Корпусное оборудование АЭС (листы 160, 161)

Оболочки реактора и парогенератора энергоблока (лист 160, рис. 1) атомной электростанции (АЭС) изготовляются с помощью сварки и являются примером особо ответственных конструкций, работающих в условиях высоких температур и давлений в течение длительного времени. Постоянно увеличиваются их масса и размеры (рис. 2). Корпус атомного реактора представляет собой толстостенную цилиндриче­скую обечайку со сферическими днищами и большим числом патрубков (рис. 3). Расчленение корпуса на отдельные заготовки производят, исходя из возможностей технологического оборудования (рис. 4). Поскольку в цилиндрической оболочке при наличии внутреннего давления продольный шов нагружен растягивающими напряжениями, вдвое превышающими напряжения в кольцевых швах, в СССР при­нята технология изготовления бесшовных обечаек, получаемых методом свободной ковки на прессе. Внутренняя поверхность обечаек для повышения коррозионной стойкости подвергается авто­матической дуговой наплавке аустенитным ленточным электродом (рис.5).

Отдельные обечайки, имеющие толщину 300 мм и более, соединяют многослойной автоматической сваркой под флюсом. Разделка кромок и сечение кольцевых сварных швов показаны на рис. 6.

Конструкция и технология изготовления парогенератора аналогичны, однако стенка имеет мень­шую толщину и разделка кромок кольцевых стыков предусматривает одностороннюю многослойную сварку с подваркой корня шва изнутри (лист 161, рис. 7).

Вварка патрубков диаметром 250 ... 500 мм может производиться по двум схемам (рис. 8, а, б). Схема на рис. 8, а, принятая в зарубежной практике реакторостроения, предусматривает применение вварных патрубков сложной формы с ручной дуговой сваркой криволинейного стыка. В СССР исполь­зуют механизированную многослойную приварку приставных патрубков (рис. 8,6). При этом исходное отверстие обечайки (рис. 9, а) отбортовывают на прессе фигурным пуансоном (рис. 9, б) и далее произ­водят механическую обработку кромок, как показано на рис. 9, в. Для исключения ручной подварки корня шва и предотвращения прожогов при первом проходе диаметр патрубка и отверстие в обечайке делаются меньше расчетного. После приварки патрубка отверстие растачивается до расчетного значе­ния. Существенно снизить трудоемкость позволяет применение способа электрошлаковой выплавки патрубков (рис. 10). В просверленное отверстие заводят металлическую пробку 2, на которой начинают электро-шлаковый процесс. Форму и размеры патрубку придают медным охлаждаемым кристаллизато­ром 1. После выплавки в патрубке сверлят и растачивают отверстие.

За рубежом корпуса мощных реакторов изготовляют из поковок, соединяемых не только кольцевы­ми, но и продольными швами. Толстые заготовки металла для корпусов получают прокаткой или ковкой с последующей формовкой на прессе. Так, у корпуса реактора, показанного на рис. 11 (ФРГ), элементы нижнего сферического пояса и нижнего днища сделаны из проката, фланцы, обечайка патрубковой зо­ны и другие обечайки - из поковок. Продольные швы выполняют в основном электрошлаковой сваркой с последующей закалкой и отпуском. Однако в связи с тем, что соединения при многослойной автома­тической сварке под флюсом имеют более высокую прочность и пластичность, а также в связи с воз­росшей производительностью дуговой сварки ее применили для сварки продольных швов при толщине металла заготовок до 400 мм. Характерная форма разделки кромок и схема наложения слоев показаны на рис. 12, д. Такая технология требует частой кантовки изделия, чтобы чередовать заполнение раздел­ки с внутренней и наружной стороны.

Этих недостатков не имеет способ сварки под флюсом вертикальных швов в нижнем положении, называемый способом "сабверт". Разделка кромок приведена на рис. 12,б. Кромки свариваемого стыка располагают вертикально, как и при злектрошпаковой сварке. Отдельные слои накладывают в разделке перпендикулярно к оси обечайки вдоль толщины ее стенки, начиная от нижнего края стыка. Первые два валика выполняют на подкладке. Сверку ведут по узкому зазору. В каждом слое накладывают два валика толщиной по 4 мм в направлении от оператора. Кольцевые швы выполняют автоматической сваркой под флюсом. Разделка кромок предусматривает или применение стальных подкладок (рис. 13, а, б), или подварку корня шва (рис. 13, в).

При сварке сферической крышки с фланцем корпуса реактора (рис. 14) толщина свариваемого ме­талла составляет 670 мм. Шов выполняют дуговой сваркой под флюсом в узкий зазор сварочным аппа­ратом, обеспечивающим раскладку в каждом слое по три валика. После сварки корень шва удаляют ме­ханической обработкой.

Оставить комментарий