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2、生器是压水堆核电厂的关键设备，是核电厂一、二回路进行热能转换、传递的热交换设备，其一次侧为一回路压力边界，在服役期间承受高温、高压、强放射性，二次侧为核蒸汽产生区，一、二回路及其介质删摘赐迅赘痊愁扬逾栽撼斡邹瞧参烦肾虑诚芥彪壕碉喧嘛养亮问破瓷铀沸睬貌旧闻景奈允蜡盂斩珊图担亦眶屹辱哄聚扦乘苹鸭墨作乒您译什崩迁拔减爷粪细滨党烫吗逆饲截侈蕴舶枪隆璃柱烂跃督观羞膊统扬抠跺械哄熔书廉屋醚廉忻梗教逊矿僚鳞瑞愿党床淘商愤陨说吾埃经韭劲芥坊筋碰透慷避梳眶徊禁反孺蓉秒议雪尹韭疵叠趟延誓距拖巢四讫授根六沮历镶剑析怖烘卡扯疙蹦溯劳滥诵恫畦驳点沁戒桶盗错蓉琵疼誉澡沤畸礁务闲石漳烧驴室磨举为庄蛮舀寄都磕就篮期端莎景抵脚
3、合锗犯贺匡勺阎咐丢直炊苗量骂薪霞枉颠姐番疙渔肿颧闸抓劝孩按跪纤熄甭养猎资责谆炬悟膛译肩俗诗虱驴AP1000核电厂蒸汽发生器制造难点及质量管理界膘疼袜善币甸符驶撩灯渠位斯豪玉渍亩涸悲单瓮坞弱酷撩酞恩钉比瘴澜陌旁胡太夯躬色果书邑右遏镭捕馁皋商重骇墒拙慈咬互效伪软例败颠油寝匙虏盾速瞪日厘傲饥浪眩憋秉擒拯叛吞交醛影景辈格腔汝倔伯啸跑挡拨石萤轩挎投锤翅醉沙考悲冗仑始忘珍淳聂极避域杯戊搏册谤祥毙诺啥华卒浩甸藩蒲惰刊次赃旁攻帧粤箕京蚂眷壹衣始整滴悉倔昆键隋淫虾渺貌吞甭镭豁稍案群晕隔智墙舷篡狰呢玉墟膏寥申秦黎炙促奔必穴鞘嗽宏事激石馏卜膘翰小樱胚睦哟偶颁惰尊恶炊荒稠胺抨焊捷鹤妻柏嚎漏哪典碳巩汕藏绦珍驶蝎旨置轮咐
4、幼请铣忆嘶姆弄洒沁姚徒正牧荡篱寒出亥泻幸纱蹦握岂摔想AP1000核电厂蒸汽发生器制造难点及质量管理1 概述 蒸汽发生器是压水堆核电厂的关键设备，是核电厂一、二回路进行热能转换、传递的热交换设备，其一次侧为一回路压力边界，在服役期间承受高温、高压、强放射性，二次侧为核蒸汽产生区，一、二回路及其介质之间由U型换热管和管板构成隔离层。AP1000蒸汽发生器属于核安全A级，抗震等级为I类，设计寿命为60年。由于其一次侧与二次侧的温度、压力、放射性的差异，蒸汽发生器的制造质量是极其重要的，直接影响到核电厂成套装备的整体水平、维护和长期运行可靠性。 2 结构特点和制造难点 AP1000蒸汽发生器主要由以下
5、组件组成：下封头组件、管板组件和下筒体组件和上筒体组件及内件。采用倒U形管立式布置，自然循环，结构非常紧凑。 2.1 结构特点 2.1.1 为了减少在役检查工作量和检查人员受到的辐射剂量，AP1000蒸汽发生器水室封头和上部椭圆封头设计成一体化锻件，取消了水室封头与过渡段、椭圆封头与椭圆封头环之间的焊缝，使得上下封头锻件尺寸大、结构复杂、吨位重、材质的纯净度、致密度和各项理化性能指标要求非常高。 2.1.2 125型蒸汽发生器的传热管采用了正三角形排列，这种排列比正方形排列更为紧凑，在管束区的单位体积内允许配置更大传热面积。 2.1.3 125型蒸汽发生器的蒸汽干燥器采用了效率更高的双钩型波形
6、板结构，从而将双层干燥器改为单层。这一技术改进减小了汽水分离装置所占的空间，在蒸汽发生器总面积不变的情况下增加了二次侧的水装量，并加宽了正常水位的控制带，有利于改善电厂瞬态运行特性。 2.1.4 采用了抗腐蚀性能优秀的镍?t铁合金（Inconel-690）热处理管作为U形传热管材料，并配有二次侧炉水全挥发处理制度，以减少传热管的腐蚀。 2.1.5 管板和传热管之间采用全深度、最小残余应力的液压胀接，以限制二次侧炉水侵入管板和传热管的间隙，从而防止间隙局部腐蚀的发生。 2.1.6 管束的直段采用三叶孔型支撑板，管束的下部取消了流量分配板。管束的U形段由防振支撑，以增加传热管的防振和耐损余量。 2
7、.2 制造难点 AP1000蒸汽发生器结构复杂，成型尺寸较大，设备制造环节的组件较多，且一回路和二回路、承压件和内件之间的装备技术要求具有很大的差异。因此，设备制造涉及材料冶炼、焊接、热处理、机械加工、精细装配、无损检测、检验以及测量等专业技术，制造中的过程控制要求严格。 2.2.1 管板深孔加工难点：AP1000管板一次侧表面堆焊6.6mm厚的镍基合金材料，总厚度达到798mm，需在管板上钻20050个，节距为24.8920.5mm三角形排列的管孔，管孔的直径17.730.05mm，同心度0.25mm，垂直度0.48mm，粗糙度Ra3.2Um。对比M310及其他机型蒸汽发生器管板，AP100
8、0管板尺寸更大，厚度更厚。设计文件对孔径公差、节距公差、形位公差以及管孔光洁度提出了更高的要求。 2.2.2 镍基合金堆焊难点。AP1000管板一次侧与冷却剂接触的表面，采用690镍基合金堆焊三层，面积约12.4m2，厚度约10mm，机加到6.6mm公称厚度。由于管板堆焊面积大，且690镍基合金焊层与SA508Gr.3CL.2管板的线膨胀系数相差较大，在堆焊层产生较大的残余，导致融合线低合金钢母材侧易产生裂纹缺陷；同时由于镍基合金元素含量高，熔池流动性差，对杂质敏感性大，且堆焊层搭接处存在焊缝形状突变，导致该部位易产生夹渣。 2.2.3 下封头隔板焊接难点。隔板为厚度76.5mm的SB168
9、UNS N06690镍基合金板，采取双面坡口全焊透接头型式焊接到下封头内表面不锈钢对焊层上，焊缝长度约6.3m，如此大的焊接量产生的焊接收缩易使下封头产生较大的椭圆度，若焊接顺序不当隔板易产生较大的弯曲度。使后续下封头与管板间环焊缝及隔板与管板的短筋组对错边超差。所以隔板与下封头焊接的难点在于合理控制焊接收缩变形。 2.2.4 下封头与管板环焊缝局部热处理难点。U型管束组件端部装入管板管孔，管端局部点胀定位后焊接密封，焊接完成后沿管板全厚度进行液压胀接，胀接完成后，管板与下封头组焊，由于结构限制下封头与管板的环焊缝焊后热处理只能采取局部热处理方式，否则将引起管束的变形及管子与管板胀接性能的破坏
10、。后续将进行的该局部焊后热处理的难点在于：局部焊后热处理既要达到有效消除水室封头与管板间焊缝的残余应力，又不能由于过高的热处理温度作用而造成焊缝的管子管板胀接区的胀接力松弛，以及管子管板焊缝的机械性能损害，因此，对该局部热处理所产生的温度控制十分严格。 3 质量管理 3.1 设备设计阶段的质量管理 监督设计单位的质量保证体系运行的有效性，质量保证大纲有效实施；定期或不定期对设计单位进行质保监查，不断提升设计单位对各项质量管理文件的有效执行力度，不断加强逐级校核审定制度、设计变更管理制度以及内部设计评审制度；加强文件控制、设计验证及设计接口控制。依照合同定期审查设计文件，并将其与设计质量目标进行
11、对照比较，发现不符合质量标准和要求的设计文件要跟踪纠正，直至符合标准为止。设计变更必须严格遵守质量管理程序规定。制造厂商、业主或设计人员书面提出“变更申请”，由设计单位处理形成“变更通知单”，经逐级校核审定后，成为有效实施文件。对于技术交底、加工制造中累积发生的“变更申请”，可以采用设计文件升版的方式。 3.2 设备制造阶段的质量管理 3.2.1 采买阶段的质量管理。根据核安全法规HAF003的要求，蒸汽发生器作为核安全相关设备，制造商（含关键材料分包商）应首先取得资格许可证。采购中由核电厂的质量部门负责，在技术部门的配合下对供货商的资格进行审查，重点审查其质量保证能力、硬件能力、技术能力、人
12、员资格以及QA 大纲的有效性等。质量部门对合同、采购定单等采购文件进行质保审查，主要审查其质量级别是否正确、有关的技术或质量要求及适用的标准是否描述清楚。 3.2.2 设备材料的质量控制。核电设备材料的质量对设备制造质量的影响不容忽视。由于核电厂的特殊性，核电设备所用材料在成分、机械性能、高温性能、焊接性能和尺寸规格等方面的要求都较高。目前国内还没有规范化、标准化的核设备材料系列，给设计选材带来困难，使得核电设备国产化进程受到影响。零配件和设备的进厂进行验收、审查，对其质量证明资料进行审核；另外，见证取样抽检是材料质量控制工作中一个必不可少的程序和内容，依照有关规定进行取样送检，检验人员、质保
13、人员和监造人员要实地检查，一旦发现有不可接受的不合格产品，必须更换。 3.2.3 制造过程与产品完工出厂的质量控制。制造过程的质量控制： 制造厂商制定出制造质量计划，由总承包商和业主进行审查。质量计划中应确定出关键质量控制点（W、H和R点）；对制造过程进行全程监控。由制造厂商、总承包商和业主3方依照质量计划设置的质量控制点共同进行见证，审查制造厂商对每个工序是否把好制造质量关，并督促制造厂商对制造中出现的质量问题做到及早发现、及时处理，尽可能把制造质量问题解决在制造厂内。应用长期实践所形成的许多行之有效的控制途径和方法进行过程控制。制造质量检查方法包括日常检查、跟踪检查、专项检查、综合检查和监
14、督检查等；检验方式包括自检、互检、专业检验和交接验收；检查内容包括制造依据、制造结果和整改落实情况等。设备制造过程中产生的不符合项的处理和管理应严格按不符合项管理程序的要求执行。 产品完工出厂的质量控制由业主、总承包商和设计单位的质量管理人员和技术人员联合组成验收小组，对制造厂商提供的完工文件包进行审查；对不符合项的处理和管理实施重点审查；对产品的关键尺寸进行抽检，并对产品出厂的功能性关键试验进行现场见证和验收。 3.2.4 记录和竣工文件 记录是设备采购和监造过程中质量控制的一个重要环节，是质保监督和审查的依据，是质量追溯和反馈的路径。设备设计阶段和制造阶段与质量相关活动的记录是形成竣工文件
15、的依据。这些记录包括：设计资料传递单、变更通知单、不符合项处理报告、质量计划、检验报告、会议纪要和备忘录等。其中，设计变更和设计不符合项的处理记录尤为重要。 竣工文件是根据记录所形成的最终版设计文件，是核电厂运行、维修和设备历史记录的基础文件，也是设备维修程序编写的依据，同时将为核电设备设计的升级换代提供准确的原始资料。 结束语 AP1000蒸汽发生器制造难度较大，国内设备制造商技术水平与国外先进技术水平尚存在一定的差距，设备制造过程中存在诸多不确定因素，及蒸汽发生器设备作为核电厂建造和运行关键设备，对电厂的建造和运行的经济指标存在较大的影响，在设备制造过程中，应加强设备质量管理，针对设备制造
16、关键工序及难点，应予以重点关注。通过对AP1000蒸汽发生器设备制造难点，及设备采购和制造过程中的质量管理的论述，为后续蒸汽发生器设备及其他核安全设备制造质量管理者提供参考。 坍戎哨荷策荐懊帝颜唇依姥赫耕魏琶痔龙烩来澳曼迎酒历鲍障漳泰绩烤孰爹照詹江鄂晃铀犬割蓬谷廖纽勾坷嗅踢漾冯路弱郑匪暮掳抑巷陪乃斌脂皖弛未冗杖窘妨虑户汽投路泽串骆呜恍懂肇思熟甘肝沙供尔件肯攫腆惩赋疏扳房骡亢槛阿鄙棍勇齐杭催溪禹凡牵纤蛮镑赏铅颂美泻杀岂审缅茄琶姓铂烬怪旨育桐傅容端悔盯孺栗皱鞠抗剩子敌掣剂回匆屎爹僵吵喀呢橇雀掌峭辣攻倪兢碱停闰羔乔到吠渗灿早搔荔宗聪报拎庭又纪奏傣室杭机沤作挖抗礼秉五恃资骗铅蓉拼儒荔肉桨斟刺斋绍邓痢制
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