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出版社:中國電力出版社 ISBN:9787519811020 版次:1 商品編碼:12322294 品牌:中國電力出版社(zhongguodianlichubanshe) 包裝:精裝 開本:16開 出版時間:2018-03-01 用紙:膠版紙 頁數:732 字數:1130000 正文語種:中文 作者:王寶忠
" 內容簡介 本專著繫統地回顧了我國核電鍛件的自主研發歷程, 以解決世界性難題為目標, 以具體產品實例為契入點,運用大量翔實的試驗數據對超大型核電鍛件從傳統制造邁向綠色制造(胎模鍛造、仿形鍛造及近淨成形鍛造) 過程中的理論創新、技術研發及工程實踐進行了詳細的闡述, 並對其中的失敗案例進行了深入剖析, 揭示了工程應用領域技術創新的本質。 針對核電裝備的預期走向, 對超大型核電鍛件未來的發展趨勢進行了展望。 本專著含有2500 餘幅圖片和200 多份表格等珍貴技術資料, 客觀真實地再現了超大型核電鍛件1 ∶ 1 評定、解剖及制造的研發經歷, 是一代工程技術人員心血的結晶, 對穩定和提高超大型核電鍛件質量具有一定的參考價值,對未來新技術研發亦具有指導意義。 本書可供核電裝備設計、制造、監管者以及將要從事核電裝備的專業技術人員和管理人員參考。
目錄 序一 序二 前言 第1篇緒論 第1章核電鍛件概述5 1.1核電簡介5 1.2發展核電的必要性10 1.3核電鍛件自主化及核電裝備 “走出去”11 1.4核電鍛件的重要性12 第2章超大型核電鍛件特性及 綠色制造18 2.1規格超大形狀復雜18 2.2技術要求高20 2.3大型化及一體化20 2.3.1RPV鍛件21 2.3.2SG鍛件21 2.4綠色制造22 2.4.1胎模鍛造及仿形鍛造23 2.4.2近淨成形鍛造25 2.5鍛件制造資質31 2.5.1制造資格取證31 2.5.2鍛件評定32 2.5.3核安全許可33 2.6制造過程控制33 2.7產品質量的可追溯性35 2.7.1母材見證件35 2.7.2焊接見證件35 第3章鍛件制造設備與工裝特點36 3.1制造設備的超大型化及 自動化36 3.1.1冶煉及鑄錠設備37 3.1.2鍛造設備41 3.1.3熱處理設備44 3.1.4試樣制備設備49 3.2工裝的超大型化及復雜化52 3.2.1SG水室封頭管嘴翻邊 裝置52 3.2.2小型堆一體化頂蓋模鍛 工裝53 3.2.3轉子中心孔超聲波探傷 裝置53 3.2.4鋼錠抬梁及弔鉗53 3.2.5鍛造起重機及翻鋼機56 3.2.6坯料翻轉機57 3.2.7回轉裝置59 3.2.8非對稱鎖緊式半球體夾緊 裝置60 3.2.9雙端不對稱變截面筒體同步 變形裝置61 3.2.10超大直徑鋼錠火焰切割機 63 第4章核電鍛件的評定、解剖檢測及 驗證64 4.1評定64 4.1.1一體化頂蓋64 4.1.2一體化底封頭67 4.1.3泵殼68 4.1.4整鍛低壓轉子72 4.2解剖檢測78 4.2.1RPV接管段78 4.2.2SG管板79 4.2.3SG水室封頭80 4.3研制及驗證83 4.3.1600t級鋼錠的研制83 4.3.2600t級鋼錠的驗證86 4.3.3RPV接管段法蘭全截面測溫 及性能檢測87 第5章核電鍛件制造技術對比90 5.1冶煉及鑄錠90 5.1.1低硅控鋁鋼的冶煉91 5.1.2超大型鋼錠制造93 5.2RPV一體化鍛件94 5.2.1頂蓋94 5.2.2底封頭97 5.3SG鍛件胎模鍛造98 5.3.1管板98 5.3.2水室封頭98 5.4近淨成形鍛造100 5.4.1接管段100 5.4.2錐形筒體100 5.4.3主管道空心鍛造101 5.5整鍛低壓轉子的純淨性與 均勻性103 5.5.1純淨性103 5.5.2均勻性104 第6章典型核電鍛件成形過程的數值 模擬與比例試驗105 6.1成形工藝研究105 6?u56752.1?u56752.1自由鍛成形工藝105 6.1.2數值模擬107 6.1.3物理模擬107 6.1.4比例試驗108 6.2數值模擬軟件的選擇及邊界 條件的優化108 6.3物理模擬及比例試驗109 6.3.1整體頂蓋物理模擬109 6.3.2水室封頭管嘴翻邊比例 試驗109 6.3.3水室封頭近淨成形比例 試驗110 6.3.4主管道低熔點合金內支撐 彎曲比例試驗111 第7章核電鍛件制造的發展前景113 7.1產品質量穩定與提高113 7.2標準的自主化114 7.3鍛件的綠色制造與極端制造115 第2篇超大型鋼錠研制及應用 第1章核電用鋼化學成分設計與 優化121 1.1Mn-Mo-Ni鋼121 1.2不鏽鋼122 1.3Cr-Ni-Mo-V鋼127 1.3.1電爐氧化及LF爐精煉原料 成分控制127 1.3.2超純轉子鋼冶煉及鑄錠 要求131 第2章制造方法的創新133 2.1低硅控鋁鋼的冶煉133 2.1.1低硅的影響134 2.1.2控制鋁含量136 2.2保護澆注137 2.3二次補澆138 2.4空心鋼錠140 2.4.1大氣澆注140 2.4.2真空澆注143 2.5直桶型精煉鋼包底吹氬 新工藝146 2.5.1試驗原理及方法146 2.5.2試驗結果分析與討論150 2.5.3結論156 2.6MP工藝研究156 2.6.1研究目標及研究內容157 2.6.2研究方案及研究過程157 2.6.3結論161 第3章優質耐火材料162 3.1水口磚163 3.1.1鎂碳磚163 3.1.2復合磚164 3.1.3鋯質磚164 3.2導流管165 3.2.1分體式165 3.2.2整體式166 3.3塞棒167 3.3.1分體式167 3.3.2整體式167 3.4長水口169 3.4.1試驗研究169 3.4.2工程應用174 第4章中間包178 4.1傳統中間包179 4.1.1數值模擬179 4.1.2溫度場計算結果分析181 4.2新型中間包185 4.2.1包內鋼液流動數值模擬 研究結果分析185 4.2.2工程應用199 第5章超大型鋼錠的解剖200 5.1解剖方案200 5.2純淨性201 5.3致密性202 5.4制造技術對比202 5.5對傳統觀念的突破203 第3篇壓力容器鍛件 研制及應用 第1章壓水堆頂蓋213 1.1分體式213 1.2整體式214 1.2.1產品研制214 1.2.2產品制造225 1.3一體化236 1.3.1產品研制236 1.3.2產品制造249 1.4制造方式對比250 1?u56752.5經驗教訓及預防措施255 第2章壓水堆接管段259 2.1分體式260 2.2整體式269 2.2.1鍛造269 2.2.2熱處理272 2.2.3解剖檢測275 2.2.4國內外制造方式對比279 2.2.5經驗教訓280 2.3半一體化290 2.4一體化292 第3章壓水堆下封頭298 3.1分體式298 3.2一體化299 3.2.1產品研制299 3.2.2產品制造311 3.2.3國內外制造方式對比315 第4章其他鍛件318 4.1壓水堆其他鍛件318 4.1.1筒體318 4.1.2過渡段318 4.1.3接管318 4.2沸水堆鍛件323 4.2.1下封頭323 4.2.2法蘭323 4.2.3筒體324 4.3小型堆一體化頂蓋325 4.3.1工藝性分析326 4.3.2主要研究內容326 4.3.3滿足設計要求及保證質量的 分析326 4.3.4制造工藝326 4.4高溫氣冷堆鍛件331 第4篇蒸汽發生器鍛件 研制及應用 第1章壓水堆上封頭(橢球封頭) 341 1.1分體式341 1.2整體式343 第2章壓水堆錐形筒體與管板354 2.1錐形筒體354 2?u56752.1?u56752.1覆蓋式鍛造354 2.1.2仿形鍛造355 2.1.3近淨成形鍛造356 2.2管板363 2.2.1鍛造363 2.2.2熱處理367 2.2.3評定與解剖370 2.3國內外制造方式對比376 2.3.1錐形筒體376 2.3.2管板377 第3章壓水堆下封頭(水室封頭) 378 3.1分體式379 3.2整體式382 3.3胎模鍛造383 3.3.1產品研制384 3.3.2產品制造397 3.3.3經驗教訓403 3.4管嘴翻邊417 3.4.1產品研制417 3.4.2產品制造419 3.5國內外制造方式對比422 3.5.1帶非向心管嘴整體水室 封頭422 3.5.2帶向心管嘴整體水室 封頭423 第4章其他鍛件424 4.1壓水堆其他鍛件424 4.1.1上部筒體424 4.1.2下部筒體426 4.2高溫氣冷堆鍛件428 第5篇其他Mn-Mo-Ni鋼鍛件 研制及應用 第1章穩壓器及堆芯補給水箱 鍛件435 1.1穩壓器鍛件435 1.1.1上封頭435 1.1.2下封頭437 1.2堆芯補給水箱鍛件449 1.2.1筒體449 1.2.2上封頭451 1.2.3下封頭452 第2章主泵鍛件454 2.1泵殼454 2.1.1自由鍛造454 2.1.2仿形鍛造457 2.1.3近淨成形鍛造466 2.2殼法蘭鍛件472 2.2.1強韌性提升方案473 2.2.2優化效果474 第3章核廢料罐鍛件478 3.1工藝性分析478 3.2滿足設計要求和保證質量的 分析478 3.3制造工藝479 3.4性能結果481 第6篇不鏽鋼鍛件研制及應用 第1章基礎研究486 1.1主管道用不鏽鋼材料介紹486 1.2材料特性及成分優化486 1.2.1321不鏽鋼486 1.2.2316LN不鏽鋼501 1.3冶煉及鑄錠505 1.3.1雙真空506 1.3.2ESR506 1.4晶粒度影響因素研究506 1.5晶粒細化及均勻化比例試驗520 1.6不鏽鋼的防污染研究526 第2章主管道鍛件管坯鍛造530 2.1實心鍛件530 2.2空心鍛件532 2.3近淨成形鍛件533 2.4國內外制造方式對比542 第3章主管道彎制、機加工及 熱處理545 3.1彎制方式545 3.2內部支撐549 3.3機械加工552 3.4固溶熱處理553 第4章其他不鏽鋼鍛件560 4.1CENTER560 4.1.1超大型不鏽鋼鍛件的研究 內容561 4.1.2結論570 4.2堆內構件571 4.2.1堆芯支撐板571 4.2.2壓緊彈簧575 4.3快堆支撐環577 4.3.1冶煉及鑄錠578 4.3.2鍛造578 4.3.3熱處理578 第7篇常規島鍛件研制及應用 第1章常規島轉子簡介583 1.1常規島汽輪發電機組583 1.2核電轉子的發展歷程583 1.3核電轉子工況及要求585 1.3.1轉子工況585 1.3.2核電轉子材料585 1.3.3核電轉子要求585 第2章核電轉子制造技術及裝備 研究586 2.1核電轉子國外研究進展586 2.2鍛造技術研究587 2.2.1鐓粗研究588 2.2.2撥長方法選擇592 2.2.3FM法的優化研究596 2.2.4FM法對水壓機振動的影響 研究613 2.2.5JTS鍛造方法研究615 2.2.6材料熱鍛性能及晶粒演化 研究616 2.3熱處理技術研究620 2.3.1鍛後熱處理工藝研究621 2.3.2性能熱處理工藝研究624 2.4大型開合式熱處理裝備 研制629 2.4.1加熱和淬火設備形式 研究629 2.4.2開合式熱處理爐研制629 2.4.3開合式淬火設備研制630 2.4.4大型開合式熱處理裝備 研制效果632 第3章核電轉子試制與評定633 3.1整鍛低壓轉子試制633 3.1.1冶煉及鑄錠633 3.1.2鍛造634 3.1.3熱處理636 3.2試制轉子的性能檢測638 3.2.1化學成分分析639 3.2.2力學性能分析640 3.2.3組織、晶粒度、夾雜物 分析641 3.2.4長心棒拉伸試驗642 3.2.5無損檢測643 3.3試制轉子解剖643 3.3.1解剖方案643 3.3.2解剖644 3.3.3各種解剖數據分析647 3.3.4解剖分析結論651 第4章產品制造652 4.1汽輪機整鍛低壓轉子652 4.1.1冶煉及鑄錠653 4.1.2鍛造655 4.1.3熱處理663 4.2汽輪機焊接轉子665 4.2.1輪盤665 4.2.2軸頭667 4.3汽輪機低壓轉子整鍛與分鍛的 對比670 4.4發電機轉子672 4.4.1冶煉及鑄錠672 4.4.2鍛造672 4.4.3熱處理673 4.4.4產品主要技術指標674 第8篇存在的問題與 未來發展設想 第1章問題與不足685 1.1鍛件質量不穩定685 1.2現有標準的不適應性685 1.2.1M310SG水室封頭685 1.2.2M310SG管板685 1.3熱處理餘量的不合理性688 1.4特殊性能試驗的不完整性690 1.4.1輻照環境下性能試驗690 1.4.2冷卻劑環境下性能試驗690 1.5材料的潛力有待挖掘690 1.6模擬軟件邊界條件需要不斷 優化692 1.6.1超大型鋼錠的凝固模擬692 1.6.2鍛件成形模擬中成形力 偏差692 1.7取樣位置的代表性有待探討693 1.7.1RPV封頭694 1.7.2SG管板695 第2章設想與展望698 2.1材料的挖潛與研發698 2.1.1原有材料的挖潛698 2.1.2新材料的研發698 2.2制造工藝的創新699 2.2.1鋼錠/制坯699 2.2.2成形701 2.2.3晶粒與應力703 2.3設備與工裝能力進一步加大705 2.3.12001000MN液壓機705 2.3.21200MN鍛擠壓機706 2.3.3超大直徑鍛件測量裝置708 2.4團隊建設708 2.4.1學習型團隊708 2.4.2綜合型人纔709 參考文獻710 索引715
查看全部↓ 前言/序言 為了適應核電裝備長壽期、大型化等發展需求,超大型核電鍛件應運而生。長期以來,我國重主機而輕配套的發展思路,致使超大型鍛件依賴進口供貨,國產件能力與質量難以滿足要求,已成為重大裝備工業發展的瓶頸並受制於人。在第三代核電技術引進中,外方不同意轉讓大型鍛件制造技術,大型鍛件制造技術已成為我國發展重大裝備工業的瓶頸之一。為了盡快實現超大型核電鍛件的自主化並達到國際先進水平,由中國第一重型機械集團公司牽頭,聯合國內優勢企業、高等院校及科研院所,承擔了國家“十一五”科技支撐計劃及大型先進壓水堆核電重大專項等科研課題,開展了長達十年的超大型核電鍛件研究與制造工作。 超大型核電鍛件的綠色制造具體體現為鍛件的胎模鍛造、仿形鍛造及近淨成形鍛造。超大型核電鍛件的制造已很“難”,一體化超大型核電鍛件的制造“更難”,而近淨成形鍛造的一體化超大型核電鍛件綠色制造則是“難以想像”。科研團隊秉承著核電鍛件超大型化和綠色化的研制理念,不斷向“不可能”發起挑戰。在近乎“一窮二白”的基礎上,攻堅克難、“屢敗屢戰”,經過不懈努力,取得了多項世界之最的優異成績。 目前,全球經濟發展進入新常態,導致熱加工產能嚴重過剩,60MN及以上液壓機開工率平均不足30%。雖然超大型核電鍛件“熱火朝天”、供不應求的局面可能“一去不復返”了,但能源裝備“清潔、綠色、高效”的發展趨勢,對超大型核電鍛件的需求是永恆的。國家核電裝備“走出去”戰略的實施,也必將為超大型核電鍛件的發展提供更加廣闊的空間。因此,我們將十幾年來在超大型核電鍛件研究與制造方面的經驗、體會和教訓編撰成冊,對如何進行繫統性基礎研究、如何進行低成本工程化試制,以及怎樣實現綠色化、產業化、批量化生產進行了闡述,對未來的發展趨勢進行了展望。 本書共分8篇33章。第1篇從超大型核電鍛件的重要性、主要特點、創新性研發以及國內外同類制造技術對比等方面進行了綜述;第2篇對超大型核電鍛件的坯料———超大型鋼錠的研制進行了論述;第37篇分別重點對各種堆型的壓力容器、蒸汽發生器、主管道等核電鍛件以及常規島鍛件研制及應用實踐和經驗教訓進行了詳細闡述;第8篇對核電超大型鍛件研制中具有代表性的問題與不足進行了列舉,對未來發展進行了展望。 本書是工程實踐經驗的總結與提煉,含有直徑?4000mm的600t級超大型鋼錠和直徑?3000mm的汽輪機整鍛低壓轉子鍛件解剖等大量珍貴技術資料,希望能成為核電裝備的設計、制造、質量管理人員,特別是超大型鍛件研究制造工作者的技術工作指南。此外,由於本書涉及的內容已突破了傳統論述,亦可供高等院校及研究院所從事熱加工理論學習的人員參考。 本專著采用大量工程實踐的圖表展示了超大型核電鍛件綠色制造技術的先進性,為了保證試驗數據的真實性及完整性,本專著少部分圖表及描述采用了機械工業出版社出版的?超大型核電鍛件綠色制造技術?相關內容。 本書由王寶忠執筆並統稿,劉穎、聶義宏、金嘉瑜、趙德利參與了部分章節的撰寫;劉凱泉、曹志遠、高建軍曾參與了?超大型核電鍛件綠色制造技術?專著部分章節的撰寫。 在超大型核電鍛件綠色制造技術研發工作中,得到了上海核工程研究設計院、清華大學、燕山大學、重慶大學、東北大學、太原科技大學、中國科學院金屬研究所、鋼鐵研究總院和機械科學研究總院等單位的大力支持,在此一並表示感謝! 由於我們的水平有限,書中不妥及疏漏的地方,敬請讀者批評指正。 著者 二○一七年十一月
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