核电蒸汽发生器一体化下封头板坯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种核电蒸汽发生器一体化下封头板坯，包括板坯主体，所述板坯主体呈圆板状结构，在该板坯主体的一面整体锻造有两个人孔圆台和两个管孔圆台，板坯主体的另一面锻造有大锥角圆台面。所述板坯主体的大锥角圆台面上底直径φ1与板坯主体的外径φ与比：φ1/φ=1/（1.80—1.90）。所述板坯主体上的大锥角圆台面的圆台锥角为170°‑175°。本实用新型专利技术的封头板坯不仅便于实现下封头板坯的一体化锻造成型，而且锻件组织均匀密实、金属流线完整，更利于下封头成品的锻造和力学性能的提高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种核电设备用大型结构件，尤其涉及用于锻造核电蒸汽发生器整体式下封头的封头板坯件。
技术介绍
目前核电技术正朝着大型化方向发展，核电设备关键部件均需要用到大型锻件，新一代核电中反应堆压力容器及蒸汽发生器封头锻件的板坯直径甚至超过7000mm，单个成品部件重量均在数十吨以上，属于超大型板块状构件，锻造难度非常大。其中核电蒸汽发生器下封头是蒸汽发生器中承担压差最大的部件，起到密封和隔离一、二回路冷却剂的作用，也是一回路侧冷却剂流过管束前或后的汇集腔室，它包含了冷却剂入口管孔、冷却剂出口管孔和两个人孔。故蒸汽发生器下封头是在半球冠状的封头主体上设有两个管孔座和两个人孔座；而要在如此大尺寸的球冠上一次性整体锻造成型出符合尺寸要求和位置要求的管孔座和人孔座更是难以实现，但下封头产品向大型化和一体化方向发展是必然趋势。现有下封头是将封头本体与人孔座和管孔座通过焊接的方法进行拼接制造的，尽管随着材料科学的发展，焊接材料的性能得到了很大的提高，焊接新工艺也层出不穷，但封头主体与人孔座和接管孔座之间通过焊接而拼接的结构总是不能形成完整的金属流线，由于核电蒸汽发生器长期处于高温高压的恶劣运行环境中，且承受交变荷载和管道涡流所形成的压力突变，极易引起应力分布不匀和应力集中，容易产生疲劳、蠕变和损坏。而且这样球冠体和管嘴分开焊接制造的方法，焊接工艺十分复杂、焊接周期长，复杂应力区质量稳定性差，直接造成成品率低，制造成本大幅上升。采用现有锻造方法又难以制造出如此大尺寸、大变形量及复杂曲面的整体板坯，更难以锻造出具有理想金属组织结构、金属流线完整的超大型锻件，而锻造出符合质量要求的封头板坯又是生产封头合格产品的关键所在。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种核电蒸汽发生器一体化下封头板坯，它不仅能实现下封头板坯的一体化锻造成型，而且锻件组织均匀密实、金属流线完整。为了解决上述技术问题，本技术的核电蒸汽发生器一体化下封头板坯，包括板坯主体，所述板坯主体呈圆板状结构，在该板坯主体的一面整体锻造有两个人孔圆台和两个管孔圆台，板坯主体的另一面则锻造为大锥角圆台面。采用上述结构后，由于板坯主体的一面上的人孔圆台和管孔圆台整体锻造为一体，这样就保证了下封头成品力学性能的极大提高，更能承受蒸汽发生器的高温高压以及交变荷载和蒸汽涡流所形成的恶劣工况，有利于封头工作应力的均匀化和运行安全性的提高；而且通过人孔圆台、管孔圆台和封头主体的整体锻造既进一步细化了金属组织，又有利于人孔座和管孔座的准确成型，使得封头主体和人孔座、管孔座之间的金属流线顺畅连贯，且最大限度地与锻件外形相一致。又由于封头板坯的正面通过镦拔锻造形成了大锥角圆台面，这样在球冠冲压成型过程中，封头板坯的中部金属会在冲压时从中部流向周边部，从而保证金属流线的合理和半球坯件厚度的基本一致，不仅有利于后道的近终成型加工，而且使得锻件的纵向力学性能和横向力学性能均得到显著提高。还由于整体锻造成型的封头板坯件，能够大大减少成品加工过程中的材料切削量，以提高生产效率和材料利用率。本技术的优选实施方式，所述板坯主体(1)的大锥角圆台面上底直径φ1与板坯主体的外径φ与比：φ1/φ=1/（1.80—1.90）。所述板坯主体上的大锥角圆台面的圆台锥角为170°-175°。该结构既能保证在板坯冲压过程中板坯中部金属均匀流向板坯周边，又能使得板坯冲压所形成的球冠体壁厚趋于一致。本技术的进一步实施方式，所述板坯主体上两个人孔圆台的位置夹角为90°，两个管孔圆台的位置夹角为105°。所述人孔圆台与管孔圆台之间的位置夹角为82.5°。该结构便于制造和安装，更便于成品封头上人孔和接管的空间合理布置。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术核电蒸汽发生器一体化下封头板坯作进一步说明。图1是本技术核电蒸汽发生器一体化下封头板坯结构示意图；图2是图1所示封头板坯的A—A剖面结构示意图；图3是图2所示封头板坯的B向结构示意图；图中： 1—板坯主体、2—管孔圆台、3—人孔圆台。具体实施方式图1、图2及图3示出了核电蒸汽发生器一体化下封头板坯结构示意图。封头板坯的板坯主体1呈圆板状结构，该圆板的外径φ=2600mm。在板坯主体1的一面整体锻造有两个人孔圆台3和两个管孔圆台2，人孔圆台3的外径为720mm,，人孔圆台3的高度为250mm，管孔圆台2的外径为430mm，管孔圆台2的高度为210mm。板坯主体1上两个人孔圆台3的位置夹角为90°，该位置夹角为通过两圆台中心线的板坯主体1两半径间的夹角。板坯主体1上两个管孔圆台2的位置夹角为105°，该位置夹角为通过两该圆台中心线的板坯主体1两半径间的夹角。相邻的人孔圆台与管孔圆台之间的位置夹角为82.5°，该位置夹角为通过人孔圆台和管孔圆台中心线的板坯主体1上两半径间的夹角。板坯主体1的另一面锻造有大锥角圆台面，该圆台面所在的圆台锥顶角为172°，即该圆台面与圆台中心线所构成的倾角为86°，圆台面的上底直径φ1=1300mm。圆台面的上底直径φ1与板坯主体1的外径φ之比φ1/φ应控制在1/（1.80—1.90）之间，以便于冲压成球冠型，且能保留截取试样的余量。同样板坯主体1的外径φ应为成品下封头球冠半径R的3倍，优选地φ=（2.8—3.2）R，板坯主体1上的人孔圆台和管孔圆台与成品下封头的两个人孔座和两个管孔座相对应。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电蒸汽发生器一体化下封头板坯，包括板坯主体（1），其特征在于：所述板坯主体（1）呈圆板状结构，在该板坯主体（1）的一面整体锻造有两个人孔圆台（3）和两个管孔圆台（2），板坯主体（1）的另一面则锻造为大锥角圆台面。

【技术特征摘要】
1.一种核电蒸汽发生器一体化下封头板坯，包括板坯主体（1），其特征在于：所述板坯主体（1）呈圆板状结构，在该板坯主体（1）的一面整体锻造有两个人孔圆台（3）和两个管孔圆台（2），板坯主体（1）的另一面则锻造为大锥角圆台面。2.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器一体化下封头板坯，其特征在于：所述板坯主体(1)的大锥角圆台面上底直径φ1与板坯主体（1）的外径φ与比：φ1/φ=1/（1.80—1.90）。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴中，戴挺，周怡君，刘布平，杨铭，
申请(专利权)人：上海新闵东台重型锻造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32