超大型核电锻件绿色制造技术

序
前言
第1篇综述
第1章核电站与核电堆型简介3
1.1核电站种类及构成3
1.2核电的堆型4
1.2.1压水堆4
1.2.2沸水堆4
1.2.3重水堆5
1.2.4石墨水冷堆5
1.2.5高温气冷堆5
1.2.6快堆5
1.3发展核电的目的与方向6
1.4核电装备自主化及“走出去”6
第2章核电锻件的重要性8
2.1核电锻件在核电装备中的地位与作用8
2.2历史重任及殷切期望8
2.3不辱使命9
第3章超大型核电锻件的主要特点及制造要求12
3.1规格巨大且形状复杂12
3.1.1核电常规岛整锻低压转子12
3.1.2核电常规岛发电机转子13
3.1.3核电一体化封头13
3.2技术要求高14
3.3锻件向大型化及一体化方向发展14
3.3.1压力容器锻件的大型化及一体化15
3.3.2蒸汽发生器锻件的大型化及一体化15
3.4绿色制造16
3.4.1胎模锻造17
3.4.2近净成形19
3.5制造资质评定与生产许可22
3.5.1取证23
3.5.2评定23
3.5.3核安全许可25
3.6制造过程控制要求25
3.6.1评定/制造大纲25
3.6.2质量计划25
3.6.3无损检测规程26
3.6.4先决条件检查26
3.7产品质量的可追溯性26
3.7.1母材见证件26
3.7.2焊接见证件26
第4章设备与工装特点27
4.1制造设备的大型化27
4.1.1超大型冶炼及铸锭设备27
4.1.2超大型锻造设备27
4.1.3超大型热处理设备28
4.2工装的大型化及复杂化29
4.2.1二代加SG水室封头管嘴翻边装置29
4.2.2改进型一体化顶盖模锻工装30
4.2.3超大型锻件坯料翻转装置31
4.2.4转子中心孔超声波检测装置31
4.2.5超大型筒体锻件一次性浸水淬火装置31
第5章创新性评定及验证33
5.1一体化锻件创新性验证33
5.1.1CAP1400RPV一体化顶盖锻件评定33
5.1.2CAP1400RPV一体化底封头锻件评定34
5.2超大型锻件的大数据积累37
5.2.1CAP1400RPV接管段1∶1解剖试验37
5.2.2CAP1400SG管板1∶1解剖试验38
5.2.3AP1000SG水室封头1∶1解剖检验39
5.2.4华龙一号泵壳1∶1解剖评定41
5.2.5AP1000RPV接管段法兰全截面测温及性能检验45
5.3600t级钢锭的试验验证46
5.3.1600t级钢锭的研制46
5.3.2600t级钢锭的解剖验证48
5.4常规岛汽轮机整锻低压转子评定50
5.4.1锻造50
5.4.2热处理51
5.4.3解剖评定52
第6章核电锻件的先进制造技术56
6.1冶炼及铸锭56
6.1.1低Si控Al钢的冶炼及铸锭57
6.1.2超大型钢锭58
6.2压力容器（RPV）一体化锻件59
6.2.1RPV顶盖59
6.2.2RPV底封头61
6.3蒸汽发生器（SG）锻件胎模锻造61
6.3.1SG管板61
6.3.2SG水室封头62
6.4近净成形63
6.4.1RPV接管段63
6.4.2SG锥形筒体63
6.5主管道空心锻造64
6.6核电常规岛汽轮机整锻低压转子66
6.6.1锻件内部质量的纯净性66
6.6.2锻件性能的均匀性67
第7章理论与实践的反复完善69
7.1模拟软件的选择及边界条件的优化69
7.2物理模拟及比例试验70
7.2.1整体顶盖物理模拟70
7.2.2水室封头管嘴翻边比例试验70
7.2.3水室封头近净成形比例试验70
7.2.4主管道低熔点合金内支撑弯曲比例试验72
第8章核电锻件制造的走向73
8.1产品质量稳步提高73
8.2锻件标准的自主化74
8.3实现锻件的极端制造75
8.3.1RPV一体化接管段75
8.3.2CAP1700常规岛汽轮机整锻低压转子75
8.3.3600MW快堆支撑环76
8.3.4沸水堆封头76
第2篇超大型核电锻件绿色制造的基础
第1章主要设备与工装79
1.1冶炼设备79
1.1.1电弧炉（EAF）79
1.1.2钢包精炼炉（LRF）79
1.1.3电渣重熔炉（ESR）80
1.1.4真空感应熔炼炉（VIM）81
1.2铸锭设备81
1.2.1上注81
1.2.2下注82
1.2.3真空吸注82
1.3液压机83
1.3.1水压机85
1.3.2油压机87
1.3.3自由锻水压机与油压机的比较88
1.3.4自由锻液压机未来发展方向90
1.4热处理设备90
1.4.1电炉91
1.4.2燃气炉91
1.4.3淬火冷却设备91
1.4.4热稳定试验机94
1.4.5起吊吊具94
1.5试样制备设备95
1.5.1拉伸试样加工专机95
1.5.2冲击试样加工专机95
1.5.3落锤试样制备设备97
1.6无损检测设备98
1.6.1超声波检测（UT）98
1.6.2射线检测（RT）99
1.6.3渗透检测（PT）99
1.6.4磁粉检测（MT）99
1.7超大直径钢锭火焰切割设备100
1.8特殊工装100
1.8.1钢锭抬梁及吊钳100
1.8.2锻造起重机与翻钢机102
1.8.3坯料翻转机103
1.8.4坯料回转装置105
1.8.5水室封头管嘴翻边定位装置107
1.8.6双端不对称变截面筒体同步变形装置108
第2章研究方法与研究手段110
2.1材料基础研究110
2.1.1化学成分设计与优化110
2.1.2热物性参数测试115
2.1.3热加工图制定118
2.1.4相图与特性曲线测绘119
2.2工艺研究方法与手段121
2.2.1冶炼与铸锭工艺研究121
2.2.2成形工艺研究123
2.2.3热处理工艺研究126
第3章超大型钢锭研究与制造130
3.1冶炼及铸锭工艺方法的创新130
3.1.1低Si控Al钢的冶炼130
3.1.2保护浇注135
3.1.3钢锭二次补浇136
3.1.4空心钢锭137
3.2优质耐火材料141
3.2.1水口砖142
3.2.2塞棒144
3.2.3导流管145
3.3中间包146
3.3.1传统中间包147
3.3.2新型中间包153
3.4长水口166
3.4.1实验研究166
3.4.2工程实践171
3.5超大型钢锭浇注与脱模171
3.5.1保护浇注171
3.5.2脱模172
3.6超大型钢锭的解剖172
……