三代核电技术AP1000设备制造必备知识.doc

AP1000主要设备的制造技术金泰宇摘要 AP1000是2回路的百万千瓦级压水堆。它采用了非能动安全系统，在减少发电站设备、安全、可靠性和减少投资成本等方面做出了突出了改进。AP1000堆型的关键技术概念在于系统简化，从而使AP1000机组的建设周期缩短、造价降低，运行和维护简便。斗山重工目前正在参与AP1000的设计，并将利用自己的制造经验和先进的技术，为中国的AP1000项目提供主要设备，如压力容器、蒸发器和一体化顶盖组件。Manufacturing Technologies for AP1000 main componentsTae-Woo kimAbstract: The AP1000 is a two-loop 1000 MW pressurized water reactor (PWR). It uses passive safety systems to provide significant and measurable improvements in plant simplification, safety, reliability, investment costs. Simplicity is a key technical concept in the AP1000. It makes the AP1000 easier and less expensive to build, operate, and maintain.Currently, Doosan is participating in the design of AP1000 and will provide main components, such as reactor vessel (RV), steam generator (SG) and integrated head package (IHP) in AP1000 China projects with many manufacturing experiences and high quality technology.I 压力容器、蒸发器和一体化顶盖组件的技术特征11 压力容器压力容器技术数据净电功率输出1,117 MWe(3,400 MWt)设计寿命60 year设计压力2,500 psia(17.24 MPa)正常运行压力2,343 psia(16.16 MPa)设计温度650.0(343.0)运行入口温度535.0(279.4)运行出口温度612.2(322.3)干态重量*775,330 lbs(352 Ton)总高度*546.3 in(13.9 m)容器内径159.0 in(4.0 m)燃料组件数157燃料组件类型17 x 17表 1.1 压力容器的技术数据压力容器与西屋公司标准3回路核电站的压力容器相同，只是接管部分进行了调整以适应2回路的要求。表1.1 中列出的关键的参数与常规核电站的几乎相同，比如压力和温度。但是，也采用了一些重要的改进，以提高设计的性能特征。例如：采用一个标准的17 x 17燃料组件以提高燃料的性能；在顶盖和堆芯段采用整体锻件以减少在役检查点。 另外，在下封头区域没有穿透，以提高堆芯坠落紧急情况下的安全性。两个容器的注入接管直接与压力容器连接，从而在主管道破裂的情况下，避免注入冷却剂的溅出。1.2 蒸发器AP1000采用两个Delta125型蒸发器，是给水式蒸发器。该蒸发器以标准的西屋F-堆型技术为基础。Delta125型蒸发器的设计包含了一些设计上的改进，比如：采用耐腐蚀的690合金传热管和其它部件；采用不锈钢梅花孔传热管支撑板;带有过滤、除气和防水锤外型的给水分配系统;以及纯度最小为99.75%的气水分离器。这些措施使蒸发器的设计可以满足AP1000性能、维护和长期使用可靠性的要求。蒸发器的技术数据蒸发器热功率（每套机组）1,707.5 MWt设计压力,压力容器冷却剂侧2,485 psig(17.13 Mpa)设计压力,一次侧650(343.3)总的传热面积123,538.2 ft2(11,477.1 m2)总的重量:干态1,464,300 lbs(732 Ton)传热管外径0.688 in(0.017 m)传热管节距0.98 in Triangular(0.025 m Triangular)设计湿度0.10 表 1.2 蒸发器技术数据表1.2 概括了AP1000蒸发器的技术数据。图1.2说明了蒸发器的几个设计上的特点。1.3 一体化顶盖组件一体化顶盖组件是压力容器顶盖的一个组装部件，包括顶盖、控制棒驱动机构、控制棒定位指示器、堆芯测量仪表、控制棒驱动机构的冷却挡板、空气出口增压、顶盖通风管道、一体化顶盖组件的屏蔽罩、抗振支撑板、一体化顶盖组件吊耳、电缆、电缆连接器，以及附着在顶盖上的其它结构物。一体化顶盖组件将这些分开的部件与顶盖一起组成一个结构，在更换燃料时，可以作为一个单个的结构被拆除和移动到储存架上。采用一体化顶盖组件可以缩短停堆周期、优化占用空间、便于电缆断开和连接、提高操作人员的安全性、减少人力要求。一体化顶盖组件的外型尺寸是144英寸外径、818英寸长，压力容器顶盖法兰外径是188英寸，有4个冷却风机，采用单螺栓拉伸机。一体化顶盖组件包括吊耳、堆芯测量仪表支架、抗振支撑板、空气出口增压、屏蔽罩和控制棒驱动机构冷却挡板。参数内容尺寸144.0 in O.D. x 817.5 in LG(3.7 m O.D. x 20.8 m LG)压力容器顶盖法兰外直径188.0 in(4.8 m)冷却风机的数量4螺栓拉伸机的类型单栓拉伸机 (SST)主要部件- 吊耳- 堆芯测量仪表支架- 抗振支撑板- 空气出口增压- 屏蔽罩- 控制棒驱动机构冷却挡板2 压力容器、蒸发器和一体化顶盖组件的制造技术斗山重工拥有特殊设备、优化的工艺，以及在国内外项目上积累的众多制造经验，如美国的更换蒸发器、更换压力容器顶盖和更换控制棒驱动机构等。除了这些已开发的技术之外，斗山重工正在开发的一些技术也将用于中国的AP1000项目上，以便于缩短制造周期，并获得高质量的产品。优化的工艺由工艺质量控制大纲和检查来控制，而新采用的技术将在制造之前通过预生产试验来验证。图 2.1 说明了AP1000压力容器的制造工艺流程。压力容器的制造，将采用一些特殊工艺，比如整体性顶盖堆焊、控制棒接管J-坡口加工、控制棒接管冷缩装配、控制棒接管J-坡口焊接，以及采用窄间隙串列焊机。图 2.2 说明了AP1000蒸发器的制造工艺流程。蒸发器的制造，将采用一些特殊工艺和设备，比如管板的堆