[实用新型]核岛蒸汽发生器一体化筒体锻件

说明书

本实用新型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)；上筒段的上筒内径2R₁₁=(0.95‑0.97)·2R₁，其外径2R₁₂=（1.03‑1.05）·2R₁；下筒段的下筒内径2R₃₁=(0.95‑0.97)·2R₃，其外径2R₃₂=(1.03‑1.05)·2R₃。该一体化筒体锻件不仅具有合理的试料预留量和切削余量，而且具有均匀的金属显微组织和力学性能。

技术领域

本实用新型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。

背景技术

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”实用新型专利申请，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”实用新型申请，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。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型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。