核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件制造技术

本实用新型专利技术公开了一种核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件，包括锻件本体，锻件本体的上口试料截取段、上口截除段、上筒段、锥筒段、下筒段、下口试料截取段和下口截除段锻造为一整体；上筒段的上筒高h

【技术实现步骤摘要】
核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件
本技术涉及一种核电核岛蒸汽发生器用大型结构件，尤其涉及核岛蒸汽器上筒体、锥筒体和下筒体组合结构的一体化锻件。
技术介绍
核电核岛蒸汽发生器是核电站最为关键的主要设备，其功能是传递反应堆内载热剂的热量，转化成产生一定压力的蒸汽供汽轮机工作。蒸汽发生器与反应堆压力容器相连，是承担压差最大的部件，起到密封和隔离一、二回路冷却剂的作用，也是一回路侧冷却剂流过管束前或后的汇集腔室，它不仅直接影响电站的功率与效率，而且在进行热量交换时，还起着阻隔放射性载热剂的作用，对核电站安全至关重要。蒸汽发生器筒体结构件的材料和制造技术代表了当今制造业之最。蒸汽发生器壳体主要由筒体以及上、下封头构成，筒体的两端分别为上、下封头；蒸汽发生器筒体以及上、下封头均属于大型厚壁锻件，而蒸汽发生器筒体更属于大体积、大断面、复杂曲面的超大型厚壁形锻件。因此，现有蒸汽发生器筒体的制造方法均是先行分别锻造出上筒体、锥筒体和下筒体等锻件单元，然后再将上筒体和下筒体分别焊接于锥筒体的两端而构成蒸汽发生器筒体。这种通过焊接而进行多单元筒体拼接制造的方法明显存在诸多不足：首先通过焊接而拼接的结构总是不能形成完整的金属流线，由于核电蒸汽发生器长期处于高温高压的恶劣运行环境中，且承受交变荷载和管道涡流所形成的压力突变，极易引起应力分布不匀和应力集中，容易产生疲劳、蠕变和损坏，而且这样焊接制造的方法，工艺复杂、焊接周期长，复杂应力区质量稳定性差，直接造成成品率低，制造成本高。再者为了保证核级锻件的质量，必须对核级锻件生产过程中各道工序的金属微观组织和力学性能进行全程的监测和评定，因此必须对在锻件的合理位置预留有足够的试料试样，以准确反映锻件的内部质量、化学成分和力学性能的均匀程度，保证试料试验具有代表性、准确性；同时还必须考虑具有合理留样成本。同时由于蒸汽发生器壳体锻件锻造材料性能要求极高，材料具有质优价高的特点，分别锻造的锻件单元在成品机加工过程中，会产生过多的切削余量，造成大量的切削金属浪费，因此不合理的试料预留量和精加工切削余量不仅造成高性能高成本金属的浪费，而且也增加了加工制作成本。本申请人于2018年9月27日公开了一种“蒸汽发生器上筒锥筒一体化锻件”技术专利申请，专利号：201821579761.7，该专利将蒸汽发生器的上筒体和锥筒体通过整体锻造而构成了上筒锥筒的一体化锻件，不仅去除上筒体和锥筒体的连接焊缝，而且也减少了单件锻件所必须的与焊缝位置相对应的上筒体和锥筒体上的试料预留量，以及单件锻件的精加工余量；但这种锻件仍需在锥筒体的下口端再以焊接的方法焊接下筒体。本申请人又于同日公开了一种“蒸汽发生器锥筒下筒一体化锻件”技术申请，专利号：201821579733.5，该专利将蒸汽发生器的锥筒体和下筒体整体锻造为一体化结构，但仍要以焊接方法将上筒体焊接于锥筒段的上口端，仍不能构筒体的一体化结构。
技术实现思路
针对现有技术所存在的上述不足，本技术所要解决的技术问题是提供一种具有无焊缝筒体结构的核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件，不仅使筒体结构具有均匀的金属显微组织和力学性能，而且具有更加合理的试料预留量和切削余量，经济性优。为了解决上述技术问题，本技术的核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件，包括锻件本体，所述锻件本体包括上筒段，锥筒段和下筒段，上筒段设置于锥筒段上口端，下筒段则设置于锥筒段的下口端；所述上筒段的上端口依次向外设置有上口试料截取段和上口截除段，所述下筒段的下口端依次向外设置有下口试料截取段和下口截除段；所述上口试料截取段、上口截除段、上筒段、锥筒段、下筒段、下口试料截取段和下口截除段锻造为一整体；所述上筒段的上筒高h1、锥筒段的锥筒高h2及下筒段的下筒高h3之比h1:h2:h3=(2.50-2.60)∶1∶（2.30-2.40)；所述锥筒段锥筒高h2与对应的成品筒体的锥筒段高度相等；所述锻件本体对应的成品筒体的成品上筒高h01，该成品筒体成品上筒内径2R1，所述上筒段的上筒高h1=（1.08-1.12）·h01，上筒段的上筒内径2R11=(0.95-0.97)·2R1，上筒段的上筒外径2R12=（1.03-1.05）·2R1；所述锻件本体对应的成品筒体的成品下筒高h03，所述下筒段的下筒高h3=（1.06-1.10）·h03，该成品筒体成品下筒内径2R3，下筒段的下筒内径2R31=(0.95-0.97)·2R3，下筒段的下筒外径2R32=(1.03-1.05)·2R3。在上述结构中，由于上筒段、锥筒段和下筒锻造成一整体结构，形成了无焊缝的蒸汽发生器筒体，极好地满足了蒸汽发生器筒体的结构要求和使用性能；该整体筒体真正使得筒体锻件的金属组织均匀一致，金属流线顺畅连贯，保证了蒸汽发生器筒体力学性能的极大提高，更能承受蒸汽发生器的高温高压以及变荷载和蒸汽涡流所形成的恶劣工况，有利于蒸汽发生器筒体工作应力的均匀化和运行安全性的提高；而且整体锻造既进一步细化了金属组织，又利于蒸汽发生器筒体的准确成型。也由于仅需在蒸汽发生器筒体的两端保留对应的试料截取段和截除段，省去了上筒段与锥筒段及锥筒段与下筒段焊缝对应位置的试料截取段和截除段，更加合理了试料段和截除段用料，大大节省了锻造的原材料，具有更优的经济性能；通过筒体锻件两端设置的试料截取段和截除段，不仅准确反映蒸汽发生器筒体锻件沿筒体周向的内部质量，而且足够的预留量能够用于对筒体生产全过程的多次取样检测，从而能够准确反映筒体锻件在各个工艺过程的化学成分、显微组织和力学性能，从而保证锻件质量的绝对安全可靠。还由于筒体各段的内外壁之间相对其成品筒体均留有合理的终成型精加工余量，这不仅保证了成品筒体产品外型尺寸和表面加工质量，而且具有最为合理和最低量的切削量，对于筒体这样的高性能大型锻件，减少了大量金属的浪费，有效降低了加工制作成本。本技术的优选实施方式，所述上筒段和下筒段均呈圆筒结构，所述锥筒段呈圆台筒状结构，该上筒段、锥筒段和下筒段的中心线处于同一直线上。所述锥筒段的圆台锥角α=8°—12°。该结构有利于保证成品筒体的准确成型，减少切削加工量，便于成品制作加工。本技术的优选实施方式，所述上口试料截取段和上口截除段的高度和h11=（0.09-0.11）h1，所述上口截除段的高度h12=0.4h11。所述下口试料截取段和下口截除段的高度和h31=(0.09-0.11)h3，所述下口截除段的高度h32=0.4h31。保证了合理的锻件表层截除量和足够的试料长度。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件作进一步说明。图1是核岛蒸汽发生器成品筒体的剖面结构示意图；图2是本技术核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件一种具体实施方式的结构示意图。图中，1—上筒段，2—锥筒段，3—下筒段，4—下口试料截取段，5—下口截除段，6—上口试料截取段，7—上口截除段，8—成品筒体。具体实施方式如图1所示的核岛蒸汽发生器成品筒体，该成品筒体8从上向下依次为成品上筒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件，包括锻件本体，其特征在于：所述锻件本体包括上筒段（1），锥筒段（2）和下筒段（3），上筒段（1）设置于锥筒段（2）上口端，下筒段（3）则设置于锥筒段（2）的下口端；所述上筒段（1）的上端口依次向外设置有上口试料截取段（6）和上口截除段（7），所述下筒段（3）的下口端依次向外设置有下口试料截取段（4）和下口截除段（5）；所述上口试料截取段（6）、上口截除段(7)、上筒段（1）、锥筒段（2）、下筒段（3）、下口试料截取段(4)和下口截除段（5）锻造为一整体；所述上筒段（1）的上筒高h

【技术特征摘要】
1.一种核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件，包括锻件本体，其特征在于：所述锻件本体包括上筒段（1），锥筒段（2）和下筒段（3），上筒段（1）设置于锥筒段（2）上口端，下筒段（3）则设置于锥筒段（2）的下口端；所述上筒段（1）的上端口依次向外设置有上口试料截取段（6）和上口截除段（7），所述下筒段（3）的下口端依次向外设置有下口试料截取段（4）和下口截除段（5）；所述上口试料截取段（6）、上口截除段(7)、上筒段（1）、锥筒段（2）、下筒段（3）、下口试料截取段(4)和下口截除段（5）锻造为一整体；所述上筒段（1）的上筒高h1、锥筒段（2）的锥筒高h2及下筒段（3）的下筒高h3之比h1:h2:h3=(2.50-2.60)∶1∶（2.30-2.40)；所述锥筒段（2）锥筒高h2与对应的成品筒体（8）的锥筒段高度相等；所述锻件本体对应的成品筒体（8）的成品上筒高h01，该成品筒体（8）成品上筒内径2R1，所述上筒段(1)的上筒高h1=（1.08-1.12）·h01，上筒段（1）的上筒内径2R11=(0.95-0.97)·2R1,上筒段（1）的上筒外径2R12=（1.03-1.05）·2R1；所述锻件本体对应的成品筒体（8）的成品下筒高h03，该成...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨婧婧，宣禹澄，戴挺，
申请(专利权)人：上海新闵东台重型锻造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32