某核電機組1000 MW汽水分離器再沸器新型波紋板的研制

蔡振芳

(上海東海壓力容器制造有限公司,上海 201209)

到目前為止，某核電機組1000 MW汽水分離器再沸器是國內具有同類功能的最新型裝置，見圖1、2、3、4，這是經引進消化吸收后國內自行設計的產品，并經上海東海壓力容器制造有限公司在歷經一年多的研制過程中，克服了許多制造難題，反復試驗才試制成功。

從圖中可以看到，汽水分離再沸器總裝圖，圖2、3為其特殊結構型式的A，B兩種型式波形板圖，圖4為安裝波紋板的內部裝置圖該裝置原設計用于CAP1000堆型常規島的氣液分離，目前已經陸續推薦為國內其他堆型常規島汽水分離用，包括CPR1000、AP1000以及具有自主知識產權的CAP1400和華龍1#堆型。因而這是具有獨特而先進且有廣泛應用前景的汽液分離裝置，該裝置的核心部件為內部大量安裝的兩類特殊結構的波形板，本裝置是通過這兩類特殊型波紋板實現其產品功能的。

圖1 汽水分離再沸器總裝圖Fig.1 Installation of steam separator reheater

圖2 A型波紋板Fig.2 Type A corrugated plate

圖3 B型波紋板Fig.3 Type B corrugated plate

圖4 安裝波紋板內部裝置Fig.4 Internal device with corrugated plate

這種類型的波紋板在國內是第一次被研制生產，由于其結構形狀復雜而特殊，如何實現其制造并成功生產，不但能解決國外產品制造所需的昂貴費用，而且對實現國內自主生產、實現國產化具有重大的經濟和戰略意義。對該產品進行了方案設計，最終決定采用制造一臺新型的模壓床子，采用模壓冷成形技術并專用沖剪床子沖剪進行試制。

在詳細研究了采購文件、設計圖紙及有關技術要求后，首先編制了制造工藝方案，確定了工藝路線，然后編制了詳細的制造工藝，并在此基礎上設計制造了一臺模壓專用機床，然后在大量試壓過程中逐步完善模具的有關結構和工藝參數，接著試壓試驗件，經大量試驗最終確定了該機床的最終結構型式與參數，實現了應具有能保證制造出合格品滿足圖紙和采購文件及技術要求所應具有的功能，再進行產品試壓，并經檢查完全達到能滿足產品各項要求后，開始制造產品，經檢驗合格后投入產品制造。

1 模壓機床和波紋板的制造

1.1 模壓機床的制造

經過前期階段的研制，最終模壓機床的結構如圖5、圖6所示。

圖5 機床結構圖1Fig.5 Machine tool construction photo 1

1.2 波紋板的制造

波紋板制造應包括下述各制造過程。

1.2.1

根據采購文件要求和規定編制制造大綱及工藝文件。

圖6 機床結構圖2Fig.6 Machine tool construction photo 2

1.2.2

根據采購文件要求和規定采購原材料、波紋板的材料為304L。

(1)原材料化學成分符合SA-240 M的要求，其制造應滿足SA-480.06-2.B的要求，即表面為冷軋光亮面。

1)鋼板應進行熔煉和成品分析，熔煉每爐一次、成品每批一次;

2)化學成分見表1。

表1 化學成分Table 1 Chemical compositions

(2)力學性能

鋼板按相應標準進行力學性能試驗，試驗結果應滿足表2的要求。

每批由同一牌號、同一爐號、同一名義厚度和同一熱處理制度的鋼板組成作試驗。

表2 力學性能

(3)表面質量

鋼板需符合相應表面狀態要求 (304L:SA-480 No.2B，06Cr13:GB 24511 1D。每鋼板均需進行目視檢測，不允許出現劃痕、褶皺、裂紋、氣泡、夾雜物或其他有害缺陷等。

(4)外形和尺寸偏差

304 L鋼板的外形尺寸偏差應滿足ASME SA-240 M的要求，且對名義厚度1 mm的板，其厚度允許偏差為±0.05 mm，平直度允許偏差為7 mm。

06Cr13/X6 Cr13/410S鋼板的外形尺寸允許偏差按相應標準執行。

1.2.3 切割和成形

切割應采用冷切割，且冷切割應符合圖紙中的要求。切割及成形后都不允許化學酸洗。

1.2.4 波紋板的制造

波紋板采用模具冷壓成型。切割及成形工藝應包含在制造大綱中或作為單獨的規程供批準。對每種波紋板，供方在批量制造前需分別制造試件，經過成形，檢驗并提供驗收并設計部確認通過后方可批量制造，試件應包括交貨狀態的成品波紋板。

波紋板產品的制造分兩步實現:

第一步模壓，采用新造的新型模壓床子用模壓冷成形，圖7為其模壓過程圖。

圖7 壓制過程Fig.7 Pressing process

經用上述模壓床子模壓成型結構形狀復雜特殊的波紋板，見圖8、9。

圖8 沖剪前波紋板Fig.8 Corrugated plate before punching and shearing

圖9 波紋板集成Fig.9 Plate combination

第二步沖剪，壓制后，經本公司、用戶及三方嚴格檢查波紋板的形狀尺寸、直線度、平行度、平面度及相關公差均符合圖紙要求后再進行沖剪。利用特殊沖剪床子完成波紋板的外形，圓孔及缺口的沖壓和整個波紋板剪切。在此基礎上再測定整塊波紋板的形狀外尺寸，表面質量需完全符合圖紙、采購文件和技術要求后由用戶、第三方檢驗合格再予入庫。圖10為沖剪過程圖，圖11為內部安裝圖。

1.2.5 檢驗

檢驗包括下述各項，并按有關要求進行檢驗。

(1)原材料入廠檢驗

原材料入廠應作復檢，以確保原材料質量，其要求見2.2.2。

(2)壓制成形前的檢驗

圖10 沖剪過程Fig.10 Punching and shearing process

圖11 波紋板安裝圖Fig.11 Installation of corrugated plate

對已完成切割并準備用模具壓制產品，應至少進行尺寸及目視檢查。所加工產品的尺寸應滿足采購圖、采購技術文件以及本公司所編制文件的要求。目視檢查中，產品的表面質量、尺寸以及最終狀態應達到文件規定的要求。不允許出現影響成形質量的劃痕、褶皺、裂紋、氣泡、夾雜物、異物等。

(3)壓制后的檢驗

對已壓制好的產品，進行尺寸及目視檢查。所加工產品的尺寸應滿足采購圖、采購技術文件以及供方所編制文件的要求。目視檢查中，產品的表面質量、尺寸以及最終狀態應達到文件規定的壓制要求。不允許出現影響成形質量的劃痕、褶皺、裂紋、氣泡、夾雜物、異物、毛刺等。

(4)第三方檢驗

波紋板成品尺寸、表面狀態等須進行第三方檢驗，并提交檢驗報告審核或批準。

(5)標記

波紋板上需要標記。在每塊波紋板端部的同一位置，采用容易去除、不傷害波紋板，且運輸中不易掉落的標記，且供方應保證每批交貨產品文件的可追溯性。

每包產品上應進行標記，標記應至少包括以下內容:供方名稱、標識; “頂部”和 “底部”標識;總重;零件代號;對應的設備代碼。

對于原材料，應包括:供方名稱、標識;材料名稱 (304L或06Cr13/X6 Cr13/410S);爐號;材料標準;軋制方向。

2 清潔、包裝和運輸

波紋板在整修生產過程中應禁止鐵素體、氯及氯化物、硫及硫化物、鉛、鋅、銅、鋁、鎘、錫、汞、銻、鉍等低熔點金屬及其合金的污染。對波紋板在交貨前應進行最終清洗，按公司成熟的清潔工藝，但需提交給審核同意。清洗完后波紋板應在常溫下晾干。對波紋板進行清潔、包裝、運輸時，應采取適當包裝以避免其在清潔、包裝、運輸過程中發生生銹、變形或受到任何損害 (尤其是表面狀態不得受到任何損害)等。包裝不得影響產品的清潔度。清潔、包裝及運輸規程須經審核同意。

3 質量證明書

對于原材料的質量證明書:

供方應在交貨時提供EN 10201 3.1類型的質量證明書，質量證明書包括但不限于下列內容:供方名稱;合同號;材料標準;產品名稱;爐批號;冶煉工藝;表面質量;規定的各項檢驗結果;供方印章或簽字;符合性聲明。

對于產品 (波紋板成品)的質量證明書:供方名稱;合同號;本規程編號;產品名稱;表面質量;規定的各項檢驗結果;供方印章或簽字;符合性聲明。

4 結 語

目前已經承包方、設計及用戶三方授權師檢驗，檢驗確認本公司制造的全部波紋板產品完全滿足并達到圖紙、采購文件及相關技術的要求，并用于某核電廠國產化裝置中，某核電廠通過本公司實現了國產化，不但節約了大量外匯資金，而且具有重大的政治和經濟意義。目前我公司巳成為能制造這種波紋板并被用于國內其他堆型常規島汽液分離裝置的唯一供應商。

致 謝

本文根據趙金民總經理安排完成寫作，照片由李博攝影，在此深表感謝。