Page 107 - 2021年度核能行业协会科学技术奖励公报

中国核能行业协会科学技术奖励公报 2021

核电汽轮机转子焊接接头自动检测系统
[2021HNJ47]

方案，检测过程转子无需盘动，检测设备自动
沿焊缝区域完成检测，避免了转子存放底座期
间反复盘动导致转子轴颈磨损、转子窜动的风
险，提高了转子在役检测期间的安全性。
汽轮机是整个核电厂常规岛的核心组成部 （3）检测范围覆盖面全
分，其安全可靠性直接影响到核电厂的安全运 该检测系统将表面清洁、视频检查、阵列
行。运行期的转子长期处于高温、高应力、高 涡流检测、相控阵超声检测技术相结合，开发
转速等严苛工况下，应力分布发生变化的焊接 专用检测工艺、探头及成套设备，针对焊接接
接头成为了薄弱区。为保证关键敏感设备转子 头表面、近表面、以及焊接接头内部进行分区
的安全运行，需对焊接接头质量和性能进行定 检测，实现整个转子焊缝及热影响区全厚度范
期检测，以提高转子的安全性、可靠性。 围内的无损检测覆盖，并具有良好的缺陷识别
汽轮机转子焊接接头自动检测系统团队自 能力与评判能力。
2014 年始，充分调研国内外电厂转子焊接接头 目前，集团内有岭澳二期、红沿河、宁德、
检测方式及核电转子焊接接头的结构特点，通 台山等 12 台机组共 42 个转子为焊接结构。
过转子在役期间检测条件和核电转子焊接接头 2015 年至今，该成果已对宁德、大亚湾、红沿河、
结构特点分析，决定采用扫查机器人自动检测 福清等地多机组的高中压及低压转子实施了 12 三
方案。通过大量仿真及实验验证，确定采用相 次检测，带来的直接经济效益已超 1800 万。经 等
控阵超声、阵列涡流和视频检查对转子焊缝实 过这十多次的汽轮机转子专项检测以及将检测
奖

施全方位检测，并从 2016 年开始在中广核群厂 结果与汽轮机转子的出厂报告进行对比分析，
全面应用，取得了良好的检测效果，保证了中 验证了该检测系统的灵敏度与检测可靠性，确
广核群厂汽轮机转子的安全稳定运行。 保了汽轮机转子的安全运行。该项目中自主研
（1）检测方式适用性强 发的磁吸附式扫查机器人可用于多种设备的在
针对转子在役期间检测实施空间狭小、自 役检测，以及人力不可达区域（高空、狭窄区
动化程度低的特点，设计制造了焊缝清洁机器 域等）的在役检测，节省了人工成本、降低了
人、扫查机器人、专用升降装置，在狭窄的焊 现场施工风险，提高了检测的可靠性。
缝区域实现自动化扫查，检测过程方便，操纵 随着国内核电厂的进一步发展，人力成本的
灵活。此外，检测系统体积小，重量轻，可满 增高，自动化检测设备的深入应用，可以预计焊
足多种狭窄空间的在役检测需求。 接转子的检测需求将持续保持在2次～3次每年，
（2）检测过程安全性高 自动化检测的需求将进一步增长，该自动检测系
国内外原有汽轮机焊接转子焊缝检测方案 统带来的直接经济
多属于制造阶段的检测方案，检测多采用多角 效益、间接经济效
度、多种类常规超声探头组合方案，检测场地 益和社会效益将会
要求高，需要持续盘动转子，检测效率低，耗 持续显现。
时长。研发的自动化检测装置采用吸附式检测

完成单位：苏州热工研究院有限公司
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