ap1000的钢制安全壳分段制作工艺的探讨

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1、APl000的钢制安全壳分段制作工艺的探讨米建国范明镘吴晚松张映南中核华誉工程有限责任公司仪征市2119加【摘要】APl000桩反应堆屏蔽厂房的内层采埽T自由直立曲特大型钢制安全壳，属于棱二级设备。对它的建造，采用在工厂预制壳体、闸门接管和贯穿件等零部件；在反应堆的附近分段拼装成5个蛆件；根据核岛建造的安装进度总装。本又就APl000的钢制安全兜喜个组件的制造，即：按照拼装时无切割修整的要求制作壳板零件、5个组件的现场拼装施工等锎造工艺．进行探讨。【关键词】结构分析壳板成型互换性检查组件拼装焊接检验。前言APl000是美国酉屋电气公司在AP6

2、00基础上最新研究的第三代核电技术，其棱反应堆的屏蔽厂房采用了烈层安全壳结构，坚固可靠，增加了安全性，降低了泄露率。APl000的安全壳，其外层是1米厚的钢筋混凝土墙，内层是一个完整的钢制安全壳。j翅I?喀嘲陋蓼目O—l^P1000型压水堆植电站Ⅱ&＆堆口目保护i齑围APIOCO的钢制安垒壳被称之cV模块，属于桉二级设备，其形状为个自由直立的特大型圆柱压力容器．壳体的顶部和底部为尺寸相同的近似椭球形封头。它的技术参数如下表钢壳筒体标称厚度444mm钢壳封头标称厚度4127mm总自由体积58，615m3设计压力59阁Gf04015h喃)材料sA

3、738型B级直径总高度656m现场纽装模块5个；上下封头+3个环群封头(穹顶)600t顶环3层板包括环吊梁中环4层板下环4层板安全壳壁上．人员闸门2个设备闸门2个的附件工艺、机械和电器等贯穿件N个钢制安全壳容器(CV模块)建造的主要过程如下：在制造厂完成壳体的分片成形、人员和设备闸门的接管、以及各种贯穿件等零部件的预制；在核电站现场完成5段分层组件的拼装与焊接；按整个工程的安装施工进度，用大型吊车依次吊装各组件，将钢制安全壳总装焊接成整体。本文的主要内容就是探讨：1)在制造厂完成安全壳壳体的分片成形制造工艺；2)在核电站现场组装5个组件的拼装

4、工艺。1．钢制安全壳的结构分析1．1APl000安全壳的简图：APl000安全壳在高度方向分成5个结构“组件”，见图l一1。·26·图1—1／kPl000安全壳5个组件示意图12筒体和封头等组件的刚性分析：壳体简体部位的刚性分析：筒体的外径与内径的比值K=10022倍，属于薄壁壳，用1—2是采用AfiSYS有限元分析软件，对简体进行受力和变形的分析结果示意圉，在简体端面周定一点，它的对面旌加1000N的径向力，所产生的最大变形达到了16l439mm。^N__L∑■；=二二二；；；二二二；二；∑二■燃目I一2*体*《目EIo,Dlt＆目∞”月F

5、自可§m这表明：尽管筒体壁板的厚度为444mm，但径向刚性相当弱，在组件之间进行总装组对焊接时，如果外周长尺寸致，采用专用的端面对171工装，就能保证错边量合格。为此，对茼体的壁板预制作的关键，是控制好每片板料的尺寸；在组件焊接，应控制组对质量对焊缝收缩量的影响，保证外周长的精度。上下封头部位的刚性分析：由于封头的形状是椭球壳，结构刚性相当强，受力所产生的变形相“isl'。囝1—3表明，封头端口固定一点，在它的对面施加10000N的径向力，所产生的最大变形仅为099n瑚。_。———j—·o一_r—_，—21∞紫一。一=王羔L=二二11三j图I

6、一3封头端口在10000N径向力作用T的变形这就要求．封头的制作必须所需要的尺寸精度和形状精度，为安全壳的总装焊接提供保证o·27一I．一√婺。?∥铲1．3由于在公开的资料中没有吊车环形轨道梁和闸门、接管等零件详细的结构，故本文略去了相关内容o2．制造安全壳的标准和通用工艺要求2．1在安全壳容器的组件制造工艺中，必须遵循的标准规范(1)西屋公司的设计图纸、技术条件和各种标准与资料。(2)ASME标准第Ⅲ卷《核动力装置设备建造准则》第一册NE分卷MC级设备(适用钢制安全壳)(3)ASME标准第Ⅱ卷《材料技术条件》A篇铁基材料(钢铁材料)C篇焊条

7、、焊丝及填充金属(4)ASME标准第V卷《无损检测》(5)ASME标准第1X{焊接和钎焊评定》(6)中国关于民用核设备制造方面的相关规定和标准2．2对材料的要求原材料的检验——钢材、焊材必须按ASME标准第Ⅲ卷NE一2000的要求和制造图纸的技术要求，核对实物标记与材料合格证书。对钢材，进行化学分析复验、力学性能试验和超声波检查；对焊接材料，进行熔敷金属的化学成分分析和力学性能试验。合格后才能入库。材料标记和整个制造过程中每道工序的材料标记移植与识别的方法和管理等，严格执行ASME标准第Ⅲ卷NE-4000中的要求。2．3安全壳组件制作过程必须

8、注意的问题安全壳的材料为ASMESA一738一Gr。B，属于低合金高强度钢，供货状态为调质，因此，在加工过程中：尽可能的避免火焰切割和不必要的临时焊接。对无法回避的