AP1000蒸汽发生器水室封头制造关键工艺研究及质量控制

发布时间：2020-03-31 22:49

【摘要】：发展核电,是国家能源结构优化、实现节能减排目标的必然选择。蒸汽发生器是核岛一、二回路进行热能转换、传递的关键设备。其中,作为一回路压力边界、结构最为特殊复杂的水室封头既是蒸汽发生器最关键部件,亦是制造难度最大的部件。焊接和热处理是三代技术AP1000水室封头制造中的重点及难点工艺,通过对典型问题的研究,确保产品制造质量满足设计要求,这对提升设备安全性以及保障核电站运营安全有重要的意义!通过设计不同工艺参数的焊接工艺试验,研究热输入与Inconel 52M焊丝熔敷金属的力学性能之间的关系,主要结果为:1)当热输入在1.0k J/mm-2.5k J/mm范围内,随着热输入的增大Inconel 52M焊丝熔敷金属室温强度和350℃高温强度均显著降低,当热输入≥2.5k J/mm时,热输入的继续增加对抗拉强度影响不大;2)必须把热输入控制在1.6k J/mm以内才能使焊丝熔敷金属的力学性能完全满足设计要求的。基于试验结果调整了焊接工艺的焊接参数,顺利完成焊材验收以及焊接工艺评定工作,解决了φ1.2mm规格的Inconel 52M焊丝力学性能不满足设计要求的问题。通过设计不同保温时间的消应力热处理试验,分析不同消应力热处理工艺对不锈钢堆焊层硬度、组织及铁素体含量的影响,主要结果为:1)经消应力热处理,硬度值略微下降后趋于稳定;2)焊缝中的铁素体,消应力热处理时发生分解,一定时间内,保温时间越长,铁素体分解的量越多;当保温时间达到6~8小时后,铁素体含量趋于稳定,即使经历20小时模拟热处理,仍具有良好的抗晶间腐蚀能力。基于试验结果判定设计方规定的水室封头内壁不锈钢堆焊层消应力热处理保温时间12小时的工艺要求是合理可行的,该工艺可用于实际产品,消除了制造前期对于热处理保温时间的疑问。质量是核电的生命线,AP1000蒸汽发生器水室封头的整个制造过程,从锻造厂对锻件的原料控制、锻造工艺及热处理工艺的质量控制到制造厂组装加工过程中的焊接工艺参数及热处理参数的调整及质量控制,都处在有质量监控的运行体系中。通过对质量控制方式及结果的阐述,验证水室封头质量受控,同时证明AP1000水室封头国产化制造能力已达较高水平。
【图文】：

华南理工大学工程硕士学位论文要因素。另一方面，蒸汽发生器作为一回路中放射性的冷却介质的一道重要屏障，屏蔽辐射的作用，对核电设施的安全运转起着决定性作用。然而对比常规的热交换蒸汽发生器具有体积庞大、结构复杂、制造要求严格、技术密集程度高的特点，从和制造两方面都堪称当代热交换器技术的最高水平[14]。所以，系统地了解蒸汽发生功能、结构，掌握蒸汽发生器制造重点、难点技术，解决蒸汽发生器在制造过程中题，是全面实现蒸汽发生器设计和制造国产化、保证核电设施运营安全的基础。

7图 1-2 蒸汽发生器结构图提的条件下，蒸汽发生器的设计，应着眼于保质保量蒸汽量，并符合一定的经济指标。首先在尺寸设计及材，避免因材料腐蚀、老化带来的安全隐患，保证一回路保证蒸汽的质量的同时，，蒸汽发生器的功率应能满足计应便于生产制造、便于现场安装、便于发现并排除生器在制造和运行过程中的经济性[14]。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TL353.13

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本文编号：2609677