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1、氦质谱检漏技术在蒸发器制造与停堆期间的应用 摘 要：针对蒸发器制造与运行过程中的泄露问题，应用氦质谱检漏技术发现泄露点，为蒸发器返修/检修提供依据，保证蒸发器的顺利制造、安全经济运行，从而取得良好的经济效益。 关键词：蒸发器；氦质谱检漏；泄露 1 前言 蒸发器是核电厂运行中较为重要的一项设备，它在高压和带放射性条件下工作，主要功能是作为热交换设备将一回路冷却剂中的热量传给二回路的给水，使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。放射性污染二回路系统一般通过两种途径：一是高压冷却剂经管子-管板间隙向二次侧泄露；二是传热管发生破裂。为保证蒸发器在核电厂中安全有效的运行，有必要在蒸发器制造及运行过程中对其进
2、行泄露检验。氦质谱检漏技术是目前国内外公认的安全可靠的检漏方法。 2 氦质谱检漏技术在蒸发器在役期及停堆期的应用3 2.1 检验范围 蒸发器制造过程中的传热管采用超声波检测、涡流检测进行质量控制，因此氦质谱检漏的主要控制点为管子-管板焊缝。 2.2 人员资格 进行泄漏试验的人员都应该按照haf602核安全法规民用核安全设备无损检验人员资格管理规定进行培训、考核并取得相应的资格证书1。 2.3 在役期检验用仪器及设备 （1）氦质谱检漏仪 （2）专用检漏罩 专用检漏罩用波纹管与仪器相连接，管路应尽可能短，除非经特殊设计的较长管路能缩短相应净化时间，但最长不应大于4570mm2。专用检漏罩用于对管孔
3、一次侧焊缝进行检漏，可为单孔或多孔检漏罩。 （3）标准漏孔 标准漏孔一年进行一次检定，保证标准漏孔在检定合格日期内使用2。 （4）示踪气体 采用氦-氮混合气体作为示踪气体，氦气纯度不小于99.99%，氮气纯度不小于99.99%。 （5）压力表、温度计、秒表、真空泵 2.3.1 检测条件准备 （1） 对蒸发器二次侧整体进行密封； （2） 试验部件在检测时不允许进行通风处理或试验场所不得因为通风而使所要求的灵敏度降低2。 2.3.2 检验流程 （1） 检测系统安装 （2） 充气 对蒸发器二次侧冲入氦气和氮气混合气体，并保证二次侧绝对压力及氦气浓度满足要求。 （3） 检测工序 a.保压后进行系统校准
4、，利用标准漏孔校核系统的灵敏度。在系统校准时，记录反应时间；b.采用专用检漏罩进行检测时，停留时间应大于三倍的反应时间。检测方向应从部件的最下部位开始，然后渐次向上2。 2.3.3 结果评定 2.4 停堆期检验用仪器及设备 （1） 氦质谱检漏仪 （2） 机械手。作为氦检漏吸腔组的载体，携带吸腔组在传热管端部的移动，并通过吸腔的旋转，完成整个区域的检测。 （3） 吸腔组。由四个吸腔组成，每个吸腔组由温度传感器、流量传感器和抽泣泵组成并连接一台检漏仪，组成一个检测单元，可以安装在机械手上，用于采集气体样本；温度传感器和流量传感器用于获取所采集的气体温度值和流量值。 （4） 扩容器。用于一次侧气体吹
5、扫，使蒸发器一次侧水室封头内每根传热管均能被吹扫。 （5） 监控系统。主要通过一系列的传感器对该检测系统所需要的检测参数进行实时检测，以及机械手和工作现场的运行状态监视。 （6） 示踪气体。采用氦-氮混合气体作为示踪气体，氦气纯度不小于99.99%，氮气纯度不小于99.99%。 （7） 控制系统。主要由控制软件、控制电路、电磁阀等组成，用于完成机械手与吸腔的运动控制，满足检测过程的需要。主要完成工作现场与核岛外控制室的通讯以及控制室与分析室的通讯。 （8） 通讯系统。主要完成系统各模式之间的通讯。 2.4.1 检测条件准备 （1） 对蒸汽发生器二次侧进行整体隔离，关闭二次侧所有接管阀门，其中主
6、给水管道和主蒸汽管道内充水，充水前应关闭主隔离阀，以水界面为隔离边界，主蒸汽管道也可采用专用堵头在二次侧进行隔离； （2） 检漏应在清洁干燥环境中进行； （3） 检漏现场不得有强烈的电磁场和剧烈震动。 2.4.2 检验流程 （2） 充气 对蒸发器二次侧冲入氦气和氮气混合气体，并保证二次侧绝对压力及氦气浓度满足要求。 （3） 检测工序 a. 利用控制 统软件，最优化机械手工作路线，并确定检测起始位置；b. 开启氦检漏仪和吸腔组上的抽气泵，通过机械手携带吸腔组达到指定位置，通过数据采集分析系统来采集数据包括温度、流量、漏率和露点温度等，并将各数据存储下来，保存为与传热管相对应编号的文件。当数据中的
7、漏率超过软件设定的警戒值，自动进行报警，并记录下发生报警传热管的编号；c.如发现有漏，进行单管氦检漏漏率测定。记录仪器氦气本底浓度值sn和漏率度数值sf，读取传热管中气体的流速qb和蒸发器二次侧氦气浓度cf。 2.4.3 结果评定 3 结束语 随着核电事业的不断推进，氦检漏技术在核电领域的应用会越来越广。本文简明扼要的阐述了氦质谱检漏技术在蒸发器全过程中的应用，希望可以给大家提供一定的参考。 _ 1haf602核安全法规民用核安全设备无损检验人员资格管理规定. 2asme锅炉压力容器规范 v卷 xx版本. 3许贵平.民用核安全设备泄露检验技术. 作者简介：李光伟（1986，2-），男，河南省卫辉市，上海理工大学热能与动力工程专业毕业，获学士学位；从事核电材料及压力容器材料的检验技术工作。 李宏艳（1983，8-），女，黑龙江省肇东市，吉林大学金属材料专业毕业，获学士学位；助理工程师。从事航空材料、核电材料及压力容器材料的检验技术工作。 模板,内容仅供参考
