AP1000汽水分离再热器薄壁大直径筒体制造技术要点分析及控制.docVIP

AP1000汽水分离再热器薄壁大直径筒体制造技术要点分析及控制 　　摘 要：AP1000三代核电汽水分离再热器承压壳体具有总体长度长、直径大、壁厚薄、焊接附件多、制造精度要求高等特点，本文通过对汽水分离再热器壳体制造技术难点的分析，总结出该部件在工艺布置、工装设计、变形控制、热处理等方面的综合加工工艺，为制造同类型薄壁容器提供了宝贵的经验素材。 　　关键词：MSR；工艺布置；变形控制 　　Abstract： Moisture separator reheater for AP1000 project has the features of long length， large diameter； thin wall thickness， a mass of welding accessories and high manufacturing accuracy， etc， This article make an analysis of difficulty in manufacturing MSR， and summarized the comprehensive processing technologies in the process layout， tooling fixture design， deformation control， heat treatment， etc ， it is well used for providing valuable experience in manufacturing similar type of vessel 　　Key Words： MSR； process layout； deformation control 　　前言 　　汽水分离再热器（以下简称：MSR）是AP1000三代核电常规岛的大型关键性设备，它在二回路系统中具有至关重要的作用，MSR利用核岛一回路高温高压蒸汽与汽轮机乏汽之间进行热力交换，过滤湿气，以避免过量的湿气对汽轮机叶片造成侵蚀，损伤叶片，同时，它通过再热功能，加热乏汽，使之能够循环用于汽轮机完成做功发电。 　　1 产品介绍 　　在功能上，MSR需要处理一回路绝大部分做完功的乏汽，其体积容量要求相当大，同时，因为其在功能上需要兼具湿气分离和再热乏汽的作用，因此，在设计结构上，其承压壳体具有总体长度大、直径大、壁厚薄、内构件多、制造精度要求高等特点。 　　汽水分离再热器主要由承压壳体、内部构件、一、二级再热器组件（包含2个一级再热器，2个二级再热器）、分离器叶片等组成，是内部结构复杂的大型对称结构卧式换热器。 　　2 制造技术难点分析及控制措施 　　2.1 制造技术难点 　　根据MSR的设计结构及制造技术要求，同时，结合以往设备制造经验，MSR在制造上存在以下难点：（1）承压壳体总长近27米，由11段筒节和左右封头组焊而成，壳体上还需要焊接大量的接管、接管加强板、支座垫板及内部支撑构件等，因此，其壳体焊缝数量多、壳体总长过长，在工艺上存在焊缝叠加、热处理炉容量限制和制造效率低的问题。（2）筒体内径为Φ4200mm，厚度仅为32mm，属于薄壁大直径筒体，在自身重力的作用下，单个筒体卷制成型后椭圆度过大，不易满足装配要求。（3）承压壳体筒身上接管数量多，刚度小，与壳体相焊的接管中，直径大于Φ800mm的大直径接管每台MSR有10个，直径在Φ500～Φ800mm之间的接管每台MSR有14个之多，焊接工作量巨大，极易造成承压壳体焊接变形。（4）筒体及加强板的材质均为SA-516Gr.70，接管材质为SA-266Gr.2、SA-182Gr.F22Cl3、SA-516Gr.70等，其坡口选择形式见下图2.1，接管焊接量大，焊接变形难以控制。（5）承压壳体内壁预焊件结构复杂，数量达20多件，板厚度为3～20mm，焊接接头形式大部分为角接，部分为对接，焊接工作量大，易导致焊接变形，同时还需兼顾焊缝表面成型的控制和清洁控制的要求，焊接过程控制难度大。（6）封头与壳体间最终两道环缝受产品结构约束，只能采取手工电弧焊全位置焊接，为保证焊缝装焊质量，需严格控制焊缝错边和间隙。 　　2.2 工艺控制措施 　　2.2.1工艺布置控制。为解决产品焊缝多的问题，我们根据产品承压壳体焊缝、接管焊缝、接管加强板、支座垫板以及内部构件的设计结构特点，对壳体进行区域分割，避开焊缝集中区，在确保相邻焊缝最小间距100mmm的情况下，将承压壳体分割为最长筒节为3500mm，最短筒节为1056mm，共计11节，同时，考虑到产品左右对称的结构特点，承压壳体组焊时将壳体分成筒节1～6、7～11两大段、分两个工位分别进行装焊和热处理，解决了热处理炉能力受限且有效提高了