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1、精选优质文档-倾情为你奉上10.主要关键技术及储备10.1典型目标产品的特征参数、结构示意图及简明工艺流程图10.1.1稳压器稳压器属压水堆核电厂一回路中调节压力的重要设备，属RCC-M1级设备，核质保1级。稳压器的作用：当一回路中的压力需要调节时，可以通过喷淋管喷淋注入一回路的介质来降压，也可以通过电加热器加热介质来升压。从而达到调节压力的目的：在电厂稳态运行时，将一回路压力维持在恒定压力下；在一回路瞬态时，将压力变化限制在允许值之内；在事故时，防止一回路系统超压，维持一回路的完整性，避免冷却剂在反应堆内发生溶剂沸腾。稳压器的总体结构型式为一立式圆筒形高温、高压锻焊结构的容器，主要由上、下两
2、个球形封头，中间筒身（三节筒节）+喷淋管、人孔、下部加热器及裙座和其它接管组成。稳压器内径2100，筒体壁厚115，封头壁厚66mm，主体材质为16MND5或SA508-III,设备内部均堆焊不锈钢，设备需整体热处理和内表面钝化处理，并进行整体水压试验。主要参数序号名称参数1设计压力17.2MPa2工作压力15.5Mpa3水压试验压力23.6MPa4设计温度3605工作温度3456主体材料16MND57设备内径2100mm8设备壁厚115mm9设备总高12103mm10堆焊层厚度6mm11设备干重81000Kg12设备湿重Kg13运行重量95000Kg14电加热元件数量63根15电加热功率14
3、40KW16设计寿命40年设备分级 安全等级：1级 质保等级：QA1 规范等级：RCC-M1 清洁度等级：A1专心-专注-专业结构示意图简明制造工艺流程图10.1.2安注箱我公司申请的目标产品包括核2级压力容器、储罐，选择核2级压力容器中的安注箱作为典型目标产品描述。安注箱是压水堆核电厂安全注入系统的重要应急冷却设备，属RCC-M2级设备、核质保1级设备。安注箱内装硼酸溶液，并用氮气加压，当发生失水事故而导致反应堆冷却剂系统压力低于安注箱的正常压力时，安注箱内的硼酸溶液将注入堆芯。产品主体材料采用Z2CN19.10AC超低碳不锈钢（控氮钢），即奥氏体不锈钢。从结构上划分，它主要由上、下封头、中
4、间筒体及裙座组成。内径3588，筒体壁厚76。上封头、下封头壁厚分别为40和47。安注箱上、下封头成形分包。筒体冷卷成形，并在筒身上布置有一个449的人孔，人孔材料为Z2CN19.10AC锻件。产品完工后整体水压试验，并对全部内表面进行钝化测试。此外，安注箱作为全不锈钢结构，在制造、检验、转运、包装等过程中，我公司严格按照RCC-M的标准执行用品、用具以及其它各项清洁度要求。 主要参数序号名称参数1设计压力4.83MPa（表压）2最高工作压力4.55Mpa（表压）3设计温度504工作介质硼酸溶液+氮气5主体材料Z2CN1910控氮6焊接接头系数17水压试验压力7.25Mpa8腐蚀余量不锈钢：0
5、9全容积47.7M310有效容积33.2M311外形尺寸420039006700mm12设备质量36.57t13设计寿命40年设备分级 安全等级：2级 质保等级：QA1 规范等级：RCC-M2 抗震类别：1 清洁度等级：A1结构示意图简明制造工艺流程图10.1.3硼酸注入箱我公司申请的目标产品包括核2级压力容器、储罐，选择核2级压力容器中的硼酸注入箱作为典型目标产品描述。硼酸注入箱在安全壳系统中属应急堆芯冷却部分，属核安全二级、核质保1级设备，其主要功能是在事故情况下（一回路管道破裂），用高压水泵将高浓度的硼酸溶液注入反应堆堆芯。产品主体材料采用：封头A52AP+Z2CN18.10，筒体A52
6、AP+24Cr12Ni+20Cr10Ni。设计压力20.5MPa，设计温度120，内径1210，壁厚：封头66mm、筒体117mm。封头采用复合板压制成形，筒体是锻制后堆焊而成，筒体上焊有1个18英寸（446mm）锻造对接式人孔，内表面堆焊不锈钢，上、下封头各开一个6英寸（131.8mm）的介质进、出口孔，设备采用裙座式支座支承，整台设备内表面进行钝化处理。主要参数序号名称参数1设计压力20.5MPa2最大工作压力20Mpa3设计温度1204最高工作温度1205工作介质硼酸溶液（9200-11000ppm）6主体材料A52AP+Z2CN18.10、A52AP+24Cr12Ni+20Cr10Ni
7、7焊接接头系数18水压试验压力30.75Mpa9腐蚀余量010总容积3.4m311有效容积3.4m312正常运行工况设备环境温度0-5513正常运行工况设备外压力0.1MPa14外形尺寸217018804250mm15外表面涂层油漆16设计寿命40年设备分级 安全等级：2级 质保等级：Q1 规范等级：RCC-M2 抗震类别：1 清洁度等级：A1结构示意图简明制造工艺流程图10.1.4余热排出热交换器我公司申请的目标产品包括核2级热交换器，其设备品种为管壳式热交换器，选择核2级管壳式热交换器中的余热排出热交换器作为典型目标产品描述。余热排出热交换器是余热排出系统（RRA）的设备之一。它的主要功能
8、是在电厂停堆期间，在经蒸汽发生器初步冷却和降压后，从堆芯和反应堆冷却剂系统（RCP）排出热量，使反应堆冷却剂温度降至冷停堆值，并维持该值，以进行维修和换料操作。余热排出热交换器为立式U型管热交换器，设备总高为8072mm。壳程筒体内径为1030mm，壁厚16mm，上封头最小厚度为16mm，材料为20HR-B；管程筒体内径1020mm，壁厚34mm，下封头最小厚度为34mm，管板厚度为210mm, 材料为00Cr19Ni10，U型换热管规格为161mm，材料为00Cr18Ni10。设备主要由壳程封头、壳程法兰、壳程筒体、管箱封头、管箱筒体、管箱法兰、管板、折流板（支撑板）、接管、法兰、U型管、裙
9、座等组成。主要参数参数名称单位数值管程壳程设计内压Mpa（表）4.651.1设计外压Mpa（表）1.10.5设计温度180150设计流量m3/h610680程数21流体类型堆冷却剂设冷水主体材料00Cr19Ni1020HR-B腐蚀余量mm03.2试验压力Mpa6.9751.65试验温度20402040换热面积m2292.5外形尺寸m m200015508072设备分级管程壳程安全等级SC-2SC-3抗震要求SSESSE质保等级QA1QA2清洁度等级A22B结构示意图简明制造工艺流程图10.2制造过程中的主要关键技术、解决措施及储备情况10.2.1稳压器10.2.1.1稳压器技术分析稳压器属压水
10、堆核电厂一回路中调节压力的重要设备，属RCC-M1级设备，核质保1级。稳压器的作用：当一回路中的压力需要调节时，可以通过喷淋管注入一回路的介质来降压，也可以通过电加热器加热介质来升压，从而达到调节压力的目的。稳压器内径2100，筒体壁厚为115mm，封头壁厚为66mm，主体材质为16MND5或SA508-III,设备内部均堆焊不锈钢，设备需整体热处理和内表面钝化处理。稳压器主体材质为低合金钢16MND5或SA508-III，内壁堆焊不锈钢，作为RCC-M1级设备，其所有主焊缝均采用全焊透对接焊接结构，所有坡口表面在焊接前进行100%渗透检测或100%磁粉检测，所有对接焊缝焊后进行100%磁粉检
11、测、100%超声检测及100%射线探伤，不锈钢堆焊面进行100%渗透检测及100%超声检测。稳压器在我厂总装成台，并进行整体水压试验。10.2.1.2稳压器主要关键制造技术及解决措施稳压器的关键制造技术包括厚壁16MND5或SA508-III材料的窄间隙埋弧自动焊、内壁堆焊、接管安全端的焊接、下封头与电加热元件套管的冷装及加热器套管和加热器的焊接、下封头电加热孔的加工等关键技术。1）外购封头和筒体锻件的控制稳压器上、下封头我厂直接采购锻件，封头到厂后再加工内壁待堆焊面，内壁需要采用全不锈钢堆焊；筒体由三段筒节组焊而成，其筒节采用锻件结构，我厂直接采购，筒体到厂后再机加工筒节两端坡口及内壁待堆焊
12、面，组对三段筒体环缝，待环缝焊接、探伤、热处理满足图纸要求后进行筒体内壁的堆焊。其锻件进厂后对钢厂及锻造厂材料质证进行审查，对封头及锻件用料按技术条件的有关要求进行化学成份、力学性能等复验，符合设备图纸及技术条件的要求，不合格材料决不投产。2）机加工难点分析及对策下封头上63只电加热管孔的加工稳压器下封头上开63只电加热管孔，图纸要求该孔要与筒体内支撑板上相同位置的孔同心。因为若是在加工和装配时这些孔不同心，会使以后电加热管的插入、抽出极不方便。为解决这个问题，我公司将采取以下措施：1）设计专用封头装夹工装，将下部本体放在数控镗铣床上用专用工装装夹封头，编程后钻出63只电加热管孔，用数控镗铣床
13、，镗出支撑板上的孔。这样封头上的孔和支撑板上的孔均在数控镗铣床上加工出来，可以保证各孔的同心。2）在装配时将下封头与支撑板孔定好位后才能将支撑板装配在筒体内和封头内，从而在装配上保证了各电加热管孔的同心问题。喷淋管、脉动管内凹槽的加工位于稳压器上封头上的喷淋管和下封头上的脉动管零件，各有一个结构特殊的大环向凹槽。根据其结构特点，两只接管的内凹槽只能采用半盲、半封闭式加工。由于环向槽窄且深，其加工难度非常大，主要体现在切削时不能及时地观察凹槽的成形情况，也就不可能对切削加工所产生的异常情况进行及时处理。此外，环向凹槽对加工所用的刀具有比较特殊的结构要求，设计和制造都有相当难度，再加上刀具本身受工
14、件凹槽结构形式的限制，其强度、刚度都比较差，加工时极易产生折刀现象。因此，对于两接管环向凹槽的加工，很难保证产品设计所要求的尺寸精度。另外，在加工过程中冷却液不易达到切削面，造成切削产生的热量散发困难，而被加工接管材质为奥氏体不锈钢，本身既散热性能差又切削困难，加工时易产生振动、烧损刀具。由于结构的限制，造成加工过程中测量困难，不易控制切削中的过程尺寸，需要采用专门量具，不然加工出的产品难以满足设计的要求。若加工出的凹槽尺寸、精度达不到产品设计图要求，将直接影响管内热套筒的装焊质量，而这条焊缝焊后将进行RT检测。为此，我公司进行相应的工艺试验，直到得出满意的工艺结果。同时对标准量具进行改造测试
15、，选择出适用于加工设备的测量器具。3）焊接难点分析及对策筒体、筒体+封头的环缝焊接16MND5或SA508-III材料属于高强度合金钢，且壁厚较厚，其焊接难点在于裂纹的防治和热影响区的缺口韧性。因此，在选择化学成分、机械性能与母材相匹配的焊接材料的同时，我们选择热影响区较窄、热输入量较少的窄间隙埋弧焊工艺，窄间隙埋弧焊接方法在我公司以往制造的厚壁板焊式高压容器中已普遍采用，积累了丰富的经验。同时我们在工艺预评定和试验中优选出最佳的焊接参数即电流、电压、焊接速度等范围、预热参数、后热参数、层间控制、中间热处理和焊后热处理参数等。此外，在任何时候都严格按照相关标准控制焊接材料的保管、使用和发放，以
16、避免杂物和氢的危害。因此稳压器环焊缝的窄间隙埋弧自动焊接不存在问题。我公司从1965年制造大庆的冷壁加氢反应器开始至八十年代研制成功热壁加氢反应器，总计数量达近百台，产品遍布全国各大炼油厂，其中热壁加氢反应器筒节的纵缝采用准窄间隙自动焊接，环缝采用窄间隙自动焊接，焊接完毕后，经无损检测，无超标缺陷。证明双丝窄间隙埋弧焊缝焊接质量良好。该设备于2006年投入使用，至今运行良好。筒体、封头的不锈钢堆焊筒体及封头内壁不锈钢带极堆焊的难点在于其堆焊面积大，堆焊层表面质量要求高；堆焊层内部不允许存在焊接裂纹、夹渣、未溶合等超标缺陷存在；堆焊层的无损检测、综合力学性能和晶间腐蚀性能要求高。产品设计要求堆焊
17、两种材料，过渡层堆焊材料为24Cr12Ni，面层为20Cr10Ni，并要求对堆焊层进行化学分析检查。为此我们选用工艺性能较佳的带极堆焊工艺和手工电弧堆焊（仅用于带极堆焊不能实施之处和修补），带极堆焊设备采用进口带极埋弧堆焊设备和焊接变位器，堆焊采用同心圆由外向内堆焊，相邻焊边的收弧点按要求错开。焊后对堆焊层进行100%的渗透探伤和100%超声波探伤。堆焊后采用自动打磨机打磨堆焊层。此外，封头中心处以及开孔预留处和筒体坡口边缘预留处采用手工堆焊工艺。由于材料化学成分和线膨胀系数的差异，再加之焊接热输入量的影响、残余应力的产生、热影响区粗晶带延性不足，热处理的热循环的作用，都较易产生诸多偏析、堆焊
18、层下裂纹、二次相析出等缺陷，而不锈钢堆焊本身由于熔敷金属液固相距短，流动性差较易产生方向性较强的粒状晶的特性，也较易产生热裂纹。针对上述难点，在工艺试验和预评定中，我们重点控制和优选出下列参数：电流、电压、送带速度、转速、搭接量（控制引收弧处）、适当的预热和层间温度、控制热处理和焊材的使用、保管等。严格控制焊接参数，使焊接稀释率控制在合理范围内，从而保证堆焊层的化学成分和晶间腐蚀性能。在焊接操作中选择优秀的焊工，进行必要的操作技能培训，使之能够掌握关键工艺点的操作技巧。带极堆焊焊接工艺已在我公司制造的厚壁加氢反应器和高压螺纹锁紧环式换热器中普遍采用。安全端接管焊接安全端管接头结构复杂，其焊接属
19、于异种钢焊接，采用镍基焊材堆焊隔离层和焊接环缝的过程中易出现焊接热裂纹、未熔合等焊接缺陷；其焊接位置较特殊，一般情况下很难在平位进行焊接。为此我们在堆焊隔离层时采用焊条电弧焊工艺，环缝采用手工氩弧焊打底+焊条电弧焊盖面工艺；焊接时严格控制焊接材料的成分和焊接过程中的热输入，采用合理的工艺措施，确保焊接接头的综合性能和无损检测结果满足设计的要求。电加热器套管与下封头的焊接电加热器套管数量较多共计63根，加热器套管材质为不锈钢，壁厚较薄仅有2.8mm，它和下封头相焊，焊接坡口的尺寸为连续变化，焊接空间小，易变形。如果焊接时变形过大，会导致加热器元件无法穿过，因此，焊接操作难度很大。为保证焊接质量，
20、在操作中我们采用手工氩弧焊焊接方法，使用气体保护装置和防变形工装，在焊接时严格控制焊接电流、层间温度、焊接顺序和保护气体的流量及通气时间、焊缝高度等，使之能够得到满意的焊缝成型。下封头与电加热元件套管的冷装及电加热器套管和电加热器的焊接电加热器套管数量较多共计63根，分布在稳压器下封头上。其焊缝成型质量要求高。加热器套管装焊完毕后，63根加热器元件将依次穿过加热器套管和位于筒身内的两块支撑板。为此我们采用脉冲钨极氩弧焊工艺，在工艺试验的基础上，确定合理的焊接参数。装焊加热器时要将稳压器采用专用工装在重型跨翻身为竖直状态。加热器焊完一根就探伤一根（探伤在现场进行）。4）热处理及热处理后的无损检测
21、由于RCC-M中对焊后热处理的升温、降温速度以及热处理用天然气硫含量都有严格要求，固我公司根据目标产品稳压器的材料要求，编制专用的热处理工艺对热处理规范参数进行严格控制。同时对热处理炉进行脱硫进气改造以满足要求。待稳压器环向焊接头以及接管与壳体焊接接头焊接完毕后，按照编制的热处理工艺进行焊后热处理。热处理后对所有焊缝进行目视检查，100%液体渗透探伤或磁粉探伤，环缝100%超声检测等手段加以保证。5）水压试验稳压器的水压试验直接检验稳压器的强度、焊接接头质量以及密封的可靠性。具有较多的技术难点需要考虑：人孔和接管的密闭稳压器的接管数量众多，在水压试验过程中人孔和接管的密闭和开启尤为重要，因此在
22、工艺上我们将设计人孔盖起吊工装及接管安装和拆卸工装，对人孔螺栓采用液压拉伸器紧固，实现人孔及接管密闭/开启的规范化操作。水压试验系统的清洁度稳压器内壁为不锈钢堆焊层，根据RCC-M的要求必须严禁铁素体、氟、硫等元素的污染，这对试验用水质和供水循环系统提出了严格的要求。因此，在工艺上我们采取以下措施进行控制：a、在注水前仔细清理稳压器内壁并做钝化试验；b、整个供水系统，采用全不锈钢内胆的加热器、循环泵及水箱和输水管道；c、在注水时，用满足RCC-M要求的B级水循环清理。水压试验的温度稳压器水压试验要求水温度为RT-NDT+33。我们将按照以下方法确保水压试验温度：a、供水系统采用两级循环加热提高
23、进水温度（大约70），缩短供水时间，减少热量散失；b、在稳压器外壁布置加热系统。加热火焰不接触外壁，仅仅是加热外壁一段距离的空气而且避开了焊缝，在外壁周围形成了温度均匀的热空气带。对外壁温度进行全过程不间断监控，根据实际情况对火焰的大小作相应的调整。c、在进水前启动外壁火焰加热系统，使外壁温度恒定在40左右，然后进水。按照以上的技术分析和解决方案，我公司引进水离子处理装置：二级反渗透水处理，设备型号：US8040-2，最大能力：一级 10T/H二级 2T/H。稳压器采用二级。再加上我们公司会严格按照稳压器设计文件和技术条件以及RCC-M中的要求进行制造，并在稳压器材料到厂后进行严格的材料复验、
24、工艺评定和工艺试验等，以确保稳压器的制造质量完全符合设计要求而顺利出厂安全投入使用。6）水压试验后的无损检验水压试验后对所有焊缝进行目视检查，100%液体渗透探伤或磁粉探伤，环缝100%超声检测等手段加以保证。10.2.2安注箱10.2.2.1安注箱技术分析安注箱属核安全二级。内径3588，筒体壁厚为76mm。上封头、下封头壁厚分别为40mm和47mm，材质为奥氏体不锈钢。封头由六块瓜瓣和一块顶圆板拼焊而成。筒体冷卷成形，并有一人孔，设备整体进行钝化处理。安注箱的封头采用分瓣冷压成形后拼焊而成，筒体采用钢板冷卷成形（其变形量不大于10%）。待筒体两端按图削薄后与两封头、裙座连接。10.2.2.
25、2安注箱主要关键制造技术及解决措施安注箱的关键制造技术包括封头的成形与分瓣的焊接、筒体的成形及筒体+筒体、筒体+封头及接管+筒体（封头）的焊接、封头（筒体）开孔的机加工等关键技术。1）成形难点分析及对策上、下球形封头的成形我公司拟采用对其进行分瓣成形再组焊的工艺保证其产品质量，安注箱的封头采用6个瓜瓣和1个顶圆板焊接而成：瓜瓣冷压成形，一次精下料，立体瓜瓣将通过放样转化成平面尺寸，即瓜瓣坯料。分瓣成形在压机上利用模具点压，样板检查形状，为保证封头的成形尺寸，须采用专门的装配工装，其分瓣成形我公司采用分包方式。封头成品后应对封头拼接焊缝进行无损检测，合格后在平台上划线开孔，用镗床镗孔，组焊接管，
26、接管与封头的焊缝进行100%液体渗透检测或100%射线检测。筒体的成形筒体的展开长度按封头实际尺寸配作，为获得符合要求的筒节，我们对下料尺寸进行精确的控制。筒节经油压机预弯两端，等离子切割并打磨纵缝坡口后在我公司大型四辊卷板机卷筒、焊接、校圆、划筒体心线、基准线、接管开孔线和检查线，采用等离子切割留余量机加工坡口。各筒节环缝组对前，应在封头端和各筒节两端内外圆周长上划出四条中心线，环线及组对时注意筒节纵缝位置，并以心线位置为基准组对各筒节。2）机加工难点分析及对策该产品的主要机加工难点为：筒体、封头的开孔及封头瓜瓣周边拼缝的加工。因为上、下封头为球形封头，所以瓜瓣周边坡口为球面曲线，加工难度很
27、大。为此我们各种开孔都采用镗铣床来加工；瓜瓣坡口采用车床加工+手工打磨的方式确保加工尺寸符合图纸要求。3）焊接难点分析及对策分瓣封头的组焊 奥氏体不锈钢的导热率低，线膨胀系数大，焊缝冷却后的收缩量大，由焊缝收缩产生的内应力及工件变形都较大。安注箱上、下封头的直径较大，焊缝焊后收缩会造成较大的焊接变形以及封头尺寸控制困难。因此在焊接施工过程中，采用合理的焊接施工顺序和预先考虑焊缝收缩量分瓣封头的组对、焊接，以确保最终的封头形状和尺寸。在焊接中控制焊接参数，以减少如果焊后在焊缝处形成较大的残余角变形或每瓣的对角线过大收缩，避免封头几何形状连续遭到破坏而影响结构的承载能力。与封头、筒体连接的两个大的
28、接管均采用了锻件，其与封头和筒体分别呈对接、角接连接形式。在焊接时，同样要控制焊接残余变形，否则在运行时会产生不利影响。我们将采用车床和手工打磨加工出瓜瓣坯料的焊接坡口，采用防变形工装控制封头成形尺寸及变形。专用胎具与封头接触部分为不锈钢，拼焊采用焊条电弧焊工艺，焊接坡口设计及顺序均采用对称的原则。在瓜瓣拼缝焊接时采用内支撑，运用窄焊道不摆或小摆动快速焊方法控制层间温度，所有焊缝均先焊外坡口的1/2厚，将工件翻身清根后焊满内坡口，再翻身焊满外坡口。最后顶圆板单配瓜瓣，修正瓜瓣小口尺寸。筒体+筒体、筒体+封头及接管+筒体（封头）的焊接奥氏体不锈钢相对来说较易产生焊接热裂纹，在制作过程中为了避免焊
29、缝晶粒粗大和过热区晶粒粗化，以致增大偏析，应尽量采用小的焊接热输入，而且不应预热，并降低层间温度，为了减小热输入，不应过分增大焊接速度而应适当降低焊接电流。另外合理安排焊接顺序。一方面要防止产生焊接热裂纹、夹渣、气孔一类的焊接缺陷，另一方面还要严格控制焊接热循环以防热影响区晶粒过分粗大及在焊接接头中产生一次相，此外在焊接材料的选择上，除要保证其综合力学性能满足设计要求之外，还应控制成分，保证铁素体的含量在允许的范围之内。焊接主要采取以下解决方法：a、马鞍形接管与封头、筒体间的焊接接头采用焊条电弧焊坡口开成带钝边非对称形X坡口，先焊内侧坡口，焊满后，从外侧清根再焊妥外坡口，层间温度控制在80（内
30、侧最后一层焊道暂不焊接，待外侧清根焊妥后再焊接，避免内侧热输入及晶间腐蚀）。b、环向焊接接头（筒体+筒体、筒体+封头）纵缝采用焊条电弧焊+埋弧焊。环缝开制成不对称的U形坡口，先在内侧进行焊条电弧焊再焊满外侧。层间温度控制在80。4）水压试验安注箱作为全不锈钢结构，在水压试验过程中，我公司严格按照RCC-M的标准执行用品、用具以及其它各项清洁度要求。其用水压系统采用全不锈钢制造，即整个水压试验系统中的所有管道、水箱、阀门、试验表、循环泵、上水泵、加热器等部件均要求是不锈钢。水压用水根据RCC-M规定采用B级软水，并在水压前24小时内进行水质分析。根据产品设计要求，试验压力为产品设计压力的1.5倍
31、，即7.25MPa。试验用压力表必须经检验机构标检。水压试验除对试压用水用表有严格规定外，对试压时金属壁温、产品外表面的尺寸变化、人孔及接管的密闭/开启均有严格的要求。5）无损检测产品焊接后应对所有焊缝进行目视检查，100%液体渗透探伤，A、B类焊缝100%射线检测。水压试验后应对所有焊缝进行目视检查，100%液体渗透探伤。10.2.3硼酸注入箱 10.2.3.1硼酸注入箱技术分析硼酸注入箱在安全壳系统中属应急堆芯冷却部分，属核安全二级、核质保1级设备。产品主体材料：封头为A52AP+Z2CN18.10;筒体为A52AP+24Cr12Ni+20Cr10Ni。设计压力20.5MPa，设计温度12
32、0，内径1210，壁厚：封头66mm、筒体117mm。封头采用复合板压制成形，筒体是锻制后堆焊而成，筒体上焊有1个18英寸（446mm）锻造对接式人孔，内表面堆焊不锈钢，上、下封头各开一个6英寸（131.8mm）的介质进、出口孔，设备采用裙座式支座支承，整台设备内表面进行钝化处理。10.2.3.2硼酸注入箱的主要关键制造技术及解决措施硼酸注入箱的关键制造技术包括封头复合板压制成形、筒体内壁的堆焊、环缝焊接、接管焊接、人孔的装焊及人孔内拱形板的焊接和内部不锈钢堆焊、人孔法兰及过滤器的制造、筒体（封头）机加工开孔等关键技术。1）成形难点分析及对策上、下球形封头的成形硼酸注入箱封头材料为复合板，我公
33、司采购复合板后分包成形，在厂内按设计图纸进行机加工，装焊接管等组件。筒节的成形筒体材料为A52AP，锻制堆焊而成。筒体规格为直径1210，厚117，长2428，我公司采购锻件成品，机加后堆焊成筒体。2）机加工难点分析及对策硼酸注入箱筒体上有一个446人孔接管，孔径较大，开孔在普通的机加工设备上无法加工，如果采用气割开孔，开孔坡口质量较差，且筒体变形较大。我公司采用 6916立式镗床加工此开孔及坡口，可以避免筒体变形，且开孔坡口质量较好。3）焊接难点分析及对策筒体内壁堆焊筒体内壁采用不锈钢带极埋弧堆焊。此种焊接工艺复杂，其焊接规范和焊接工艺非常重要。我们将通过焊接工艺评定，制定详细的工艺文件，对
34、每一个焊道，每一焊层都严格要求，按照工艺文件上要求的具体参数，焊接的异种钢焊缝要经过化学分析（过渡层）取样检查和UT、PT。焊材及工艺参数（隔离层表面）通过焊接工艺评定确定。筒体堆焊时要加热至125250，堆焊时工件转动机头步进（非螺旋线单环形焊缝）可避免因设备精度不高，工件与机头动作不协调而导致的焊道搭接量失控的现象。由于工件内径较小，堆焊时焊带位置的偏移量选择是重要的，通过工艺试验确定此偏移量以保证获得平整光滑的焊道。每一圈焊道的起收弧点需搭接至少30mm，相邻焊道的收弧点错开至少50mm，上、下两焊层的环向搭接线不允许重合。堆焊完成后还应进行250400的后热处理。产品设计要求堆焊两种材
35、料，第一层堆焊为24Cr12Ni，后续层为20Cr10Ni，并要求对堆焊层进行化学分析检查。焊后对堆焊层进行100%渗透探伤和100%超声波探伤。环缝焊接封头为复合板，在封头端口宽约2025mm范围内的复合层金属车加工去掉其深度为复层板厚+1mm厚的（基板）这样既可除去热冲压可能造成的剥离。环缝焊接的质量控制（在壳体端的坡口加工时也可做同样处理，这一区域待环缝射线探伤合格后再施焊）采用内侧焊条电弧焊封底，外侧埋弧焊焊满，最后用焊条电弧焊方法焊妥内壁复合层。接管焊接（不含人孔接管）这些均为异种材料焊接，为此，需先在封头的碳钢层部分做隔离层焊道施焊，然后再将接管凸缘与封头间的对接焊缝焊接。人孔的装
36、焊及人孔内拱形板的焊接和内部不锈钢堆焊在产品筒体内壁预先装焊一个碳钢临时附件，以便在人孔装焊时能够托住人孔，使人孔与筒体装配时便于调节焊缝间距，以满足产品焊接的要求。根据焊接规程需要焊接前将待焊部位加热至125250,然后焊工进入直径仅为1210，长2000多的筒体内进行碳钢接头施焊。碳钢接头焊完后，对此焊缝进行100%射线探伤和100%超声波探伤，探伤合格后再在人孔内壁装焊不锈钢拱形板和焊接不锈钢堆焊层，堆焊材料为第一层24Cr12Ni，后续层为20Cr10Ni，对此堆焊层要进行化学分析取样和100%液体渗透探伤及100%超声波探伤。4）人孔法兰及过滤器的制造人孔接管的马鞍形加工较困难，我厂
37、经过设备改进，直接在仿形车上仿形加工出马鞍形，保证人孔接管的机加工质量。“过滤器”材质为Z2CND17.12(奥氏体不锈钢)、工件一端为盲孔内、外椭球面，在工件筒壁上有28个直径38的孔，4个直径25的孔。要在实心棒料上加工出内、外椭球面的盲孔，我们将通过改进加工设备的加工质量和提高操作人员的技能加工出完全符合产品设计图纸要求的零件。5）焊后热处理由于RCC-M中对焊后热处理的升温、降温速度以及热处理用天然气硫含量都有严格要求，固我公司根据目标产品硼酸注入箱的材料要求，编制专用的热处理工艺对热处理规范参数进行严格控制。同时对热处理炉进行脱硫进气改造以满足要求。待硼酸注入箱环向焊接接头以及接管与
38、壳体焊接接头焊接完毕后，按照编制的热处理工艺进行焊后热处理。6）水压试验及水压系统硼酸注入箱其内壁均为不锈钢堆焊层，因RCC-M对防化学污染有严格要求，水压试验用水的清洁度应符合RCC-M F6610中的规定，其水压系统需采用全不锈钢制造。水压用水根据RCC-M规定采用B级软水，并在水压前24小时内进行水质分析。根据产品设计及图纸要求，其试验压力为30.75MPa。试验用压力表必须经过校验合格，且在校验有效期内。压力表的量程为试验压力的2倍左右，但不得低于1.5倍或高于3倍。水压试验检验产品的强度、焊接接头质量以及密封的可靠性，对金属壁温、产品外表面的尺寸变化、人孔及接管的密闭/开启均按照相关
39、标准严格要求。10.2.4余热排出热交换器 10.2.4.1余热排出热交换器技术分析余热排出热交换器是余热排出系统（RRA）的设备之一。它的主要功能是在电厂停堆期间，在经蒸汽发生器初步冷却和降压后，从堆芯和反应堆冷却剂系统（RCP）排除热量，使反应堆冷却剂温度降至冷停堆值，并维持该值，以进行维修和换料操作。余热排出热交换器为立式U型管热交换器，设备总高为8072mm。壳程筒体内径为1030mm，壁厚16mm，上封头最小厚度为16mm，材料为20HR-B；管程筒体内径1020mm，壁厚34mm，下封头最小厚度为34mm，管板厚度为210mm, 材料为00Cr19Ni10，U型换热管规格为161m
40、m，材料为00Cr18Ni10。设备主要由壳程封头、壳程法兰、壳程筒体、管箱封头、管箱筒体、管箱法兰、管板、折流板（支撑板）、接管、法兰、U型管、裙座等组成。10.2.4.2余热排出热交换器主要关键制造技术及解决措施余热排出热交换器的关键技术是保证管箱法兰密封面的质量，管板的加工质量及各尺寸及公差的控制，管束的组装，换热管与管板的焊接和胀接，泄漏试验。我公司长期生产石油化工设备中的高压换热器，对于管板的加工及设备法兰密封面精度的保证积累了丰富的经验，并严格按照GB/T196-2003和GB/T197-2003中的要求进行尺寸及公差的控制。管束组装方面，我公司先将管板与折流板、拉杆组装成管束骨架
41、，然后进行严格的尺寸检查，然后一排一排的穿引管束，每穿引一排点焊一排，待穿引完毕后进行尺寸检查，进行管头的焊接和胀接。管头焊接我公司采用自动氩弧焊机，完全可以保证管头焊接质量。1）机加工难点分析及对策管板的加工：管板在调平后进行车加工，加工后表面进行液体渗透检测，为了保证管板钻孔的垂直度，管孔的粗糙度、管间距、管桥和管孔公差，拟在BW300-1-1600型数控卧式深孔钻床上加工。螺栓孔加工符合GB/T196-2003普通螺纹基本尺寸的规定，公差按GB/T197-2003普通螺纹公差与配合规定的6H。各尺寸及公差应严格按图样要求控制。利用工艺板配钻折流板孔，以保证折流板与管板孔的同心度。2）换热
42、管成形：换热管不允许拼接，在有效长度内只允许用机械方法切割，材料进厂按要求进行复验，合格后按要求进行弯制。弯制前做弯管工艺评定，弯管后根据弯管工艺评定结果对需做消应力热处理的U形管进行热处理，热处理后应对换热管按图样的规定进行清洁。我公司直接采购换热管，在换热管制造厂家进行源地见证，确保换热管质量。3）管束组装：管板的定位：在管板定位前，将管束各零件进行清理，合格后将管板固定在平台上，然后固定拉杆、定距管及折流板，并在管板的周圈穿装一定数量的换热管，然后用水平仪和弯尺找正后再穿入其余换热管。穿装换热管：换热管在穿装前必须逐根进行水压试验，合格后方能进行穿装，不得强行穿装。4）换热管与管板的焊接
43、及胀接：换热管与管板采用自动氩弧焊接，管子管板焊接接头形式采用外伸式，这种接头既能保证密封，又能承受强度。焊接后进行胀接，胀接采用全深度液压胀，胀接不应伸出管板壳侧表面，胀管需做胀管工艺评定，评定合格后方可进行胀接。5）换热管与管板的氦检漏试验：依据模拟件专用技术条件的要求对余热排出热交换器管子与管板模拟件的承压焊接接头进行氦检漏试验，氦检漏试验我公司采用分包形式，委托具有氦检漏试验资质的单位进行，要求壳程抽真空至1. 33MPa0.133MPa (10-210-3毫米汞柱)连续抽气后进行氦检漏，每单个焊缝允许泄漏量小于1.310-7Pam3/s为合格。10.2.5目标产品清洁度的控制清洁度控
44、制按RCC-M F6000章规定实施，针对目标产品的制造和装配过程，我公司在清洁度控制方面主要控制措施如下：10.2.5.1明确清洁的目的清洁的目的是为了限制进入回路的杂志所引起的下列危害：A、反应堆堆芯沉积物的活化；B、沉积物对运动部件的不利影响；C、对不锈钢合金的局部（或普遍）腐蚀；D、沉积物造成的热交换下降。 适用范围：接触工作流体的设备的所有表面。10.2.5.2清洁度适用的时间最迟应在能够验证适用准则的制造最后阶段达到所要求的清洁度，并应将其维持到系统开始灌充工艺流体。为了确保产品的清洁度得到有效地控制，我公司从材料投入生产开始就进行严格的控制。10.2.5.3清洁度分级清洁度的分级
45、控制是清洁度控制最重要的一个环节。结合目标产品的制造活动，我们将清洁度分级控制说明如下：A、稳压器 A1级工作区：级B、安注箱 A1级工作区：级C、安注箱 A1级工作区：级D、余热排出热交换器 管程A1级 壳程B级工作区：级级工作区的要求如下：a 工作人员应穿清洁的衣服和鞋（或鞋套）；b 应采取一切措施限制遭受人员（食物、饮料、香烟等）污染的风险；c 地面应有光滑覆层（固定的或活动的），如为永久性隔离室，墙壁和天花板材料本身不得产生灰尘；d 在工作区内应采取措施，防止灰尘进入已清洗或正在清洗的设备，现场应避免进行浇灌混凝土工作；e 应每日清扫地面，可根据所进行的工作类型缩短或延长清扫时间间隔；
46、f 工作区的边界应实体划分。10.2.5.4防止污染的规则我公司防止污染的规则示例：A、严禁受铁素体钢和下列物品或元素所造成的污染：a 可释放出氯化物或氟化物的物品；b 含氯0.25%以上的材料；c 含卤素25ppm以上的水（除非有更严格的要求）；d 硫和硫化物；e 易分解化学元素（Pb、Hg、P、Zn、Cd、Sn、Sb、Bi、As、Cu及稀土元素）的物品；f 不可溶的标记制品；g 在焊接或热处理过程中，容易在材料上形成合金和沉积物的物品。B、对于标记和附件用的胶带必须使用指定产品；C、包装材料必须预先经过化学成分认可；D、工具：a 切割工具：采用碳化钨工具；b 手工装配工具：采用不锈钢或铬钒钢工具；c 刷子：由不锈钢或尼龙制成；d 砂轮：使用铝基无铁砂轮，并且专用于磨削奥氏体不锈钢和镍基合金工件；e 装卸和安装：禁止与铁素体钢制造的起重和装卸设备接触；f 喷砂：沙石中不得含有铁，此前该沙石不得用于清理铸铁、碳