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第三代核电AP1000蒸汽发生器整体锻造水室封头研制

成果类型:: 实用新型专利

发布时间: 2023-08-25 16:09:09

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 陈梦竹 | 2023-08-25 16:09:09

2007年,国家核电技术公司与美国西屋联合体签署了第三代AP1000核电技术转让合同,首次开启了人类大规模采用非能动第三代核电的历史,也正式确定了中国核电将以AP1000核电大型压水堆技术为主的建设格局。 蒸汽发生器作为压水堆核电站最关键的主设备之一,水室封头位于蒸汽发生器底部,是核岛一、二回路冷热介质热交换唯一的通道,由于存在着温度压力和放射性的差异,其质量直接关系到核电站整套设备60年运行的可靠性和安全性。

AP1000水室封头轮廓约ø4500(外径)×2500㎜(高度),重量63吨。结构为:水室封头上带有2个垂直偏心出口接管、1个向心进口接管、2个人孔、1个凸台。与其他类型百万千瓦级核电水室封头相比,AP1000水室封头要求整体锻造,需要采用时值国内最大的450吨核级钢锭制造,具有毛坯尺寸大、结构复杂、吨位重,材质纯净度、致密度和各项理化性能指标要求高的特点,是核岛组件中最复杂、制造难度最大的关键部件,集中体现了重大技术装备所要求的极端制造能力。

 为打破国外在核电关键设备领域的技术垄断,摆脱核电超大型锻件“受制于人”的局面,从国家战略层面:解决核电装备“有”和“无”的问题,实现中国高端锻件跨越和升级,2010年,中国二重与国家核电重大专项(2010ZX06004-011)签订合同,自主研发AP1000核电蒸汽发生器整体锻造水室封头,国拨975万元。 针对锻件超大、超重、形状复杂和技术标准要求高等难点,通过攻关,中国二重开发出:带接管一体化大型封头锻件锻透压实、旋转仿形整体锻造技术;高纯净、低偏析的450吨特大型核级钢锭冶炼与铸锭技术;浸没式高强韧性二次循环热处理技术;晶粒细化技术;热处理防变形技术、ø9000淬火水槽冷却循环装置;激光精确测量与传统主体区域分割结合的加工技术。

入选“中西部基础能力建设工程”高校、国家“特色重点学科项目”建设高校、教育部“卓越工程师教育培养计划高校”、教育部“国家大学生创新性实验计划”实施高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、国家级新工科研究与实践项目、黑龙江省国内“双一流”建设高校、黑龙江省首批高等学校课程思政建设示范高校,为CDIO工程教育联盟成员。

一体化接管与球面相贯线的数控加工等一系列技术。有效控制了超大型钢锭宏观偏析和夹层性缺陷,解决了实心超大、超厚型凹形类锻件一次性探伤合格,热处理变形控制,324mm厚壁水室封头的高强度、高韧性、高均质内在品质,以及高效加工等多项重大装备的极限制造难题,形成自主知识产权,研制出世界最大、难度最高AP1000整体锻造水室封头,极大推动了中国重型装备制造业的整体进步。 项目成果已成功应用、推广至三门、咸宁等核电站。2012年,水室封头整体锻造项目通过了国家项目验收。所形成的新技术很快移植到大型先进压水堆核岛主设备以及超大型石化加氢反应器锻件的制造,使二重在大型能源装备的产能和技术水平得到成倍增加,形成年产10~20亿元的核电、容器制造能力和产业化基地,已承接核电合同13.0亿元。一旦发电,每台核电机组将创造了千亿元效益。 鉴定专家认为:“研发了世界最大、国内首件SA508 Gr.3Cl.2钢AP1000整体锻造水室封头;项目总体技术达到国际同类产品先进水平;社会、经济效益显著,市场前景广阔”。

本项目可以采用技术转让、技术合作等多种形式进行对接,欢迎有需求的企业单位联系洽谈。