核電廠蒸汽發生器傳熱管運行維護方法探究

申伽奇

(中核霞浦核電有限公司 福建寧德 355100)

核電廠蒸汽發生器傳熱管運行維護方法是核電企業日常工作中非常重要且十分關鍵的部分，關系著機組的安全性、經濟性以及環保性等諸多指標。因此，對傳熱管的研究一直都很活躍，由于其在整個系統中起著舉足輕重的作用，所以對核電廠傳熱管所采取的運行維護措施也就顯得尤為重要，它是保證設備正常運轉的前提與基礎，直接影響著核電廠安全穩定運行。蒸汽發生器傳熱管具有很強的放射性、腐蝕性，一旦發生泄漏事故將會造成巨大的經濟損失甚至人員傷亡。因此，必須要確保傳熱管安全、可靠、高效、低耗地運行。而其中最主要的就是對其進行定期的檢查和保養，以達到延長使用壽命、提高可靠性和穩定性的目的。同時，還要考慮核電廠運行時帶來的輻射和噪音問題，這也給工作人員帶來了極大的不便。為了能夠更好地保障電廠的正常生產，需要不斷地探索新技術，來改善傳熱管的安全性和穩定性。

1 蒸汽發生器傳熱管運行維護理論

1.1 蒸汽發生器傳熱管概念

蒸汽發生器傳熱管屬于一種特殊類型的換熱元件，它是以蒸汽為介質進行熱交換的設備，主要用于核反應堆一回路冷卻劑循環中。在設計和使用過程中應注意以下幾個問題。

（1）蒸汽發生器傳熱管應根據實際情況選擇合適長度、直徑，同時還應盡量增大管壁厚度，減少管道應力集中現象：這樣才能有效地提高傳熱效率，使之達到預期效果，同時又能節約材料，從而獲得較好的經濟效益，盡可能延長使用壽命。（2）蒸汽發生器傳熱管內流體流動狀態必須滿足一定條件，要考慮工質泄漏損失等因素，還要合理確定傳熱系數。傳熱管是一個復雜的系統，它不僅與管子本身有關，還與其他一些重要部件，如換熱器、泵風機與各種連接裝置等有很大關系。這些部件共同組成了整個系統，它們之間相互影響、相互制約、互相作用。如果傳熱管的尺寸過大或過小，都會影響傳熱性能，甚至引起爆炸事故；若傳熱管內流速過低，則容易產生局部過熱而導致爆燃事故。因此，要求其具有良好的流動性，否則將會帶來嚴重不良后果。

1.2 蒸汽發生器傳熱管運行維護方式

蒸汽發生器傳熱管運行維護，可分為定期維修和不定期維修兩大類。通常情況下，定期維修要與不定期維修相結合，定期維修主要作用是預防故障，不定期維修主要作用是修復。定期維修是通過定期檢測來判斷傳熱管內是否有缺陷或隱患，一旦發現問題必須馬上采取措施消除事故隱患，針對這些安全隱患采取預防性措施，以避免事故發生，其目的是使設備維持正常工作狀態；不定期維修則是指對已經發生的故障進行檢修后再投入使用，它比定期維修節約人力、物力，能夠縮短工期，減少費用。

2 蒸汽發生器傳熱管運行維護方法研究

2.1 蒸汽發生器傳熱管運行維護基本要求

2.1.1 維護蒸汽發生器傳熱管運行的目的

（1）蒸汽發生器傳熱管的運行與維護是核電廠安全穩定運行的關鍵要求。蒸汽發生器傳熱管是核電廠中極為重要的設備之一，其運行狀況直接影響核電廠能否正常運轉。一旦出現問題，將會造成巨大的經濟損失甚至人員傷亡，嚴重時還會危及社會公共安全。

（2）蒸汽發生器傳熱管的穩定運行，也是為了更好地為核電廠生產服務。核電廠在運行過程中必須綜合考慮經濟性和實用性等因素。為了在安全運行的同時保障核電廠的經濟效益，要做好相關設備的日常運行管理與監督檢查，并加強人員培訓。根據實際情況采取相應對策，確保蒸汽發生器傳熱管的安全、經濟運行。

（3）在實際運行過程中，由于各種原因，蒸汽發生器傳熱管可能產生裂紋等缺陷，進而引發泄漏或腐蝕現象。這些缺陷會大大降低傳熱管的安全性和可靠性，從而影響核電廠的經濟價值和使用年限。為了確保核電廠安全穩定運行，必須對蒸汽發生器傳熱管進行定期檢測與維修工作，使其能夠長期保持良好的技術狀態，延長使用壽命，同時降低故障發生的概率。只有如此，才能保證核電廠的安全運營，為能源安全和人民群眾的生命安全提供堅實的保障。2.1.2 預防為主，加強運行維護措施

隨著經濟發展水平的不斷提高，人們對能源的需求越來越大，為核電廠建設提供了廣闊的市場空間。但同時，核電站面臨著各種難題和挑戰，具體如下。

（1）由于技術的發展，核電廠傳統的運行維護方式已不能滿足當前的實際需要，因此，需要核電廠不斷探索新的、有效的運行維護方法。

（2）目前我國核電廠的運行維護現狀并不樂觀。在核電廠運行中，經常會遇到一些問題，例如：蒸汽發生器傳熱管內出現腐蝕現象等[1]。這些問題不僅影響核電站的經濟效益和社會效益，還可能導致安全事故的發生，直接關系到核電廠是否能夠平穩高效運行，甚至威脅人們的生命健康。因此，必須及時解決這些問題，確保核電廠可以正常穩定地運轉。

（3）在蒸汽發生器傳熱管的運行維護方面，核電廠要提出更高的標準與要求，并采用先進的技術進行管理，其中“預防為主”是最基本的原則之一，強化運行維護則是提升設備管理水平的主要手段[2]。這種方法主要依靠日常巡視檢查和設備檢查兩種手段來實現。運行維護直接關系著核電廠是否能安全可靠運行，如果維護不到位，將會給核電廠帶來極大的損失。因此，相關工作者應該充分認識運行維護的重要性，并投入足夠的人力、物力，采取有效的措施，來保障蒸汽發生器傳熱管的良好運行，確保核電廠安全穩定運營，推動核電事業的健康發展。

2.2 改進蒸汽發生器傳熱管運行維護措施

（1）在實際工作中，需加強日常檢查，預防故障的發生，要重視對運行過程的控制，保證其安全穩定運行。同時，還應該做好定期檢修和保養工作，及時發現問題、解決問題，做好相應的預防措施。必須嚴格按照相關規定開展工作，保證各項制度均能落實到位。建立合理、有效的管理制度，針對不同情況進行科學調整，并制定完善制度確保設備正常運轉。蒸汽發生器傳熱管一旦出現問題，就會影響整個裝置的運行質量。因此，必須予以高度重視，確保設備處于良好狀態，才能更好地發揮出作用，達到預期效果。

（2）為了保證蒸汽發生器的安全性、穩定性和經濟性，在實際生產過程中，必須定期進行更換和維修。由于蒸汽發生器在運行中可能因各種原因發生故障或損壞，因此經常性的檢查、維修和改造是必要的。蒸汽發生器作為一種承壓類特種設備，主要使用金屬材料，容易受到外界因素的影響而產生變形或腐蝕現象，導致泄漏等事故的發生。因此，必須強化基礎工作，進行相關的維護保養工作[3]。

（3）提升維修人員的專業素養。維護蒸汽發生器不僅需要工作人員具備豐富的經驗，還需要具有較高的專業素養，只有這樣才能有效避免安全事故的發生。只有確保系統長期穩定可靠，才能避免重大損失的發生。因此，加強蒸汽發生器的定期維護和檢查工作是非常重要的，它是確保蒸汽發生器安全運行的關鍵措施。只有通過定期的維護和檢查，及時發現問題并進行處理，才能保障蒸汽發生器的安全平穩運行，為核電廠的正常運轉提供堅實保障。同時，核電廠要對維護人員進行培訓，提升其專業素質，以提高維護工作的質量和效率。

（4）及時清理污垢，提高傳熱效果。蒸汽發生器的主要設備包括進水管路、出水管路以及加熱裝置，它們都是在不斷地進行熱量傳遞過程。為了使換熱能力得到充分發揮，就需要定期對其進行清洗處理[4]。因此，必須要做到定時、定量地對蒸汽發生器進行清洗和養護，從而達到延長使用壽命的目的。在運行期間，應經常檢查蒸汽發生器內各點溫度，發現問題及時處理。當水溫超過設定值時，應立即停止運轉；若管內有水垢或雜質堆積，則應徹底清除掉。再者，還應該加強日常維護工作，定期檢修換熱器及各管路等部位的閥門，防止泄漏；同時，做好保養工作，并定期更換新材料；另外，還要注意將蒸汽發生器內部存在的污物清除干凈，以確保整個系統正常運作，這也是保證安全生產的重要措施之一。

（5）做好清潔保養工作，保持良好的蒸汽品質。蒸汽發生器作為一種特殊設備，在使用過程中會發生各種各樣的故障問題。其中，最為常見的就是蒸汽溫度過低或者過高，從而影響到鍋爐的使用壽命，甚至還會導致安全事故的出現。另外，運行時間過長也可能引起爆管事故，進而引發爆炸等嚴重損失。如果蒸汽發生器不能得到良好的保養和維護，將會極大程度上降低安全性、可靠性以及經濟性[5]。一旦發現這些情況就需要及時采取措施解決，以免造成嚴重的后果。因此，必須要對其進行全面有效的管理和養護工作，使其始終處于高效、穩定的狀態。

3 影響蒸汽發生器安全運行的因素分析

3.1 蒸汽發生器的溫度場分布

蒸汽發生器傳熱管管壁溫度是影響蒸汽發生器安全經濟運行的一個重要因素，所以在設計過程中，一定要保證蒸汽發生器傳熱管內壁溫度滿足設計要求。蒸汽發生器的溫度計算可采用熱網絡法，通過熱平衡方程求解得到，但由于實際生產條件不具備或者邊界條件復雜，往往不能獲得精確解，只能給出近似值，使計算結果偏于保守。蒸汽發生器內流動主要包括3個部分：汽水兩相流動、汽液兩相流動和氣相運動。其中，蒸汽發生器內部流體與外界環境之間存在著能量交換和物質傳遞，因此它又分為對流換熱和輻射換熱兩大類[6]。一般其溫度都會隨著時間變化而發生改變，為了確保蒸汽發生器能夠正常運行，需要定期對系統進行檢查，并根據實際情況制定出合理可行的處理措施。

3.2 蒸汽發生器壓力變化

蒸汽發生器的壓力變化是影響其安全運行的一個重要因素。

（1）蒸汽發生器在運行過程中，由于核反應堆的負荷變化或其他原因，蒸汽發生器的壓力可能發生波動。如果壓力變化超出蒸汽發生器設計范圍，可能導致設備的過載運行，加重設備的磨損和疲勞，甚至引發設備故障。在極端情況下，壓力過高或過低可能導致蒸汽發生器失效，影響核電站的正常運行。

（2）蒸汽發生器的換熱效率與其內部壓力密切相關。過高或過低的壓力都會影響蒸汽發生器的換熱性能，導致換熱效率下降，影響發電效率。此外，蒸汽發生器在過高壓力下運行也可能導致蒸汽的過熱，進而產生高溫高壓蒸汽，增加了系統的風險。

（3）蒸汽發生器的壓力變化會導致材料的疲勞和變形，特別是對于金屬材料，長期受到壓力的波動會導致其壽命縮短，進而影響設備的安全性和可靠性。

為了保證核電廠蒸汽發生器的安全運行，必須對壓力變化進行嚴格的監控和控制。在日常運行中，核電廠必須嚴格遵循設備的設計參數和運行規范，定期檢查和維護蒸汽發生器，確保其處于穩定的工作狀態。同時，應建立完善的監測系統，實時監測蒸汽發生器的壓力變化，及時發現異常情況并采取措施進行調整和處理。通過科學合理的運行管理，可有效降低蒸汽發生器壓力變化對核電廠安全運行的影響，保障核電廠的穩定性和經濟性，從而為核能事業的發展做出貢獻[7-9]。

4 結語

對于核電廠而言，除做好日常管理外，還應加強蒸汽發生器的維護工作，如進行傳熱管內污垢清理，防止腐蝕穿孔和積垢堵塞。另外，要經常觀察傳熱管管口是否有異物產生，若發現了應及時處理。只有這樣才能延長使用壽命，減少不必要的經濟損失，避免因疏忽大意造成嚴重后果。