浅析我国核电核岛设备制造技术

浅析我国核电核岛设备制造技术

邓夏

中国原子能科学研究院 102413

摘要：核岛设备制造技术是核电发展的重要组成部分，也是制约我国核岛设备制造业快速发展的重要因素。尤其是设备焊接质量的好坏直接影响着我国核岛设备制造业的发展。根据设计和制造文件的要求，不同的核岛设备需要不同的原材料及制造工艺。先进的核岛设备制造技术可以缩短制造周期，降低成本，提升制造质量。

关键词：核岛；设备；制造技术；焊接；质量控制

前言

目前，随着我国核电事业的快速发展，核设备制造企业与不同的客户签订了核设备制造任务合同。核岛设备制造项目的技术管理涉及多部门、多专业的参与，核岛设备制造项目技术管理是核岛设备制造管理的重要组成部分，是制约我国核工业快速发展的关键因素之一。完善的核岛设备制造项目技术管理体系是企业的发展重要前提。

1、核岛设备结构特点和制造技术

1.1核岛设备结构特点

核岛设备主要包括反应堆压力容器、堆内构件、驱动机构、蒸汽发生器、稳压器、主泵、主管道等。首先具有受压容器的结构特点，还具有设备核安全要求，大型、精密和高性能要求，材料种类多、焊缝数量和类别多、检查要求高等特点。

1.2核岛设备制造技术

核岛设备的制造技术主要包括以下四类：装配制造技术、机械加工技术、焊接及热处理技术、检测技术。因此，采用可靠稳定、精密高效、应用成熟和机械化自动化技术成为对核电没备加工技术总体的要求。

1.2.1装配制造技术

包括一系列关键、专业、可靠的装配技术，如SG支撑板装配技术，蒸汽发生器管束及振动器装配技术，蒸汽发生器水室隔板装配技术，蒸汽发生器一次分离器及给水环装配技术，蒸汽发生器泵壳装配技术等。

1.2.2机械加工技术

机械加工是核岛设备制造的关键技术之一，包含支撑板梅花孔加工技术，管板深孔加工技术，排污孔加工技术，SG水室封头最终加工技术，容器组件最终立式机加工技术，主螺栓加工技术等。

1.2.3焊接和热处理制造技术

⑴焊接技术

核岛设备由大量焊接件组成，焊接接头是性能和结构不连续的区域，是压力边界内的薄弱环节。可以说，焊接是核岛设备制造中最关键的工序，是保证设备质量的重要技术手段。焊接对整个核电站的安全运行起着重要的作用。因此，在传统的焊接工艺中，对焊接质量要求很高。由于焊接的强度和复杂性，近年来，随着自动化和焊接技术的迅速发展，直接焊接技术的应用越来越广泛。窄缝埋弧焊和窄缝钨极氩弧焊以其良好的连续性和焊接效率在核电站设备中得到广泛应用。在焊接过程中，采用自动窄间隙焊接可以大大减少金属焊缝的填充量和焊接材料的采购成本。通过工艺调整，焊接间隙质量好，整个焊接过程均匀。可实现整个焊接过程的质量控制和可追溯性。

⑵热处理技术

焊后热处理是提高接头性能的有效手段，是核岛设备制造的关键工序之一，是保证装备质量的重要技术手段。目前常用的有最终环缝局部热处理，筒体环缝局部热处理，管板和水室封头环缝局部热处理技术等。

1.2.4检测技术

试验和检验是证明核岛设备制造质量的有效手段。因此，可以在一定程度上采用可靠、先进的测试技术。主要检测技术有换热管接头无损检测技术，焊接无损检测技术和涡流检测技术等多种先进检测技术。

2、核岛设备制造技术存在的主要问题

核岛设备制造技术在稳定性和可靠性方面尚有欠缺，焊接缺陷较多、加工精度偏差大、检测灵敏度低等。而且手工操作方法占了较大比例，如手工焊接、手工装配、 手工检测等。自动化、智能化程度不高，主要是机械化加工技术。不仅加工效率低，工序排布不合理、管理手段落后。而且在基础研究方便较为缺乏，创新环境、创新动力、创新深度均有待提高。

3、建立设备制造质量保证体系

总的来说，制造企业均有相应的质量管理体系。但从合同、用户和自身需求的角度来看，公司现有的质量管理体系不能完全满足核电设备的质量保证要求。因此，有必要建立和实施工程质量保证体系。根据合同、技术协议和用户的实际情况，分析和策划建立核岛设备质量保证体系，并记录体系策划的结果。包括总体策划、控制程序，为避免质量管理文件的重复，尽量减少项目质量保证体系文件的实施和数量，制定工作程序和作业指导书。充分利用现有的相互关联的质量体系文件，形成完整的核岛工程质量保证体系。过程质量控制核岛设备制造质量保证体系有效运行的关键是生产制造的各个环节和过程是否受控，是否达到预期要求。因此，建立完善的核岛设备制造质量保证体系具有现实意义。

4、实现过程质量控制

4.1设计控制

核岛设备制造项目的设计控制包括图纸制作、设计变更和修改、设计文件编制、批准和发布。公司根据设计单位提供的图纸进行生产，目的是确保设计单位的设计要求在公司的生产组织过程和实际实施过程中得到成功实现。设计部收到设计文件的书面文件后，组织技术部进行生产和检验。包括是否符合有关法律、法规、合同和技术协议的要求。是否导致材料和工艺的变更对生产进度和经济性有重大影响，参与审核的部门应注意避免损失。

4.2工序质量控制

过程质量检验是过程质量控制的重要手段。为保证过程质量控制，防止不合格品进入下道工序，制定本程序和操作措施。按要求对关键工序进行首检，特别是生产或工艺变更后。首检检验不合格时，应及时查明原因，采取纠正措施。过程检验还包括操作人员自检、工长验证和过程检验，根据工艺规程和相关标准进行的检验和判断。检验员有权停止产品和过程记录卡的流通，对不合格产品不予放行。

5、结束语

在经济快速发展的大背景之下，我国核电发展面临难得的历史机遇。核电站设备制造技术的应用和发展主要集中在高可靠性、高效率上。随着核岛项目质量保证体系的运行，应当针对制造过程中存在的问题采取具体措施，加强专项质量控制点，在先进设备制造技术的支持下，充分利用合同设备制造质量保证体系的策划和实施。为核岛设备的制造和焊接质量控制提供理论依据，促进我国核电事业的快速、良好发展。

参考文献

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