AP1000汽轮机特点与国产化分析.pdfVIP

中国核能可持续发展 SUSTAINABLEDEVELOPM．ENTOFCHINANUCLEARENERGY AP1000汽轮机特点与国产化分析 侯秋华周新华李杰 (三门核电有限公司) 摘要：本文从APlooo-代核电汽轮机转子的一体化设计、叶片防腐、汽缸新结构、焊接、试验等方面，对 汽轮机部件的改进设计和制造难点进行了描述，对APl000汽轮机国产化能力进行了分析并给出了初步建议，可为 国内制造厂APl000汽轮机的设计和制造提供参考，l以提高核电设备国产化能力。 关键词：APl000汽轮机转子叶片国产化 1引言 汽轮发电机组是核电站的关键设备之一．其主要功能是把二回路的蒸汽热能转化为机械能，同时带动发电机做 功发电。三门核电站采用全球最先进的第三代APl000核电技术，同时从哈动三菱联合体引进了三代核电汽轮机。 与传统汽轮机相比．三菱重工采用了很多新的设计和部件制造工艺。通过对APl000汽轮机的设计研究、制造难点分 析，对加快其国产化进程，提高国内制造厂核电设备国产化能力有很重要的参考作用。 核电装备制造 2APl000汽轮机特点及制造难点 (1251MW)、高效率、高使用寿命(60年)的优点。汽轮机的主要部件包括转子、动静叶片、汽缸、轴封、轴承等，这 些部件都是直接影响汽轮机出力和安全性能的关键因素。 2．1转子 APl000汽轮机采用从日本JSW进口的整锻无中心子L转子锻件．其制造周期较长，工艺复杂，制造要求高，是核 电站的重要战略资源．其制造质量也直接影响到电站设备的整体水平和运行可靠性。 2．1．1转子材料 Class 6)材料性能相近，主要成分为镍铬锰钒 高低压转子都采用日本标准材料(10325UB)，与ASTM标准(A470 合金钢，磷、硫含量控制在超低的范围(磷so．15％，硫如．15％)。材料的化学成分对材料的最终机械性能和抗腐蚀性 能有着较大的影响。法国阿尔斯通公司(Alstom)--项研究(强度与应力腐蚀的关系scc)表明，在一定范围内．转子材 料通过选用更低的屈服应力和超低的磷硫含量可显著减少应力腐蚀裂纹(scc)的危害。实践经验还证明锰元素可以 细化晶粒，改善材料的韧性，含锰量每增3Do．1％。脆性转变温度减低约5．6摄氏度。因此。在进行钢锭真空熔炼时 候．必须严格控制好磷、硫、锰的含量。 2．1．2整锻转子 与传统的转子锻件相比，APl000汽轮机转子的叶轮轮盘部分、联轴器轮毂已经和转子锻件一体化．联轴器轮毂 165 中国核能可持续发展 SUS’队INABLEDEVELOPMENTOFCHINANUCI．EARENERGY 法兰面和螺栓孔直接在转子末端加工出来。传统的装配转子，叶轮轮盘主要起支撑叶片和承受离心力作用。截面尺 寸比较大，强度要求高．组装复杂。而整锻转子能起到整体支撑作用，可以大幅降低叶轮轮盘的尺寸和重量。减少 装配工作。整锻转子还能够降低飞射物的可能性和破坏性，从而大大提高了转子的运行可靠性。 2．13转子的热处理 转子锻件制造过程中，需要多处取样并且多次测量转子的残余应力和消应力。整锻转子一般采用局部加工释放 应力或者直接回火去应力。在消除焊接残余应力方面，对含钼钢材来说，回火热处理仅可消除67％的残余应力，正 火加回火的热处理方法消除焊接残余应力可达94％．但过高的热处理温度有可能降低钢材的强度和韧性，所以热处 理时一定要控制好温度和时间…。 不同的热处理方法。材料的机械性能会有较大差别。转子锻件需要经过初步热处理和调质热处理两