Des tests approfondis et des exemples d'application ont démontré les avantages techniques et économiques significatifs detubes en titanedans les condenseurs des centrales électriques. Économiquement, en prenant comme exemple le prix du diamètre des tubes d'une centrale nucléaire à condenseur de 1 000 MW au Japon (environ 50 000 tubes de condenseur) et en calculant sur la base d'une durée de vie du condenseur de 40 - ans, la fuite annuelle moyenne des tubes en aluminium-cuivre est de 10, tandis que les tubes en titane ne présentent aucune fuite sur 40 ans. Cet article traite principalement des problèmes rencontrés dans l'application des tubes en titane dans les centrales électriques.
1. Problèmes de corrosion
L’eau de mer est utilisée comme eau de refroidissement pour les condenseurs des centrales électriques côtières. En raison de la grande quantité de sédiments, de matières en suspension, d'organismes marins et de diverses substances corrosives présentes dans l'eau de mer, la situation est plus grave dans les eaux légèrement saumâtres où alternent l'eau de mer et l'eau de rivière. Les méthodes de corrosion traditionnelles pour les tuyaux métalliques à plate-forme en cuivre comprennent la corrosion globale (corrosion uniforme), l'érosion et la corrosion sous contrainte. Le titane, avec son excellente résistance à la corrosion, élimine les accidents de fuite d’eau de mer causés par la corrosion des condenseurs à tubes en titane. Cependant, comme les tubes en titane ne sont pas aussi résistants à la corrosion-que les tubes en alliage de cuivre, des substances toxiques peuvent se former à leur surface. Par conséquent, les organismes marins adhèrent facilement à la paroi interne des tubes en titane, affectant ainsi l’efficacité du transfert de chaleur. Des dispositifs de nettoyage appropriés sont donc nécessaires.
2. Absorption de l'hydrogène : Bien que le titane ait un film de passivation dense sur sa surface, offrant une résistance élevée à la corrosion dans de nombreux milieux hautement corrosifs, il a une très grande affinité pour l'hydrogène. Il absorbe facilement l'hydrogène. Cela se produit à température ambiante et rapidement à des températures élevées (par exemple 100 degrés). La limite de solubilité solide de l'hydrogène dans le titane est très faible (environ 20 ppm). Si cette limite est dépassée, des hydrures (tth2) précipiteront à la surface du titane. Avec l'augmentation de la teneur en titane en surface, la valeur d'impact et l'allongement du titane diminuent rapidement. De plus, lors de la rénovation d'unités plus anciennes, étant donné que les plaques tubulaires sont en alliage de cuivre et que les tubes du condenseur sont en alliage de titane, des dispositifs de protection cathodique sont nécessaires pour éviter la corrosion électrochimique. Par exemple, les condenseurs des centrales électriques Hitachi utilisent un refroidissement à l’eau de mer, avec des tubes en titane associés à des plaques en alliage de cuivre. Lorsque le potentiel de protection est inférieur à 0,75 V (SCE), l'extrémité du tube de sortie en titane absorbe l'hydrogène, atteignant une teneur en hydrogène de 650 ppm après un an d'utilisation. Si le potentiel est de 0,5 ~ 0,75 V (SCE), le titane n'absorbe pas l'hydrogène à température ambiante.
3. Problèmes de vibrations : les tubes en titane Zibo possèdent une excellente résistance à la corrosion. Bien que les condenseurs en titane ne soient pas endommagés par les fuites de corrosion, les tubes en titane peuvent être endommagés par les vibrations. Pour éviter les problèmes de vibration avec les tubes en titane, un espacement approprié des diaphragmes doit être déterminé lors de la fabrication du condenseur en titane ; lors de la rénovation d'unités anciennes, il est nécessaire de vérifier si l'espacement original des cloisons est adapté aux tubes en titane.
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