腐效果好，使用壽命長?，F(xiàn)有技術(shù)水室為襯膠結(jié)構(gòu)，氣密性較差，易老化脫落，使用壽命短，通常是1～2年左右就需更換或重新涂層防腐。而采用新型防腐技術(shù)的水室可長期運行，不發(fā)生腐蝕。

2.方便檢修和清淤。傳統(tǒng)的涂層水室因其內(nèi)腔表面粗糙，易使垃圾、泥沙等沉積而影響使用效果。而采用新型防腐技術(shù)的水室因其鈦層表面光滑，加上圓弧過度設(shè)計，使室內(nèi)的垃圾、泥沙等難于淤積，減少清洗維護費用。

3.流動阻力小。采用新型防腐技術(shù)的水室結(jié)構(gòu)采用錐形進出口，使海水從水室中部進出，大大減少流動阻力，節(jié)能降耗。

（五）結(jié)束語

鈦是目前防止海水腐蝕的最佳材料，由于其表面堅固氧化層能長期防止氯離子的腐蝕。但缺點就是成本太高，特別是作為結(jié)構(gòu)部件時這個問題尤為突出，有效的解決方法就是使用鈦鋼復合板。鈦鋼復合板是由一層鈦薄板和一層鋼板爆炸復合而成，鈦與鋼的復合材料板稱之為鈦鋼復合板，既有鈦的耐蝕性，又有鋼板的強度，重要的是成本也大幅度下降了。核電站海水冷卻系統(tǒng)換熱器為防止海水腐蝕采取的主要措施有：1.水室、管板材料均為鈦-鋼復合板；換熱管材質(zhì)是工業(yè)純鈦ASTMB338 Gr.2。2.管頭與管板采用貼脹—氬弧焊接—強度脹接相結(jié)合的連接方式，可防止管頭泄漏及間隙腐蝕。

本新型防腐技術(shù)對與海水接觸的部件水室、管板、換熱管采取了有效的防腐措施，從而可以提高換熱器的使用效果，延長換熱器的使用壽命，使得電廠節(jié)省檢修時間，提高經(jīng)濟效益。

[1]汪長春,王成銘,鄭文遠.大亞灣和嶺澳核電站海水冷卻系統(tǒng)的腐蝕與控制[J].安全生產(chǎn),2009.

[2]束國剛,上官斌,何大波.核電設(shè)備國產(chǎn)化推進工作實踐[J].電力技術(shù)經(jīng)濟,2009.

[3]朱相榮,黃桂橋,林樂耘,等.金屬材料長周期海水腐蝕規(guī)律研究[J].中國腐蝕與防護學報,2005.

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2011-01-08

藍月華（1973－），女，廣東茂名人，茂名市茂港電力設(shè)備廠有限公司工程師，研究方向為換熱器優(yōu)化設(shè)計。