核电站海水冷却系统换热器防腐技术的研究与应用

蓝月华

（茂名市茂港电力设备厂有限公司，广东 茂名 525000）

核电站海水冷却系统换热器防腐技术的研究与应用

蓝月华

（茂名市茂港电力设备厂有限公司，广东 茂名 525000）

针对传统的海水—工业水换热器与海水接触部位容易被腐蚀，从而造成换热器产生泄漏的问题，通过与广东工业大学合作，展开了对换热器防腐蚀技术的研究，最终获得了比较好的防腐蚀技术并应用于实际生产中。

核电站；换热器；海水；防腐蚀

（一）背景技术

换热器是核电站中的关键设备，其性能优劣直接影响到发电机组的稳定和效率。基于水资源、节能和核电装置安全等的综合考虑，我国在用或新建的核电站绝大多数建在滨海地区，并以海水为介质，通过热交换方式冷却用于核岛、常规岛系统的除盐水和饱和蒸汽等。而海水是腐蚀很严重的冷却介质，为了提高换热器的耐蚀性，传统的海水—工业水换热器水室是通过涂层来防腐，即是在水室内墙与海水接触的地方贴上橡胶整体硫化融合达到防腐的效果。由于衬胶在海水里时间长了会老化龟裂，造成换热器水室每年都会产生泄漏，维护工作量大，使用寿命短。为此,我公司与广东工业大学合作展开了对换热器防腐蚀技术的研究。

（二）新型防腐技术特点

采用新型防腐技术的水室有两大技术特点：

1.材料采用钛-钢复合板，复合板的内层为耐海水腐蚀的纯钛，外层（基层）为 Q345R钢板，两者经过爆炸焊接复合而成。这种结构能使设备在长时间工作中防止海水的腐蚀，大大延长设备的使用寿命。

2.结构上采用锥形进出口，使海水从水室中部进出，大大减少流动阻力，节能降耗，且水中的杂物容易随水流排出，不易沉积，减少清洗维护费用。

（三）具体实施方式

海水-工业水换热器与海水接触的部件有水室、管板、换热管，以下分别予以说明这些部件的防腐措施。

1.水室。水室分为进水室和出水室，水室为锥形结构，锥形结构可以使流场均匀，减少回弯处流动阻力。如一次水为海水，则换热器两水室材料均为钛-钢复合板，复合板的内层为耐海水腐蚀的纯钛，外层（基层）为 Q345R钢板，两者经过爆炸焊接复合而成。两水室与管板的连接均为法兰连接，法兰采用钛-钢复合板，钛层复合到法兰的密封面。这种结构采用钛-钢复合板，所有与海水接触的地方均有钛层保护，既保证水室强度，又能耐海水腐蚀。

2.管板。管板材质是钛-钢复合板，一次水侧为防腐复合层，管孔复合层与换热管管头采用胀接加焊接连接，复合层能有效防止一次水腐蚀， 钢层保证管板的强度。

3.换热管。海水换热管材质是工业纯钛ASTMB338 Gr.2，钛是目前传热性能好又耐海水腐蚀的最佳材料，密度小，强度高。管头与管板采用贴胀—氩弧焊接—强度胀接相结合的连接方式，彻底防止管头泄漏及间隙腐蚀。

利用上述新型防腐技术的换热器，2002年用于华能汕头电厂300MW机组，2007年用于秦山核电300MW机组，至今都没有发现泄漏现象，并且使用效果良好。2009～2010年我公司又利用该技术分别为方家山核电和阳江核电制造了两台海水-工业水换热器。

（四）新型防腐技术与传统防腐技术的比较

与传统技术相比具有以下优势：

1.防腐效果好，使用寿命长。现有技术水室为衬胶结构，气密性较差，易老化脱落，使用寿命短，通常是1～2年左右就需更换或重新涂层防腐。而采用新型防腐技术的水室可长期运行，不发生腐蚀。

2.方便检修和清淤。传统的涂层水室因其内腔表面粗糙，易使垃圾、泥沙等沉积而影响使用效果。而采用新型防腐技术的水室因其钛层表面光滑，加上圆弧过度设计，使室内的垃圾、泥沙等难于淤积，减少清洗维护费用。

3.流动阻力小。采用新型防腐技术的水室结构采用锥形进出口，使海水从水室中部进出，大大减少流动阻力，节能降耗。

（五）结束语

钛是目前防止海水腐蚀的最佳材料，由于其表面坚固氧化层能长期防止氯离子的腐蚀。但缺点就是成本太高，特别是作为结构部件时这个问题尤为突出，有效的解决方法就是使用钛钢复合板。钛钢复合板是由一层钛薄板和一层钢板爆炸复合而成，钛与钢的复合材料板称之为钛钢复合板，既有钛的耐蚀性，又有钢板的强度，重要的是成本也大幅度下降了。核电站海水冷却系统换热器为防止海水腐蚀采取的主要措施有：1.水室、管板材料均为钛-钢复合板；换热管材质是工业纯钛ASTMB338 Gr.2。2.管头与管板采用贴胀—氩弧焊接—强度胀接相结合的连接方式，可防止管头泄漏及间隙腐蚀。

本新型防腐技术对与海水接触的部件水室、管板、换热管采取了有效的防腐措施，从而可以提高换热器的使用效果，延长换热器的使用寿命，使得电厂节省检修时间，提高经济效益。

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TM623

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1008-1151(2011)04-0138-01

2011-01-08

蓝月华（1973－），女，广东茂名人，茂名市茂港电力设备厂有限公司工程师，研究方向为换热器优化设计。