本发明专利技术涉及用于核反应堆主要冷却系统的增压器的加热管的处理方法。尤其是，加热管包括安装在大体圆柱形外壳(5)中的加热器(1)。外壳的材质可以由加工硬化的奥氏体不锈钢构成。尤其是，外壳(5)的外表面在加热管的使用过程中易受应力腐蚀。在本发明专利技术中，所述方法包括热处理步骤，优选使用感应加热，其中热处理外壳的外表面，从而至少使外壳表面上的材料再结晶。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于压水核反应堆主要冷却系统的增压器的加热管。
技术介绍
用于主要冷却系统的增压器的加热管，通常包括外金属壳，其具有伸长的圆柱形状(例如直径约为22mm长约为2m)，称为“外壳”，以及安装在外壳内的加热器。如文献FR-2895206所述，此类管安装在增压器的下半部分，并浸没在包含增压器的主要冷却系统的水中。它们用于提高主要冷却系统的操作压力。因此，可以理解，管在使用中承受着载荷，尤其是热应力，当结合下面将详述的加工硬化应力时，该热应力可能会导致应力腐蚀。 问题提出事故显示，现有技术中的加热管可能发生泄漏，特别是管的外壳可能破裂，从而导致管的内部对增压器内的水开放。这可能进一步导致管的加热器的损坏、管的操作的失败，甚至增压器内的压力水通过管的内部空间泄漏到增压器外。因此，希望寻求一种解决方案，以限制特别是由于外壳承受应力腐蚀而导致的外壳破裂的风险。上面提到的文献FR-2895206提出了一种解决方案，旨在使用电解在外壳的外表面上沉积保护性的镍镀层。然而，增加材料的方案导致管的几何尺寸的变化，尤其是会增加直径。另外，该方案也不完全是安全的，因为不能排除在碰撞或摩擦的影响下镍层剥落的风险。一旦增加了直径，则该方案就不能用于已经制造好的加热管，因为这样就可能不再与支架的尺寸相匹配。此外，实施起来也很漫长。本专利技术的目的是改善上述情况。
技术实现思路
为了这个目的，本专利技术提出一种管的处理方法，以减少上述破裂的风险。本专利技术提出的处理方法一般是管的热处理，用于至少使外壳的外表面再结晶。因此，本专利技术涉及用于核反应堆主要冷却系统的增压器的加热管的热处理方法。该加热管包括安装在大体圆柱形外壳中的加热器。该外壳包括在管的使用过程中，至少部分易受应力腐蚀的外表面。尤其是，作为外壳包括钢类材料，例如加工硬化的奥氏体不锈钢，本专利技术的方法包括至少在外壳的外表面的热处理步骤，以便于至少使外壳表面上的材料再结晶。因此，相比于现有技术中的管，再结晶的材料不会受应力腐蚀现象的影响，不会损坏，这就消除了破裂的风险并最终延长了管的寿命。优选的，热处理使用从外壳的外表面开始施加的感应加热。尤其是，设想的热处理包括将外壳的外表面的温度升高到包括在800°C到1100°C的范围内，并且优选为900V到1050°C之间，或者950V到1050°C之间，例如960°C、970°C或者甚至1000°C。通过实行使用感应加热的热处理，有利于将由该热处理导致的加热器的温度升高限制在900°C的最大值内，从而保持加热器的电阻和绝缘性能。在下面详细讨论的实施例中，使用感应加热的热处理包括将交流电施加于在环绕着外壳外表面的感应线圈中。交流电的频率可以选择且优选为至少100kHz。根据“集肤效应”，频率越高，使用感应加热传递到外壳上的能量就越多地集中到外壳的一小层厚度上。在本文中给出的频率值下,其中感应线圈的直径在30到50mm之间，且外壳的直径大约在20到25mm之间。管周围设置有感应器，尤其是，所述感应器优选地至少在沿所述管的平移方向上相对于管有一段相对位移。在一个实施例中，对于包括在I到50kW之间的感应功率，平移位移的速度包括在·每分钟IOOmm到900mm之间。优选地，感应器是螺线管类型的。在一个实施例中，在外壳的外表面上可通入惰性气体，以避免热处理后的氧化。在热处理之后，也有可能通过将流体(例如空气)吹送至外壳的外表面来实施冷却。本专利技术还涉及例如由本专利技术方法所获得的加热管。尤其是，管的外壳至少包括外表面上的再结晶材料层，该层的厚度优选大于或约等于1mm。该层的厚度有利于包括在约为Imm和管的外壳总厚度之间，并且更确切的是,在约I. 5mm到约3mm之间,例如约2mm。“再结晶材料”是指通过实施热处理，重新将具有高硬度的晶粒剧烈变形重组，以形成具有高或中等硬度的等轴晶粒。因此，本专利技术的管的处理方法包括外壳的外表面硬度低于现有技术中的标准管。典型的，本专利技术中处理过的管的外壳的外表面上可测得的硬度值小于或等于约240维氏硬度或者甚至小于约200维氏硬度。这些硬度值分别对应于厚度大于或约等于1臟、或者约为I. 5mm至2mm的再结晶材料。如下文将介绍的，加热器最初是通过卷边安装在管的外壳上的，对外壳的外表面进行型锻，使得外壳的外表面加工硬化。如下文将看到的，本专利技术中加工硬化与热处理之间形成了协同效应。在本专利技术的热处理之前，可以在管上观察到型锻后加工硬化的痕迹，特别是在外壳的外表面上。有利的，在本专利技术的处理之后，加工硬化的结果(特别是根据抗应力腐蚀性)会全部消失。本专利技术的优势因此，本专利技术选择的热处理优选为使用感应加热的处理，旨在促进构成外壳的材料的再结晶，特别是外壳的外表面上的材料。作为非限制性的示例，外壳的材料可以典型的是奥氏体钢(基本包括铁、16%至20%的铬、8%至14%的镍、以及碳(小于I %)和可选的钥、铌或钛)。事实上，可以观察到，管的外壳受腐蚀的风险可以与其通过型锻而导致材料实质上加工硬化的制造方法联系起来，特别是在外壳的外表面上。图3表示管的外壳的表面SUR的放大图，其特别示出了靠近外壳的外表面SUR的加工硬化晶粒。第一个理由是，原则上，使用感应加热的热处理是有利的，因为首先这会促进温度升高，特别是在使用感应加热处理的材料的外表面上。使用感应加热的处理也是有利的至少因为第二个理由整个热处理(在大约1050°C，其用于使管的外壳再结晶)可能导致管的电学性能的恶化，特别是安装在外壳内部的加热器。因此，在本专利技术的一个实施例中，优选的是，仅对管进行表面热处理，可选的是，特别对外壳进行热处理。因此，使用感应加热进行热处理是合适的。当加热器的温度在9000C以上时，实际上可能会发生电学性能的恶化。因此，使用感应加热的处理，特别是在外壳的表面上进行的，可以改 善外壳表面的形态缺陷(显著的塑化、位错和局部应力)，特别是与管的加工过程中外壳的加工硬化相关的形态缺陷。另外，当采用环绕着管的螺线管进行热处理时，可以实现再结晶热处理，而不会产生任何热处理的中断。轴向上，连续且有规律的热处理可以通过感应器内管的连续且有规律的位移来获得，反之亦然。径向上，热处理在整个外壳的周围同时以大体相同的强度进行，从而在再结晶处理过程中形成径向应力不均的风险也较低。尤其是，在管的加工过程中由于外壳的加工硬化而产生的应力在整个管的周围被均匀地吸收。在表面热处理过程中，如果外壳在再结晶处理中一些区域在更小的范围内承受了更显著的加工硬化，而管的外壳的其他区域则承受较为不显著的加工硬化，就会产生应力不均。径向应力不均使得管的一侧形成应力较高的区域，而在管的另一侧则形成应力较低的区域，这样会导致管的弯曲。另外，加工硬化的钢再结晶所需的能量(其温度)比未经加工硬化的钢要少。例如，未经加工硬化的钢从1050°C开始再结晶，而同样的表面加工硬化的钢只需更小的温度升高，例如960°C，还考虑到所述钢的表面不是全部都加工硬化，且在外壳的整个层的厚度上加工硬化是不均匀的。这就有可能降低外壳再结晶所需的温度，从而也降低了外壳内部的加热器所必须承受的温度。使用包括在900°C到1050°C之间的表面温度，更确切的在950°C到1050°C之间，例如960°C、970°C或者甚至1000°C，这本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杰克奎斯·查姆普雷东德，金玛丽·法盖翁，伊维斯·诺，
申请(专利权)人：法国电力公司，
类型：
国别省市：
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