С экономической точки зрения в качестве примера взята стоимость титановых трубок для конденсаторного атомного энергоблока мощностью 1000МВт (необходимо около 50 000 конденсаторных трубок). Если принять срок службы конденсатора 40 лет, то среднегодовая утечка алюминиево-латунных трубок равна 10, тогда как титановая трубка не имеет утечек в течение 40 лет. Большое количество испытаний и примеров применения доказало, что использование титановых трубок в конденсаторах электростанций имеет большие преимущества как с технической, так и с экономической точки зрения. Ниже приведены три проблемы, которые необходимо решить путем применения титановых труб на электростанциях:
1. Проблема коррозии
В конденсаторе электростанции в качестве охлаждающей воды используется морская вода. Поскольку морская вода содержит большое количество отложений, взвесей, морских организмов и различных агрессивных веществ, то более серьезная ситуация обстоит в чередующихся пресных и соленых водах морской и речной воды. Традиционные медно-титановые трубки подвергаются коррозии следующими способами: коррозия (равномерная коррозия), эрозия, эрозия, коррозия под напряжением и т. д. Поскольку титан обладает превосходной коррозионной стойкостью, были исключены аварии с утечкой морской воды, вызванные коррозией конденсаторов из титановых трубок. Однако благодаря хорошей коррозионной стойкости титановых трубок, в отличие от трубок из медных сплавов, на поверхности не образуются токсичные вещества. Таким образом, морские организмы легко прикрепляются к внутренней стенке титановой трубки, влияя тем самым на эффект теплопередачи, поэтому необходимо предусмотреть соответствующее чистящее устройство.
2. Проблема поглощения водорода.
Хотя поверхность титана имеет плотную пассивационную пленку и очень устойчива к коррозии во многих агрессивных средах, она очень легко поглощает водород из-за большого сродства между титаном и водородом. Он происходит при комнатной температуре и быстро поглощает водород при высоких температурах (например, 100 градусов). Предел твердого раствора водорода в титане очень мал (около 20 ppm). Если предел превышен, на поверхности титана выпадет гидрид (TtH2). По мере увеличения поверхности TiH2 ударная вязкость и удлинение титана быстро уменьшаются. Кроме того, при ремонте старых агрегатов, поскольку трубная решетка изготовлена из медного сплава, а трубка конденсатора — из титана, необходимо использовать устройство катодной защиты для предотвращения электрохимической коррозии. Например, конденсатор электростанции Hitachi использует охлаждение морской водой, а титановые трубки и пластины из медного сплава образуют пару. Когда потенциал защиты ниже -0,75 В (ScE), конец выпускной титановой трубки поглощает водород, и содержание водорода достигает 650 частей на миллион после одного года использования; если потенциал выбран равным -0,5 ~ 0,75 В (scE), титан не будет поглощать водород при комнатной температуре».
3. Проблема с вибрацией.
Благодаря хорошей коррозионной стойкости титановых трубок титановые конденсаторы не протекают и не повреждаются из-за коррозии, но титановые трубки могут быть повреждены из-за вибрации. Чтобы избежать проблемы вибрации титановых трубок, при изготовлении титановых конденсаторов необходимо определить подходящее расстояние между перегородками; при ремонте старых агрегатов необходимо проверить, подходит ли исходное расстояние между перегородками для титановых трубок.
