黃家運(yùn)，胥炎橙

(中國(guó)電力工程顧問集團(tuán)華東電力設(shè)計(jì)院有限公司，上海 200063)

根據(jù)中國(guó)核能行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2021年9月30日，我國(guó)大陸地區(qū)已投入商業(yè)運(yùn)行的核電機(jī)組共51臺(tái)，裝機(jī)容量為53 485.95 MW。2021年1-9月，核電設(shè)備利用小時(shí)數(shù)為5 682.01 h，發(fā)電量3 027.09億kW·h，上網(wǎng)電量2 839.94億kW·h，同比2020年增加12.11%和12.39%。隨著雙碳目前的推進(jìn)，后續(xù)核電項(xiàng)目的建設(shè)將進(jìn)一步加速，對(duì)于核電機(jī)組運(yùn)行的安全可靠性要求將繼續(xù)加強(qiáng)。

目前我國(guó)運(yùn)行的核電機(jī)組，根據(jù)不同堆型的換料周期進(jìn)行維修保養(yǎng)，同時(shí)對(duì)于一些關(guān)鍵設(shè)備及部件還進(jìn)行運(yùn)行在役檢查，其中對(duì)于汽水管道的流動(dòng)加速腐蝕(FAc)問題引起的危害越來(lái)越得到各方的重視，已有電廠在檢查中發(fā)現(xiàn)常規(guī)島二回路的凝結(jié)水管道、給水再循環(huán)管道和加熱器疏水管道中存在因流動(dòng)加速腐蝕引起管道壁厚減薄問題，甚至部分管道不得不進(jìn)行更換。因此，對(duì)于常規(guī)島汽水管道的流動(dòng)加速腐蝕問題的研究也成為各方關(guān)注的焦點(diǎn)，如能在項(xiàng)目的設(shè)計(jì)階段充分考慮流動(dòng)加速腐蝕問題，研究流動(dòng)加速腐蝕的機(jī)理和特征，從設(shè)計(jì)方案上進(jìn)行優(yōu)化，可大幅降低后續(xù)運(yùn)行階段流動(dòng)加速腐蝕的影響，大大提高電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。

1 流動(dòng)加速腐蝕的機(jī)理和特征

1.1 流動(dòng)加速腐蝕的由來(lái)

流動(dòng)加速腐蝕最初源于上世紀(jì)80年代，美國(guó)核電站常規(guī)島相繼發(fā)生了一些事故： 1)1985年，美國(guó)特洛伊(Trojan)核電站低加疏水泵出口14英寸接管發(fā)生破裂；2)1985年，美國(guó)Haddam核電站1號(hào)給水加熱器正常疏水調(diào)節(jié)閥后管道發(fā)生破裂；3)1989年，美國(guó)薩里(Surry)核電站2號(hào)機(jī)組與主給水泵的集管T型相接的18英寸的入口給水管彎頭處發(fā)生破裂。

對(duì)于前兩個(gè)事故，當(dāng)時(shí)人們就能夠理解。第一個(gè)事故，疏水泵運(yùn)行時(shí)因?yàn)閰?shù)或流量的改變，極易在水泵葉輪處產(chǎn)生汽蝕，進(jìn)而影響到水泵出口管道。第二個(gè)事故，由于加熱器疏水管道疏水調(diào)節(jié)閥前后壓差過大或管道布置原因，閥后壓力可能在臨界壓力以下，從而在水中產(chǎn)生汽泡，進(jìn)而產(chǎn)生兩相流。美國(guó)的設(shè)計(jì)公司的做法是修改這部分管道材料，由碳鋼管改成低合金鋼管。如果仍采用碳鋼管，則需要放大管徑，加厚管壁，并在電廠壽期內(nèi)加強(qiáng)監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)管壁減薄過大，則馬上更換。

美國(guó)薩里核電站2號(hào)機(jī)組給水管道材料是ASTM A106B，管道外徑457.2 mm，壁厚12.5 mm。給水工作壓力2.55 MPa，工作溫度190.5 ℃，給水正常流速5.34 m/s，給水的pH 為8.8～9.2。事故發(fā)生前為滿負(fù)荷運(yùn)行，由于主蒸汽閥門關(guān)閉，造成給水管道瞬間壓力升高，管道破裂。破裂管道斷口最薄處壁厚僅1.5 mm，其他部分壁厚2.8～8.9 mm，減少了3.6～11 mm。對(duì)一臺(tái)運(yùn)行了76 000 h的機(jī)組來(lái)說(shuō)，這一處給水管道壁厚每年平均減少約1 mm左右。

對(duì)這樣一根壓力、溫度都不高，流速也不高的單相液體管道，卻仍然在運(yùn)行若干年后在某些部位發(fā)生了腐蝕現(xiàn)象，從而引起了美國(guó)和全世界核工業(yè)界的關(guān)注和研究。

因?yàn)槊绹?guó)是世界上最早大規(guī)模建設(shè)商用核電站的國(guó)家，所以能最先發(fā)現(xiàn)這些問題。另一核電大國(guó)法國(guó)，在第一臺(tái)900 MW核電機(jī)組上也發(fā)現(xiàn)一些部件上出現(xiàn)了明顯的磨蝕損壞，這些部件包括給水加熱器、閥門、管道、汽水分離再熱器等，但是產(chǎn)生上述問題的電廠的水質(zhì)，如給水電導(dǎo)率、含氧量及pH等均符合當(dāng)時(shí)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。因此美國(guó)薩里核電站2號(hào)機(jī)組事故也引起了法國(guó)電力公司(EDF)的重視。

1.2 流動(dòng)加速腐蝕的機(jī)理及特征

美國(guó)電力研究院EPRI在上世紀(jì)把流動(dòng)加速腐蝕(Flow Accelerated Corrosion，F(xiàn)Ac)定義為：碳鋼或低合金鋼表面正常氧化保護(hù)層溶解至水/汽水混合物的過程。在我國(guó)，流動(dòng)加速腐蝕是2020年經(jīng)全國(guó)科學(xué)技術(shù)名詞審定委員會(huì)審定發(fā)布的電力名詞，其定義為：在形成了四氧化三鐵的碳鋼表面,高速純水和汽水兩相流對(duì)金屬表面產(chǎn)生的一種腐蝕，主要腐蝕形式是金屬的局部減薄。

流動(dòng)加速腐蝕是一個(gè)化學(xué)腐蝕的過程，從動(dòng)態(tài)的角度上理解，如圖1所示，碳鋼表面覆蓋了一層 Fe3O4保護(hù)膜，在遠(yuǎn)離這層保護(hù)膜的區(qū)域的主流區(qū)的流速較高，而靠近氧化膜的流體邊界層的流速較低，如果主流區(qū)中溶解的鐵未達(dá)到飽和，則邊界層中已經(jīng)溶解的鐵不斷地向主流區(qū)中遷移，因而邊界層中的溶解的鐵也處于不飽和狀態(tài)，而氧化膜中的鐵就會(huì)溶解到未飽和的邊界層中，從而使 Fe3O4氧化膜以一定的速率溶解。另外氧化膜孔隙內(nèi)充填有水，金屬基體腐蝕產(chǎn)生的鐵離子通過這個(gè)通道直接擴(kuò)散到氧化膜外的邊界層，這三個(gè)區(qū)域(主流區(qū)、邊界層、氧化膜)不斷發(fā)生溶解鐵的遷移，而高速流動(dòng)的水又將遷移于水中的溶解鐵帶走，從而產(chǎn)生了碳鋼表面的不斷腐蝕。

圖1 流動(dòng)加速腐蝕機(jī)理圖Fig. 1 The flow accelerated corrosion mechanism

根據(jù)國(guó)內(nèi)外由于核電站事故后觀察，流動(dòng)加速腐蝕有其獨(dú)特的外貌特征。在單相流體條件下，當(dāng)腐蝕速率較高時(shí)，金屬表面會(huì)出現(xiàn)馬蹄坑特征的腐蝕形態(tài)，整體上看為貝殼狀或橘皮狀腐蝕形貌；在汽-液雙相流體條件下，管道表面的沖刷腐蝕形貌為條帶或虎紋狀。

由于流動(dòng)加速腐蝕是一個(gè)持續(xù)的過程，因此其對(duì)運(yùn)行管道的危害非常大，由流動(dòng)加速腐蝕導(dǎo)致管道減薄而引起管道泄漏和破裂，而破裂的管道放出高能水或蒸汽將造成不可預(yù)估的損失。美國(guó)的阿肯色州核電站2號(hào)機(jī)組和日本美濱核電站3號(hào)機(jī)組均分別發(fā)生過二回路疏水管道和凝結(jié)水管道因流動(dòng)加速腐蝕產(chǎn)生的管道破裂事故。

2 影響流動(dòng)加速腐蝕的主要因素

FAc是一個(gè)復(fù)雜的過程，很難模擬在電廠運(yùn)行工況和環(huán)境下FAc的實(shí)驗(yàn)過程。目前雖然提出了如Berge、Sanchez-Caldera、Steady-State、Chexal-Horowitz等各種FAc模型和FAc計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬等分析方法，但均不能精確預(yù)測(cè)FAc的發(fā)生和發(fā)展。

借鑒國(guó)外核電國(guó)家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)和研究成果，可以確定以下幾個(gè)影響FAc的主要因素：

1)金屬的因素：主要是鋼材的化學(xué)成分；

2)環(huán)境的因素：主要包括溫度、pH、含氧量、還原劑等；

3)流體動(dòng)力學(xué)因素：主要包括流速、流型、幾何形狀、流體含汽率等。

2.1 金屬含鉻量的影響

根據(jù)國(guó)內(nèi)外機(jī)構(gòu)的研究成果表明，隨含鉻量的增加，其相應(yīng)的抗腐蝕的能力明顯上升。當(dāng)材料的含鉻量增加到13%時(shí)，幾乎可以不受腐蝕的影響。

德國(guó)KWU公司研究了低合金鋼含鉻量對(duì)腐蝕的影響(圖2)，從圖中可見，在特定的工作條件下，0.4%的含鉻量已有很好的抗腐蝕的能力。

壓水堆核電站二回路常規(guī)島部分的汽水管道大部分均采用碳鋼和低合金鋼，因此對(duì)于含鉻量的控制對(duì)于預(yù)防和減緩FAc發(fā)生非常重要。

圖2 含鉻量對(duì)腐蝕的影響Fig. 2 The effect of chromium content on corrosion

2.2 溫度的影響

溫度也是影響FAc重要因素之一，且對(duì)于單一液相流和兩相流，F(xiàn)Ac速率發(fā)生的峰值也不同。

根據(jù)英國(guó)中央電力研究實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)結(jié)果表明，對(duì)于單一液相流，在100～140 ℃之間，F(xiàn)Ac發(fā)生速率逐步增加，當(dāng)流體溫度在130～140 ℃時(shí)，F(xiàn)Ac發(fā)生速率達(dá)到峰值(如圖3)；而對(duì)于汽液兩相流，在100～225 ℃之間，F(xiàn)Ac發(fā)生速率增加較快，當(dāng)管道內(nèi)介質(zhì)溫度在150～200 ℃時(shí)，F(xiàn)Ac發(fā)生速率達(dá)到峰值(如圖4)。

圖3 液相下FAc速率與溫度的關(guān)系Fig.3 The relationship between the FAc rate and temperature in the liquid phase

圖4 汽液兩相下FAc溫度影響系數(shù)Fig. 4 The temperature influence coefficient of FAc in the vapor-liquid phase

從以上研究結(jié)果表明，在單一液相或氣液兩相下，溫度在140～200 ℃之間的管道，F(xiàn)Ac發(fā)生的速率很高，而在壓水堆核電站二回路常規(guī)島系統(tǒng)中，相當(dāng)一部分管道內(nèi)的介質(zhì)均在這個(gè)工作溫度范圍內(nèi)，因此出現(xiàn)FAc的現(xiàn)象非常普遍，必須引起我們高度重視。

2.3 流體動(dòng)力學(xué)的影響

法國(guó)電力公司(EDF)曾建立了一個(gè)CIRICO試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)引起磨蝕的有關(guān)規(guī)律進(jìn)行研究。通過各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，得出關(guān)于流體動(dòng)力方面的幾項(xiàng)重要結(jié)論：

1)在進(jìn)行傳質(zhì)系數(shù)影響(或介質(zhì)流速的影響)的實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，水的傳質(zhì)系數(shù)在<1.0 mm/s(Re<150 000)時(shí)，腐蝕速率的增加與傳質(zhì)系數(shù)的增加呈直線關(guān)系，但當(dāng)水的傳質(zhì)系數(shù)>1.0 mm/s(Re>150 000) 時(shí)，腐蝕速率的增加與傳質(zhì)系數(shù)的增加就偏離直線，呈三次方地增加。也就是說(shuō)，在流速及Re值較高時(shí)，碳鋼的腐蝕速率就明顯加速，因此流速是這種腐蝕的核心。

2)實(shí)驗(yàn)證明，在考慮流速的因素時(shí)，還要考慮到設(shè)備、管道的設(shè)計(jì)和布置的實(shí)際情況。即使流速不很高，也會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的紊流，也會(huì)引起FAc。

2.4 其他因素的影響

(1)在溶解氧含量很低，還原性全揮發(fā)處理的條件下，碳鋼內(nèi)表面形成雙層Fe3O4氧化膜，這層膜由致密的內(nèi)伸Fe3O4層和多孔疏松的Fe3O4外延層構(gòu)成。當(dāng)局部流體條件發(fā)生惡化時(shí)，由于外延層不耐水流的沖擊，而水作為氧化劑其氧化能力較弱，不能將表面的鐵離子氧化為穩(wěn)定的、具有保護(hù)作用的、致密的Fe2O3氧化膜，F(xiàn)e3O4外延層在H+作用下溶解就會(huì)發(fā)生FAc。此時(shí)增加管路中的溶解氧含量，當(dāng)達(dá)到一定值時(shí)，溶解氧會(huì)促使Fe2O3氧化膜的生成，從而使FAc速率下降甚至得到完全抑制。試驗(yàn)表明，當(dāng)溶解氧小于10×10-9時(shí)腐蝕嚴(yán)重，隨著溶解氧增加，F(xiàn)Ac發(fā)生速率下降，而當(dāng)溶解氧達(dá)到30×10-9時(shí)，F(xiàn)Ac腐蝕速率急劇下降。但是核電站蒸汽發(fā)生器中由于傳熱管存在不耐氧腐蝕的合金，因此對(duì)于二回路中的含氧量有嚴(yán)格的要求。

(2)最新的研究結(jié)果表明，適當(dāng)提高常規(guī)島二回路給水的pH，也可減緩碳鋼FAc的發(fā)生。pH在8以上時(shí)，隨著pH的升高，F(xiàn)Ac發(fā)生速率下降，而當(dāng)pH控制在9.6以上是，F(xiàn)Ac發(fā)生速率會(huì)急劇減小。

3 核電站常規(guī)島應(yīng)對(duì)FAc發(fā)生的設(shè)計(jì)策略

上文探究了FAc發(fā)生機(jī)理和影響FAc的各項(xiàng)因素，深刻了解壓水堆核電站常規(guī)島FAc產(chǎn)生的危害，因此在壓水堆核電站常規(guī)島的設(shè)計(jì)中，我們要重視FAc問題。下文從影響FAc發(fā)生的因素著手，分析研究在常規(guī)島設(shè)計(jì)中，應(yīng)對(duì)FAc發(fā)生可采取的各種策略，從而避免FAc的發(fā)生或減小FAc發(fā)生對(duì)汽水管道的影響，從而保證核電站機(jī)組的安全可靠運(yùn)行。

3.1 管道材料的選擇

美國(guó)URD(Utility Requirements Docu￣ment)中關(guān)于核電站常規(guī)島給水、蒸汽和凝結(jié)水系統(tǒng)的材料提出如下要求：“對(duì)于暴露在濕蒸汽、閃發(fā)流體而會(huì)引發(fā)顯著的沖刷的所有元件，應(yīng)采用耐腐蝕/沖刷的材料。耐腐蝕/沖刷的程度應(yīng)按該元件所處的溫度、含濕量、濕蒸汽的流速條件而定。除了碳和錳之外，沒有予加過合金添加劑的碳素鋼，不能用于這種場(chǎng)合?！?/p>

根據(jù)上文分析，核電站常規(guī)島中諸多汽水管道存在發(fā)生FAc發(fā)生的條件，為避免或緩解FAc現(xiàn)象的發(fā)生，對(duì)下列常規(guī)島范圍內(nèi)相關(guān)系統(tǒng)管道材料為碳鋼或低合金鋼、介質(zhì)溫度在90～260 ℃之間的、單相和兩相高能管道的化學(xué)成分應(yīng)進(jìn)行控制，尤其是鉻的含量。

1)蒸汽系統(tǒng)，包括主蒸汽、抽汽、輔助蒸汽及主蒸汽疏水等；

2)水系統(tǒng)，包括凝結(jié)水、給水、加熱器疏水和MSR疏水等。

根據(jù)核電站以往的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)反饋，并考慮一定經(jīng)濟(jì)性，我們?cè)谠O(shè)計(jì)上對(duì)常規(guī)島二回路汽水管道進(jìn)行區(qū)分，針對(duì)不同的介質(zhì)和運(yùn)行工況選擇不同的材料，采取了以下設(shè)計(jì)措施從而減少FAc的發(fā)生。

1)對(duì)于單相流體采用碳鋼的管道，對(duì)其中化學(xué)成分中鉻的含量進(jìn)行了嚴(yán)格界定。比如A106B碳鋼材料，按照ASME標(biāo)準(zhǔn)，A106B碳鋼管僅規(guī)定了鉻含量最高至0.4%，并沒有最小鉻含量標(biāo)準(zhǔn)的要求。根據(jù)上述鉻含量對(duì)FAc影響的分析，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，我們可在A106B碳鋼采購(gòu)規(guī)范中增加最小鉻含量不低于0.2%的要求，作為特殊訂貨條款和特別質(zhì)量保證的強(qiáng)制條件，從而保證合適的材料安裝在受FAc影響的系統(tǒng)中；

2)對(duì)于存在兩相流體的系統(tǒng)管道，優(yōu)先選用低合金鋼或不銹鋼材料，同時(shí)對(duì)于其中的鉻含量也給予相應(yīng)的規(guī)定，如對(duì)于合金鋼材料A335P11，規(guī)定鉻含量范圍為1.0%～1.5%；對(duì)于材料A335P22，規(guī)定鉻含量范圍為1.9%～2.6%；不銹鋼材料優(yōu)選06Cr19Ni10；

3)對(duì)于調(diào)節(jié)閥、節(jié)流孔板等下游易產(chǎn)生紊流和汽化的管道采用06Cr19Ni10不銹鋼材料。

3.2 介質(zhì)流速和管道規(guī)格的選擇

常規(guī)島汽水管道的管徑的選取應(yīng)滿足要求的設(shè)計(jì)通流量，控制流速在合理的范圍，避免高流速引起的管道腐蝕；同時(shí)在計(jì)算管道壁厚時(shí)應(yīng)適當(dāng)考慮腐蝕、磨損的影響。

壓水堆核電站的蒸汽主要是帶一定濕度的飽和蒸汽，且水和蒸汽介質(zhì)的溫度在100～225 ℃之間，對(duì)于FAc敏感度較高的管線，尤其材料為碳鋼的管道，為減小FAc的發(fā)生速率，管道的流速的選取應(yīng)滿足推薦流速的限定要求，并在一定合理范圍內(nèi)盡可能降低介質(zhì)的流速。

根據(jù)《核電站常規(guī)島汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》(NB/T 20193—2012)，表1為給出了采用三代核電“華龍一號(hào)”堆型技術(shù)常規(guī)島主要汽水管道的推薦流速。

表1 常規(guī)島主要汽水管道的推薦流速

根據(jù)《核電站常規(guī)島汽水管道設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》(NB/T 20193—2012)的規(guī)定，在設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度下管子所需的最小壁厚按下列公式計(jì)算：

式中，Sm——管子最小壁厚，單位為毫米(mm)；

p——設(shè)計(jì)壓力，單位為兆帕(MPa)；

[σ]t——鋼材在設(shè)計(jì)溫度許用應(yīng)力，單位為兆帕(MPa)；

D0——管子外徑，單位為毫米(mm)，取用包括管徑正偏差的最大外徑；

Y——溫度修正系數(shù)，取值0.4；

η——許用應(yīng)力的修正系數(shù)，對(duì)于無(wú)縫鋼管η=1.0；對(duì)于縱縫焊接鋼管，按有關(guān)制造技術(shù)條件檢驗(yàn)合格者，其η值按表1(NB/T 20193)取用；對(duì)于螺旋焊縫鋼管，按GB/T 3091標(biāo)準(zhǔn)制造和無(wú)損檢驗(yàn)合格者，η=0.9。對(duì)于采用國(guó)外牌號(hào)的焊接鋼管，其許用應(yīng)力的修正系數(shù)按相應(yīng)的管子產(chǎn)品技術(shù)條件中規(guī)定的數(shù)據(jù)選??；

C——考慮腐蝕、磨損和機(jī)械強(qiáng)度要求的附加厚度，單位為毫米(mm)。

公式中C值即為考慮FAc等因素影響而計(jì)算中增加的附加厚度，對(duì)于存在FAc發(fā)生較高的汽水系統(tǒng)，C值在選取時(shí)，可適當(dāng)加大。管道內(nèi)為單相流體時(shí)，C一般可取1～2 mm；管道內(nèi)存在汽水兩相流時(shí)，C值一般可取3～4 mm。

由于導(dǎo)致FAc發(fā)生的因素較多，且一旦滿足發(fā)生條件，其發(fā)展相當(dāng)迅速，單純地依靠增加壁厚的方法效果和意義不大。

總之，管道流速的確定、管徑壁厚的選擇不僅要考慮腐蝕的因素，而且應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的效率和經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)行合理地選取，并且在今后的電廠運(yùn)行期間，應(yīng)借鑒核電站先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高流速、高能管線給以極大重視，加強(qiáng)對(duì)此類管線的監(jiān)督、檢查工作，及早發(fā)現(xiàn)隱患，采取有效措施防止事故的發(fā)生。

3.3 管道布置設(shè)計(jì)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外對(duì)多年對(duì)FAc的研究和壓水堆核電站的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，F(xiàn)Ac經(jīng)常發(fā)生在節(jié)流件的下游或者流動(dòng)發(fā)生突變的部位，如節(jié)流裝置、膨脹節(jié)、彎頭、大小頭、三通等部位。因此在管道的布置和管件的選取上，要注意考慮FAc的影響，可采取以下設(shè)計(jì)措施：

1)盡量限制小彎曲半徑的彎管和彎頭的使用，宜采用大半徑彎管和合適的管道坡度；

2)管道的每個(gè)疏水點(diǎn)應(yīng)設(shè)置獨(dú)立的疏水管線，避免疏水管線合并。當(dāng)疏水管線必須合并時(shí)，盡量設(shè)置帶分支的疏水母管或疏水聯(lián)箱;

3)在滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備布置、管道撓性和熱膨脹要求的條件下盡可能減少?gòu)濐^、大小頭的數(shù)量，管道布置應(yīng)確保介質(zhì)流動(dòng)通暢。

3.4 給水pH控制

根據(jù)適當(dāng)提高常規(guī)島二回路給水的pH可減緩碳鋼FAc的發(fā)生的研究成果，可將合適的化學(xué)添加劑注入到二回路水系統(tǒng)中來(lái)控制其pH。

根據(jù)核島設(shè)計(jì)方提出的二回路水化學(xué)技術(shù)條件，結(jié)合相關(guān)研究成果，將二回路常規(guī)島給水的pH設(shè)定為9.6～9.8(期望值)，可大幅度降低FAc發(fā)生的速率。為達(dá)到上述目的，在常規(guī)島設(shè)計(jì)中，可配置一套加藥系統(tǒng)，采用氨作為堿化劑，注入到凈凝結(jié)水泵出口母管與主凝結(jié)水泵出口母管匯合點(diǎn)的下游以及除氧器下降管等位置，從而保持二回路水系統(tǒng)的pH保持在預(yù)定的范圍，采用具有揮發(fā)性的氨作為堿化劑，可確保無(wú)游離的苛性堿，消除苛性應(yīng)力腐蝕的可能性。

4 結(jié)論

從核電站的運(yùn)行實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明，F(xiàn)Ac是造成核電站管路系統(tǒng)及其他過流部件頻繁失效的主要原因，壓水堆核電站常規(guī)島的水管路和濕蒸汽管路中尤為嚴(yán)重。防止核電站常規(guī)島汽水管道FAc的發(fā)生是關(guān)系到核電站長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的重要問題。

根據(jù)以上的分析論證，結(jié)合具體項(xiàng)目的設(shè)計(jì)情況，在工程設(shè)計(jì)中采取以下有效的措施來(lái)應(yīng)對(duì)FAc：

1) 在容易發(fā)生FAc的管道系統(tǒng)中采用含有一定鉻元素的低合金鋼或控制最低鉻含量的碳鋼材料;

2) 嚴(yán)格控制相關(guān)管線中的介質(zhì)流速，綜合考慮運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性，合理地進(jìn)行管徑和壁厚的選取，適當(dāng)選取腐蝕附加厚度值;

3) 在管道布置上，充分考慮FAc的因素，優(yōu)化管線布置和部件幾何形狀、尺寸，減少湍流的發(fā)生;

4) 在二回路水系統(tǒng)中配置加藥裝置，注入堿化劑氨，將常規(guī)島二回路水系統(tǒng)的pH控制在9.6以上，可大幅減緩碳鋼管FAc的發(fā)生。