核电汽轮机防应力腐蚀裂纹技术

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1、第39卷第2期热力透平V01．39NO．22010年6月THERMALTURBINEJun2Ol0核电汽轮机防应力腐蚀裂纹技术蒋浦宁(1．上海交通大学，上海200240；2．上海电气电站设备有限公司上海汽轮机厂，上海200240)摘要：我国将陆续开工建设一批CPR、APl000和EPR等堆型的百万等级核电站，而核电汽轮机主要部件工作在湿蒸汽环境下，防止这些部件产生应力腐蚀裂纹甚至导致最终断裂是汽轮机的关键设计。本文介绍了应力腐蚀的机理，并说明了汽轮机部件应力腐蚀的3个重要影响因素：材料的屈服强度、工作应力水平和．7-作环境，从可能

2、产生应力腐蚀部位的应力限制和对应力腐蚀裂纹增长的控制方面，提出如何从设计上防止这些部件因为应力腐蚀而失效的措施，这些措施有效性已经在国外的核电站运行中得到了验证，为叶轮、叶片、汽缸等关键部件长期安全运行提供可靠的技术保证。关键词：核电汽轮杌；湿蒸汽环境；应力腐蚀裂纹；裂纹扩展速度；屈服强度；应力强度因子中图分类号：TK26l文献标识码：A文章编号：1672—5549(2010)02—0089—04TechnologyofStressCorrosionCrackingResistanceinNuclearSteamTurbinesJ

3、IANGPu—ning(1．ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China；2．ShanghaiElectricPowerGenerationCo，Ltd．ShanghaiTurbinePlant，Shanghai200240，China)Abstract：AnamountofCPR，APlOO0andEPRtype’SnuclearpowerplantsaretobebuiltinChina．Astheprincipalcomponentsofnuclearsteamturbine

4、workinginsaturatedsteamconditions，itisessentialforturbinedesigntoavoidinitiationandgrowthofstresscorrosioncracking(SCC)whichmayfinallyleadtocomponents’rupture．Thisarticleintroducesthemechanismofstresscorrosion，indicatesthreefactorsinfluencingtheSCCbehavior—yieldstreng

5、thofmaterial，workingstressandenvironment．ThroughlimitingtheworkingstressofSCCpossiblepositionandcontrollingtheSCCgrowth，thedesignmeasureshowtOavoidcomponentsfailureduetoSCCareputforward．Havingbeenvalidatedinoverseanuclearpowerplantsoperation，thesemeasurescansupplytech

6、nicalguaranteesforkeycomponentssuchasdisc，bladeandcylinder．Keywords：nuclearsteamturbine；saturatedsteamconditions；stresscorrosioncracking(SCC)；crackgrowthrate；yieldstrength；stressintensityfactor随着我国国民经济的快速发展，在未来几年强度、工作应力水平和工作环境，针对汽轮机部件之内我国将陆续开工建设一批CPR、APIO00和分析了可能产生应力腐

7、蚀部位的应力限制和对应EPR等堆型的百万等级核电站。由于核电汽轮力腐蚀裂纹增长的控制，介绍如何从设计上防止机的工质为饱和湿蒸汽，因此其主要高应力工作这些部件因为应力腐蚀而失效的措施。部件如叶轮、叶片、汽缸等都长期工作在湿蒸汽环境下，因此这些部件的防应力腐蚀是结构设计中1应力腐蚀和疲劳腐蚀机理介绍必须予以重点关注的。本文从应力腐蚀的机理人手，介绍了汽轮机汽轮机部件在停机或运行时由于蒸汽在表面部件应力腐蚀的3个重要影响因素：材料的屈服凝结与蒸汽中所含杂质在表面沉积，形成表面的收稿日期：2010—0225作者简介：蒋浦宁(1977)，男

8、，高级T程师，上海交通大学动力工程博士学位在读，并在上海汽轮机有限公司设计研究所从事热电联供、空冷、超(超)临界、核电大型汽轮机设计开发工作，副所长。雾aiR囡第2期核电汽轮机防应力腐蚀裂纹技术微腐蚀裂纹，这些微裂纹如果工作在循环载荷条纹快速扩展阶