[发明专利]原子能发电厂用蒸气发生器传热管的制造方法及蒸气发生器传热管

说明书

技术领域

本发明涉及制造原子能发电厂中使用的蒸气发生器传热管的方法以及蒸气发生器传热管。

背景技术

对于原子能发电厂而言，通过核裂变的能量产生蒸气，将该蒸气喷到涡轮，使该涡轮旋转由此进行发电。核反应堆有通过利用核裂变的能量产生的蒸气使涡轮旋转的方式的沸水型轻水慢化反应堆(BWR)，通过利用核裂变的能量产生的热水(一次冷却水)产生另外的蒸气(二次冷却水)、利用该蒸气使涡轮旋转的方式的加压水型核反应堆(PWR)等各种种类。

对于加压水型核反应堆而言，加压到高压的一次冷却水维持不沸腾的状态形成约300℃的热水，并被转送到设置在蒸气发生器中的无数直径2cm左右的蒸气发生器细管(SG管)中，将在SG管之外流通的二次冷却水加热使其沸腾。被二次冷却水夺去热的一次冷却水返回到核反应堆，被再次加热，形成了蒸气的二次冷却水使涡轮旋转后，被冷凝器冷却，再次返回到蒸气发生器，被加热。

蒸气发生器的构件使用机械性能优异并且耐蚀性优异的60%Ni-30%Cr-10%Fe合金等镍基合金。SG管如下制造：通过热加工和冷加工，将具有规定化学组成的合金加工为规定的产品形状后，经过为了热加工时产生的碳化物的固溶、加工工序中产生的内部应变去除等而进行的热处理(退火)工序(以下称为“第一热处理工序”)、调整线性的矫正工序、为了修补由于各工序产生的缺陷和表面粗糙度的调整等而进行的研磨工序、为了使第一热处理工序中固溶的C以Cr碳化物(Cr₂₃C₆)形式半连续状析出到晶界以及恢复Cr碳化物附近的Cr缺乏层而进行的热处理工序(以下称为“第二热处理工序”)，制造SG管。

申请人关于SG管的制造方法，公开了专利文献1～6的技术方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平05-112842号公报

专利文献2：日本特开平05-195191号公报

专利文献3：日本特开平7-252564号公报

专利文献4：日本特开2002-121630号公报

专利文献5：日本特开2007-224371号公报

专利文献6：日本特开2007-224372号公报

发明内容

发明要解决的问题

原子能发电厂中使用的蒸气发生器传热管的研磨工序，需要满足严格的研磨余量的限制(0.01mm以上)和管表面的应力的残余水平的限制(138MPa以下)，由于在这种严格的条件下进行研磨，因此以往的研磨工序中，采用带纸(belt paper)式研磨。例如，专利文献1的实施例中，在第一热处理工序与第二热处理工序之间实施的研磨工序使用“砂纸320号”进行。然而，虽然前后的热处理工序可以连续地进行，但是研磨工序必定需要更换研磨材。特别是带纸式研磨的研磨材容易脱落、研磨量容易降低。因此，研磨纸的更换频率升高，因此成为SG管的制造效率降低的原因。

作为研磨方式，各领域中利用使用通过自驱动旋转的翼片抛光轮对管表面进行研磨的方法(以下称为轮(wheel)式研磨)。该轮式研磨由于磨削能力高，面向高效率的磨削，但是存在下述问题。

即，SG管的外表面研磨工序中，需要严格管理研磨量、研磨后的表面粗糙度和残余应力，但是若直接适用轮式研磨，则认为不能避免容易产生过研磨、以及研磨量和表面粗糙度容易在长度方向(特别是两管端)变动等问题。特别是原子能发电厂用蒸气发生器传热管的制造工序中的研磨工序，由于如前文所述，在第一热处理工序后进行，因此原子能发电厂用蒸气发生器传热管的研磨工序难以采用研磨工序中有可能产生残余应力的轮式研磨，没有研磨工序采用轮式研磨的例子。因此，采用了研磨量少的带纸式研磨。

本发明人等为了解决这种现有技术的问题，以研磨工序后的管的表面粗糙度Ra为1μm以下、优选0.5μm以下，研磨量(表示研磨前后的外径的差异)为80μm以上、残余应力为138MPa以下作为目标进行了深入地研究，结果发现即使是轮式研磨、也可以不附加残余应力地进行研磨。本发明人等发现，特别是将原子能发电厂用蒸气发生器传热管的研磨工序细分化为粗研磨工序、中间研磨工序和修整研磨工序，特别是采用各工序以多头进行研磨的多段式的研磨工序时，不会附加超过规定值的残余应力。

本发明是基于上述发现而提出的，其目的在于，提供制造效率得到提高的原子能发电厂用蒸气发生器传热管的制造方法以及蒸气发生器传热管。

用于解决问题的方案