小堆和大堆蒸汽发生器传热管涡流检查技术探讨
军工资源网 2026年05月08日2025年11月13日,国核电站运行服务技术有限公司检测技术业务部副经理杨扬在深圳核博会核电厂在役检查论坛发表《小堆和大堆蒸汽发生器传热管涡流检查技术探讨》主旨报告。

报告围绕核电蒸汽发生器传热管在役涡流检测中遇到的典型问题,重点讨论了支撑板/抗振条磨损等缺陷在不同形态(尤其双面同向磨损)下导致传统涡流定量偏差的原因,并提出结合MRPC三维成像选择匹配定量曲线以降低不确定度的方法。随后介绍了接近管(挤管)的成因、分布规律与接近距离评定曲线建立,以及为完整CMOA评价引入历史数据与数字化平台;同时分享了弯管长范围柔性MRPC扫查探头自研改进、抗振条下插不到位筛查方法,并扩展到小堆紧凑结构组件的通过性与检出率解决方案。

关键点:
1. 报告背景与在役机组检测概况(00:00)
介绍来自国核电站运行服务技术有限公司的在役检查工作,涉及AP1000、CP1000、CP1400及“国和一号”等机组。指出在服务机组数量不多但运行时间较短的情况下,仍发现较多以往机型未突出的问题,为后续检测方法改进提供动因。
2. 支撑板/抗振条磨损异常:形态多样导致传统定量偏差(01:49)
在AP机组中发现支撑板磨损、抗振条磨损发展速率较快,类型与分布区域多样。传统以涡流“幅值法/定量曲线”基于单面均匀磨损样管,难覆盖渐变磨损、双面磨损等新形态;统计显示第三轮大修磨损数量达百余至近200处,堵管数量与比例上升。
3. 引入MRPC三维C扫:识别双面同向磨损并量化偏差(03:46)
使用MRPC探头进行定量与三维C扫成像,发现磨损不仅是单面均匀,还包括渐变磨损及由单面演变为双面磨损;由于常规涡流探头对360°圆周体积信号求和,双面且最深点同向会造成信号叠加,使定量结果偏大。对比涡流探头与MRPC结果,最大深度差异可超过13%,差异大的样本多为双面同向磨损。
4. 定量方法优化:按缺陷形态匹配样管/曲线降低不确定度(06:13)
在现有定量方法基础上加工多样化磨损样管,结合MRPC或阵列探头C扫先判别真实形态,再选择对应的定量曲线进行定量。统计显示优化后定量离散性明显收敛;对双面磨损缺陷,不确定度可由约±18.7%降至5%以内。
5. MRPC与阵列探头定量研究及在役应用限制(08:02)
说明当前在役检查中只有涡流(文中“涡流/涡流探头”)定量结果通过分析认证,MRPC与阵列探头定量结果需额外验证方可直接用于在役判定。统计对比表明,MRPC与阵列探头对支撑板磨损的定量不确定度优于涡流探头,即便涡流选用合适曲线仍略逊;在未完成验证前可用其结果辅助涡流判定。
6. 接近管(挤管)问题:成因、风险与接近距离评定曲线(10:04)
解释接近管主要源于制造阶段多方向翻转导致弯管段重力下垂,竖立后多数回弹但少量因与支撑板/抗振条摩擦无法回弹而形成接近。其本身未必立即危害,但接近后可能引发管-管磨损,挑战完整性;统计分布显示多发生在大排区,低排区(如50排以下)基本未见。为提高接近距离评定准确性,按不同排数建立涡流接近距离判定曲线。
7. 从接近到管-管磨损:力学预测、缺陷形态与评价体系雏形(12:39)
为评估接近管进一步演变为管-管磨损的风险,联合开展力学分析与预测性模拟,得到可能的磨损缺陷形态;据此对涡流、MRPC、阵列等探头的定量方法、不确定度与检出率进行实验研究。由“接近发现—距离评定—潜在磨损评定”构建一套前瞻性的检测与评价体系。
8. 完善CMOA评价:历史数据+数字化平台实现单管级评价(14:22)
指出完整CMOA评价除NDE测量不确定度外,还需历史数据、POD(检出概率)与增长速率统计等。提出将海量传热管历史数据导入数字化平台,以替代人工筛选比对(AP1000约10025根、CP1400约1.2万根),实现增长速率对比与每根传热管的自动化评价;系统已完成初步测试,后续优化算法后有望推广到在役检查工程。
9. 弯管长范围柔性MRPC现场扫查:探头自研与采集难点(16:43)
为满足监管当局要求,在现场对弯管监管区域进行长范围柔性MRPC检测,弯管段最长可达约6.6米,要求柔性旋转探头+延长线总长达4–5米,实施难度大。因市售柔性旋转探头多为单线圈,难满足管-管磨损定量需求,团队自制180°分布双线圈柔性旋转探头并配套延长线实现检测;同时解决Landmark识别与自动采集难点。现场单段约1.5米、扫查速度约10 mm/s,单次采集耗时较长,近期一次现场完成200+根扫查。
10. 抗振条下插不到位:涡流筛查准则与MRPC补充测量(19:31)
在安装阶段发现抗振条下插不到位风险,难以通过直接测量手段确认下插深度,遂开发涡流检测筛查方法:通过实验模拟设定临界状态,观察定位通道信号差异,并以“明显双峰”作为保守判据认定到位,其余判为不到位。该方法对“插入过多”分辨不足,后续开发MRPC测量方法并与设计值比对;现场据此筛查出大量不到位并返工处理。
11. 小堆紧凑结构组件检测:通过性与检出率折中及装置开发(21:37)
针对小堆“长二管(螺旋/紧凑)组件”结构紧凑带来的通过性挑战,指出为通过性需牺牲线圈填充系数,从而影响检出率与定量。团队在常规推拔装置基础上开发辅助通过系统,实现在内径约9–10 mm、较小弯曲半径条件下的长距离通过(最长约45米),并在不同螺旋直径与样件长度上验证通过性。检出率方面可检出约8.6%深度的模拟缺陷,且保持较好的检测效果指标(文中提及≥0.75水平)。
