CFR600型示范快堆蒸汽发生器关键焊接技术.pdf
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1、27CFR600 型示范快堆蒸汽发生器关键焊接技术但军李恩蒋宇晨邓道勇戴光明东方电气(广州)重型机器有限公司,广州 511455摘要:CFR600 示范快堆蒸汽发生器是我国自主设计、制造的四代核电堆型,本文主要介绍了 CFR600 示范快堆的产品结构、新型焊接材料研制以及技术控制要求,并详细论述了管子-管板封口焊技术、钠进出口接管与耐热不锈钢异种钢对接技术、铬钼钢(F22)与 F91 材料异种金属对接技术、超大壁厚铬钼钢环缝对接技术等关键焊接技术,为后续第四代核电堆型蒸汽发生器设计、研制提供技术保障。关键词:快堆;核电技术;蒸汽发生器;焊接技术中图分类号:TM623文献标识码:A文章编号:10
2、01-9006(2023)02-0027-04Key Welding Technology of CFR600 Demonstration Fast Breeder ReactorSteam GeneratorDAN Jun,LI En,JIANG Yuchen,DENG Daoyong,DAI Guangming(Dongfang(Guangzhou)Heavy Machinery Co.,Ltd.,511455,Guangzhou,China)Abstract:CFR600 demonstration fast breeder reactor steam generator is the
3、fourth Nuclear reactor designed by China.Inthis paper,the structural characteristics,the welding materials and the requirements of CFR600 steam generator wasdescribed.Meanwhile,the key welding processes to be implemented,such as the tube-to-tube sheet weld,Jointtechnology of sodium inlet and outlet
4、pipe and heat-resistant stainless steel dissimilar steel,technology of dissimilar metaldocking between chromium molybdenum steel(F22)and F91 material,ring joint technology of extra-large wall thickchromium molybdenum steel,have been introduced in detail,which provides technical supports for the desi
5、gn anddevelopment of the fourth generation nuclear power reactor steam generator.Key words:fast breeder reactor;nuclear power technology;steam generator;welding technology1收稿日期:2023-03-30作者简介:但军(1968),男,2009 年毕业于华南理工大学高级管理人员工商管理专业,硕士,高级工程师,现主要从事核电压力容器和换热器工艺研究和企业管理、核电产品项目管理工作。“快堆”全称“快中子增殖反应堆”(Fast Br
6、eederReactor,FBR),是第四代先进核能系统主力堆型,它可将天然铀资源利用率从目前的约1%提高至60%以上,并实现放射性废物最小化,能一举解决铀矿资源枯竭、核材料利用率低和核废料难以处理等问题1。其形成的核燃料闭合式循环在运行过程中可以不断地产生新的燃料,使其核燃料“越烧越多”。国际社会普遍认为,发展和推广快堆,可以从根本上解决世界能源的可持续发展和绿色发展问题2。与压水堆不同之处在于,快中子堆以钚-239 为燃料,利用快中子引发核裂变。钚-239 使原子核分裂成俩个原子核,裂变反应在放出大量热量的同时还会放出快中子,这些快中子会被外围再生铀-238所吸收,使其变为铀-239,衰变
7、转化为燃料钚-2393。600 MW 钠冷示范快堆蒸汽发生器是中国原子能科学院与中国东方电气集团联合首次设计、东方电气(广州)重型机器有限公司首次研制的第四代核电技术。本研究基于“示范快堆蒸汽发生器”的研28制,主要介绍其产品结构以及关键焊接技术。1产品结构及主要材料600 MW 示范快堆蒸汽发生器设计建造标准采用的是美标 ASME 2015 版,每个机组设置 16 台蒸汽发生器,蒸汽发生器包含蒸发器和过热器,蒸发器和过热器由钠入、出口接管进行连接,如图1 所示。图 1蒸汽发生器外形示意图其中蒸发器主体外形尺寸 2 740 mm1 736mm20 826 mm(h),净重约 51 吨;过热器主
8、体外形尺寸 2 740 mm1 736 mm11 026 mm(h),净重约 38 吨。该设备为管壳式换热器,包括两个回路,其中壳程侧回路工作介质为液态金属钠,设计温度515,设计压力 1.5 MPa;管程侧回路工作介质为水/蒸汽,设计温度510,设计压力1.5MPa。示范快堆蒸汽发生器采用双管板、直换热管结构,主要功能是将壳程回路的高温液态金属钠热量传导至管程的水/蒸汽,在出口处产生高压过热蒸汽,从而进入到汽轮机发电;单套设备换热面积达到 584 m2,换热功率达到 3.8 万 kW 以上。产品主要包括顶盖组件、上/下管板筒节组件、上/下管板组件、上/下部壳体组件、管系组件、底盖组件、高压密
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