Kluczowe systemy rurociągów w elektrowni
Elektrownia cieplna to sieć systemów rurociągów, z których każdy ma własne ciśnienie, temperaturę i chemię. Główne linie pary i gorącego ponownego podgrzewania transportują przegrzaną parę z kotła lub wytwornicy pary do turbiny. Linie wody zasilającej i kondensatu zwracają-wodę o wysokiej czystości pod wysokim ciśnieniem, kolektory wody chłodzącej przenoszą bardzo duże objętości pod niskim ciśnieniem, a systemy pomocnicze obsługują paliwo, olej smarowy, powietrze przyrządowe i spusty. Ponieważ zadania każdego obwodu są bardzo różne, dobór materiałów i planowanie inspekcji odbywa się system po systemie, a nie na poziomie całego zakładu.
Gatunki materiałów dla pary i wody zasilającej
Praca w podwyższonej-temperaturze zależy od wytrzymałości na pełzanie, odporności na utlenianie i spawalności. Poniższa tabela zawiera listę gatunków powszechnie określonych dla rur spawanych i bez szwu w nowoczesnych zakładach.
| Specyfikacja | Stopień | Typowa usługa | Projektowa temperatura metalu |
|---|---|---|---|
| ASTM A106 | klasa B | Woda zasilająca, kondensat, para pomocnicza | do około 425 stopni C |
| ASTM A335 | P11 (1,25Cr-0,5Mo) | Przegrzewacz wtórny, ponowne podgrzewanie na gorąco | do około 565 stopni C |
| ASTM A335 | P22 (2,25Cr-1Mo) | Główna para, gorące kolektory dogrzewania | do około 595 stopni C |
| ASTM A335 | P91 (9Cr-1Mo-V) | Główna para,-rurociągi wysokoenergetyczne | do około 620 stopni C |
| ASTM A213 | T11, T22, T91 | Rury przegrzewacza i podgrzewacza wtórnego | limity metalu rury powyżej |
| ASTM A672 / A691 | B70, C70, 91 | Rura-spawana-elektrycznie-o dużej-średnicy | dopasowane do gatunku płyty |
Poniżej zakresu pełzania stal węglowa ASTM A106 klasa B i ASTM A672 pozostaje ekonomicznym wyborem do obsługi wody zasilającej i kondensatu. Gatunki nisko-stopowe i 9Cr są wybierane tylko wtedy, gdy naprawdę wymaga tego obliczona temperatura metalu, ponieważ twardsze gatunki wymagają bardziej rygorystycznej obróbki cieplnej, twardości i kontroli produkcji.
Zarządzanie rozszerzalnością cieplną i elastycznością rurociągów
Rurociągi wysokoenergetyczne-wydłużają się o kilkaset milimetrów pomiędzy warunkami zimnymi i gorącymi, a ruch ten musi być kompensowany bez przeciążania spoin lub dysz. Pętle rozszerzające, przesunięcia i zmiany kierunku zapewniają elastyczność, podczas gdy wieszaki sprężynowe, wieszaki o stałym-podparciu i tłumiki utrzymują obciążenie dyszy w granicach określonych przez dostawcę sprzętu. Układ jest weryfikowany za pomocą formalnej analizy elastyczności i naprężeń zgodnie z ASME B31.1, która obejmuje przypadki obciążeń stałych, okazjonalnych i przemieszczeniowych, a ustawienia podpór są rejestrowane dla pozycji gorących i zimnych, tak aby instalacja w terenie odpowiadała analizie.
Kontrola i ocena stanu
Monitorowanie stanu rurociągów energetycznych łączy podstawową kontrolę produkcji z okresowymi-badaniami eksploatacyjnymi:
Badanie radiograficzne spoin doczołowych zgodnie z ASME BPVC sekcja V artykuł 2 podczas produkcji.
Ręczne lub automatyczne badania ultradźwiękowe zgodnie z art. 4 pod kątem jakości spoin oraz, w trakcie eksploatacji, mapowania-grubości ścian w strefach erozji i korozji.
Badanie penetracyjne i magnetyczne zgodnie z art. 6 i 7 spoin pachwinowych, spoin mocujących i podejrzeń pęknięć powierzchniowych.
Badania twardości i replikacji stali ferrytycznych o zwiększonej-wytrzymałości na pełzanie-, takich jak P91, w celu potwierdzenia, że obróbka cieplna-po spawaniu pozwoliła uzyskać zamierzoną mikrostrukturę.
Inspekcja-w trakcie eksploatacji i ocena pozostałego-życia życia zaplanowane zgodnie z wymaganiami ASME B31.1 i Kodeksu inspekcji Krajowej Rady.
Chemia i przepływ wody zasilającej-Przyspieszona korozja
Wewnętrzna degradacja jest kontrolowana zarówno przez skład chemiczny wody, jak i przez dobór materiału. Rozpuszczony tlen usuwa się za pomocą środka pochłaniającego tlen, a pH podnosi się za pomocą amoniaku lub aminy tworzącej warstwę, aby utrzymać wodę zasilającą w zakresie minimalizującym transport żelaza. Korozja-przyspieszona przepływem, która atakuje przewody wody zasilającej i kondensatu ze stali węglowej- za zaworami regulacyjnymi, jest zarządzana poprzez przewidywanie utraty ścianek za pomocą standardowego modelu branżowego, a następnie potwierdzanie tego za pomocą ultradźwiękowych badań grubości w przewidywanych-miejscach wysokiego natężenia przepływu. Strefy, w których może występować mokra para lub przepływ dwu-fazowy, są sprawdzane w krótszym cyklu, a linie spustowe są tak rozmieszczone, aby uniknąć najniższych punktów, w których gromadzi się kondensat podczas przestojów.
Rozważania dotyczące rurociągów elektrowni jądrowych
Rurociągi wewnątrz elektrowni jądrowej opierają się na tych samych zasadach mechanicznych, ale dodają dodatkowe warstwy kontroli: udokumentowaną identyfikowalność materiału od liczby wytopowej do systemu, obszary produkcyjne o kontrolowanej-czystości, kwalifikację sejsmiczną i środowiskową podpór i komponentów, tolerancję wpływu napromieniania na wytrzymałość oraz pakiet weryfikacyjny wykazujący zgodność z kodeksem jądrowym i specyfikacjami technicznymi zakładu. Wymagania te przesuwają równowagę kosztów w kierunku mniejszej liczby w pełni sprawdzonych spoin i produkcji w kontrolowanym zakładzie, a nie w terenie.
Często zadawane pytania
P: Jaki gatunek stali jest używany do głównych rurociągów parowych?
ASTM A335 P22 jest powszechnie stosowana w przypadku pary głównej i ponownego podgrzewania na gorąco do około 595 stopni C, podczas gdy ASTM A335 P91 jest wybierana w przypadku wyższych temperatur metali, zwykle do około 620 stopni C, gdzie jego wytrzymałość na pełzanie pozwala na cieńsze ścianki.
P: Jaka jest różnica między rurą A106 i A335?
ASTM A106 klasa B to stal węglowa przeznaczona głównie do pracy w temperaturze otoczenia lub umiarkowanie podwyższonej, natomiast ASTM A335 obejmuje gatunki stopów chromu-molibdenu, takie jak P11, P22 i P91, które zachowują wytrzymałość w zakresie pełzania.
P: W jaki sposób kontroluje się korozję-przyspieszoną przepływem?
Jest kontrolowany przez prawidłowy skład chemiczny i pH wody zasilającej, geometrię zapobiegającą turbulencjom za zaworami i złączkami, a także ultradźwiękowe pomiary-grubości ścianek w lokalizacjach określonych przez branżowy model prognostyczny.
P: Dlaczego wymagana jest analiza elastyczności rurociągów zasilających?
Wzrost temperatury musi zostać pochłonięty przez układ rurociągów, tak aby naprężenia i obciążenia króćców sprzętu mieściły się w granicach ASME B31.1, a analiza określa typy podpór i ustawienia stosowane podczas montażu.
P: Jakie kontrole przeprowadza się w przypadku stali-wytrzymałych na pełzanie, takich jak P91?
Spoiny produkcyjne są poddawane badaniu radiograficznemu lub ultradźwiękowemu, a obróbka cieplna po-spawaniu jest weryfikowana poprzez badanie twardości i replikację powierzchni, aby potwierdzić wymaganą strukturę martenzytu odpuszczonego.
