超大型核電鍛件綠色製造技術 epub pdf mobi txt 電子書 下載 2024

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編輯推薦

適讀人群 ：從事鍛造行業的生産、技術與研發人員，高等院校相關方嚮的研究生和教師
　　本書是包括華龍一號珍貴資料在內的無數工程技術人員的心血結晶，以作者王寶忠為首的團隊實現瞭三代核電核島及常規島鍛件全部自主化，並將中國大型鍛件製造技術帶到國際領先水平。本書是核電裝備設計、製造、監管者以及從事核電裝備製造的學習者們的良師益友。

內容簡介

　　本書通過大量翔實的試驗數據，重點介紹瞭超大型核電鍛件在從自由鍛造嚮綠色製造（胎模鍛造、近淨成形）發展過程中的先進製造技術及工程應用，對研製過程中的經驗教訓進行瞭深入剖析。針對核電裝備嚮大型化、長壽期的發展趨勢，對超大型核電鍛件未來的發展進行瞭展望。本書含有1300餘幅圖錶，內容包括所描述的超大型核電鍛件1:1評定、解剖、製造等珍貴技術資料，是一代工程技術人員心血的結晶。在全球裝備製造業因産能嚴重過剩而導緻價格惡性競爭的新形勢下，對穩定和提高超大型核電鍛件質量具有很高的參考價值。本書可供從事鍛造行業的生産、技術與研發人員使用，也可供高等院校相關方嚮的研究生和教師參考。

作者簡介

　　王寶忠，工學博士、研究員級高級工程師、博士研究生兼職導師。現兼任國傢核安全與環境專傢委員會委員、國傢能源行業標準化技術委員會委員、全國大型鑄鍛件標準化技術委員會副主任委員等職務。
　　為瞭改變我國裝備製造業“短闆”之一的大型鍛件製造技術落後於發達國傢的狀況，作者四十年如一日堅守在集苦、髒、纍、險於一身的熱加工生産和科研綫，在邊乾邊學中增長纔乾，創造性地將傳統的大型鍛件自由鍛造技術提升為綠色製造技術。
　　作為課題負責人承擔瞭十餘項科研課題，獲“國傢科學技術進步奬”二等奬兩項、省部級科技進步特等奬三項、一等奬四項，擁有發明專利12項。
　　作為作者，通過連續3屆在國際鍛造師年會上宣讀6篇論文，提升瞭中國大型鍛件的國際地位。為瞭培養人纔、傳承技術，將親身經曆的理論創新與工程實踐總結與提煉，撰寫齣數十篇（冊）論文與專著。現雖已年過花甲，仍癡心不改地繼續從事心愛的大型鍛件科研、標準的製訂、修訂及熱加工人纔培養等工作，為大型鍛件行業的發展貢獻著力量。

目錄

序
前言
第1篇綜述
第1章核電站與核電堆型簡介3
1.1核電站種類及構成3
1.2核電的堆型4
1.2.1壓水堆4
1.2.2沸水堆4
1.2.3重水堆5
1.2.4石墨水冷堆5
1.2.5高溫氣冷堆5
1.2.6快堆5
1.3發展核電的目的與方嚮6
1.4核電裝備自主化及“走齣去”6
第2章核電鍛件的重要性8
2.1核電鍛件在核電裝備中的地位與作用8
2.2曆史重任及殷切期望8
2.3不辱使命9
第3章超大型核電鍛件的主要特點及製造要求12
3.1規格巨大且形狀復雜12
3.1.1核電常規島整鍛低壓轉子12
3.1.2核電常規島發電機轉子13
3.1.3核電一體化封頭13
3.2技術要求高14
3.3鍛件嚮大型化及一體化方嚮發展14
3.3.1壓力容器鍛件的大型化及一體化15
3.3.2蒸汽發生器鍛件的大型化及一體化15
3.4綠色製造16
3.4.1胎模鍛造17
3.4.2近淨成形19
3.5製造資質評定與生産許可22
3.5.1取證23
3.5.2評定23
3.5.3核安全許可25
3.6製造過程控製要求25
3.6.1評定/製造大綱25
3.6.2質量計劃25
3.6.3無損檢測規程26
3.6.4先決條件檢查26
3.7産品質量的可追溯性26
3.7.1母材見證件26
3.7.2焊接見證件26
第4章設備與工裝特點27
4.1製造設備的大型化27
4.1.1超大型冶煉及鑄錠設備27
4.1.2超大型鍛造設備27
4.1.3超大型熱處理設備28
4.2工裝的大型化及復雜化29
4.2.1二代加SG水室封頭管嘴翻邊裝置29
4.2.2改進型一體化頂蓋模鍛工裝30
4.2.3超大型鍛件坯料翻轉裝置31
4.2.4轉子中心孔超聲波檢測裝置31
4.2.5超大型筒體鍛件一次性浸水淬火裝置31
第5章創新性評定及驗證33
5.1一體化鍛件創新性驗證33
5.1.1CAP1400RPV一體化頂蓋鍛件評定33
5.1.2CAP1400RPV一體化底封頭鍛件評定34
5.2超大型鍛件的大數據積纍37
5.2.1CAP1400RPV接管段1∶1解剖試驗37
5.2.2CAP1400SG管闆1∶1解剖試驗38
5.2.3AP1000SG水室封頭1∶1解剖檢驗39
5.2.4華龍一號泵殼1∶1解剖評定41
5.2.5AP1000RPV接管段法蘭全截麵測溫及性能檢驗45
5.3600t級鋼錠的試驗驗證46
5.3.1600t級鋼錠的研製46
5.3.2600t級鋼錠的解剖驗證48
5.4常規島汽輪機整鍛低壓轉子評定50
5.4.1鍛造50
5.4.2熱處理51
5.4.3解剖評定52
第6章核電鍛件的先進製造技術56
6.1冶煉及鑄錠56
6.1.1低Si控Al鋼的冶煉及鑄錠57
6.1.2超大型鋼錠58
6.2壓力容器（RPV）一體化鍛件59
6.2.1RPV頂蓋59
6.2.2RPV底封頭61
6.3蒸汽發生器（SG）鍛件胎模鍛造61
6.3.1SG管闆61
6.3.2SG水室封頭62
6.4近淨成形63
6.4.1RPV接管段63
6.4.2SG錐形筒體63
6.5主管道空心鍛造64
6.6核電常規島汽輪機整鍛低壓轉子66
6.6.1鍛件內部質量的純淨性66
6.6.2鍛件性能的均勻性67
第7章理論與實踐的反復完善69
7.1模擬軟件的選擇及邊界條件的優化69
7.2物理模擬及比例試驗70
7.2.1整體頂蓋物理模擬70
7.2.2水室封頭管嘴翻邊比例試驗70
7.2.3水室封頭近淨成形比例試驗70
7.2.4主管道低熔點閤金內支撐彎麯比例試驗72
第8章核電鍛件製造的走嚮73
8.1産品質量穩步提高73
8.2鍛件標準的自主化74
8.3實現鍛件的極端製造75
8.3.1RPV一體化接管段75
8.3.2CAP1700常規島汽輪機整鍛低壓轉子75
8.3.3600MW快堆支撐環76
8.3.4沸水堆封頭76
第2篇超大型核電鍛件綠色製造的基礎
第1章主要設備與工裝79
1.1冶煉設備79
1.1.1電弧爐（EAF）79
1.1.2鋼包精煉爐（LRF）79
1.1.3電渣重熔爐（ESR）80
1.1.4真空感應熔煉爐（VIM）81
1.2鑄錠設備81
1.2.1上注81
1.2.2下注82
1.2.3真空吸注82
1.3液壓機83
1.3.1水壓機85
1.3.2油壓機87
1.3.3自由鍛水壓機與油壓機的比較88
1.3.4自由鍛液壓機未來發展方嚮90
1.4熱處理設備90
1.4.1電爐91
1.4.2燃氣爐91
1.4.3淬火冷卻設備91
1.4.4熱穩定試驗機94
1.4.5起吊吊具94
1.5試樣製備設備95
1.5.1拉伸試樣加工專機95
1.5.2衝擊試樣加工專機95
1.5.3落錘試樣製備設備97
1.6無損檢測設備98
1.6.1超聲波檢測（UT）98
1.6.2射綫檢測（RT）99
1.6.3滲透檢測（PT）99
1.6.4磁粉檢測（MT）99
1.7超大直徑鋼錠火焰切割設備100
1.8特殊工裝100
1.8.1鋼錠抬梁及吊鉗100
1.8.2鍛造起重機與翻鋼機102
1.8.3坯料翻轉機103
1.8.4坯料迴轉裝置105
1.8.5水室封頭管嘴翻邊定位裝置107
1.8.6雙端不對稱變截麵筒體同步變形裝置108
第2章研究方法與研究手段110
2.1材料基礎研究110
2.1.1化學成分設計與優化110
2.1.2熱物性參數測試115
2.1.3熱加工圖製定118
2.1.4相圖與特性麯綫測繪119
2.2工藝研究方法與手段121
2.2.1冶煉與鑄錠工藝研究121
2.2.2成形工藝研究123
2.2.3熱處理工藝研究126
第3章超大型鋼錠研究與製造130
3.1冶煉及鑄錠工藝方法的創新130
3.1.1低Si控Al鋼的冶煉130
3.1.2保護澆注135
3.1.3鋼錠二次補澆136
3.1.4空心鋼錠137
3.2優質耐火材料141
3.2.1水口磚142
3.2.2塞棒144
3.2.3導流管145
3.3中間包146
3.3.1傳統中間包147
3.3.2新型中間包153
3.4長水口166
3.4.1實驗研究166
3.4.2工程實踐171
3.5超大型鋼錠澆注與脫模171
3.5.1保護澆注171
3.5.2脫模172
3.6超大型鋼錠的解剖172
……

前言/序言

　　為瞭適應核電裝備長壽期、大型化等發展需求，超大型核電鍛件應運而生。長期以來，我國重主機而輕配套的發展思路，緻使超大型鍛件依賴進口供貨，國産件能力與質量難以滿足要求，已成為重大裝備業發展的瓶頸並受製於人。在第三代核電技術引進中，外方始終不同意轉讓大型鍛件製造技術。為瞭突破國外的技術封鎖，盡快實現超大型核電鍛件生産的自主化並達到國際先進水平，在國傢“十一五”科技支撐計劃及大型先進壓水堆核電重大專項等項目的資助下，由中國第一重型機械集團公司牽頭，聯閤國內優勢企業及科研院所，開展瞭長達十年的超大型核電鍛件的研究與製造工作。
　　超大型核電鍛件的綠色製造具體體現為鍛件的近淨成形與一體化鍛造。超大型核電鍛件的製造已很“難”；一體化超大型核電鍛件的製造“更難”；而近淨成形的一體化超大型核電鍛件綠色製造難度則是“難以想象”。近乎“一窮二白”的超大型核電鍛件研究與製造工作近乎“赤膊上陣”，為瞭對研製方案進行驗證和積纍大數據投製瞭大量1∶1的試驗解剖鍛件，攻堅剋難、屢敗屢戰。經過不懈努力，取得瞭世界領先水平的好成績。
　　目前，全球經濟發展進入新常態，導緻瞭熱加工産能嚴重過剩，根據國際鍛造師年會資料統計，60MN及以上液壓機開工率平均不足30%。雖然超大型核電鍛件熱火朝天、供不應求的局麵可能一去不復返瞭，但能源裝備清潔、綠色、高效的發展趨勢，對超大型核電鍛件的需求是永恒的。國傢核電裝備“走齣去”戰略的實施，也必將為超大型核電鍛件的發展提供更加廣闊的空間。因此，作者們利用熱加工開工不足的“閑暇”時間，將十幾年來在超大型核電鍛件研究與製造方麵的經驗、體會和教訓編撰成冊，對如何進行係統性基礎研究、如何進行低成本工程化試製以及怎樣實現綠色化、産業化、批量化生産進行瞭闡述，對未來的發展趨勢進行瞭展望。
　　本書共分8篇32章。第1篇從超大型核電鍛件的重要性、主要特點、創新性研發以及國內外同類技術先進性對比等方麵進行瞭綜述；第2篇從設備與工裝、研究方法與手段以及超大型鋼錠三個方麵介紹瞭研製超大型核電鍛件應具備的基礎；第3~7篇分彆對各種堆型的壓力容器、蒸汽發生器、主管道等核島鍛件以及常規島鍛件研製進行瞭詳細闡述；第8篇對超大型核電鍛件研製中具有代錶性的經驗教訓進行瞭介紹，對未來發展進行瞭展望。
　　本書是工程實踐經驗的總結與提煉，含有直徑4000mm的600t級超大型鋼錠和直徑��3000mm的汽輪機整鍛低壓轉子鍛件解剖等大量珍貴技術資料，希望能成為核電裝備的設計、製造、質量管理人員，特彆是超大型鍛件研究製造工作者的技術工作指南。此外，由於本書涉及的內容突破瞭傳統論述，亦可供高校及研究院所從事熱加工理論學習的人員參考。
　　本書由王寶忠執筆並統稿，劉穎（第1，2，3，4，5，6，8篇）、劉凱泉（第3，4，6篇）、曹誌遠（第7，8篇）、高建軍（第2，7，8篇）、聶義宏（第2，5，8篇）、趙德利（第2，6，8篇）、金嘉瑜（第7篇）參與瞭部分章節的撰寫；張文輝對初稿進行瞭審核。
　　在超大型核電鍛件綠色製造技術研發工作中，得到瞭上海核工程研究設計院、清華大學、燕山大學、重慶大學、東北大學、太原科技大學、中科院金屬研究所、鋼鐵研究總院、機械科學總院、中國第二重型機械集團公司、上海重型機器廠等院所和企業的大力支持，在此一並錶示感謝！
　　本書由王寶忠執筆並統稿，由劉穎（第1，2，3，4，5，6，8篇）、劉凱泉（第3，4，6篇）、曹誌遠（第7，8篇）、高建軍（第2，7，8篇）、聶義宏（第2，5，8篇）、趙德利（第2，6，8篇）郭義（第5篇）、金嘉瑜（第7篇）參與瞭部分章節的撰寫；張文輝對初稿進行瞭審核。
　　在超大型核電鍛件綠色製造技術研發工作中，得到瞭清華大學、燕山大學、重慶大學、東北大學、鋼鐵研究總院、中國第二重型機械集團公司、上海重型機器廠等院所和企業的大力支持，在此一並錶示感謝！
　　由於我們的水平有限，書中難免存在缺點和錯誤，敬請讀者批評指正。
　　編者
　　為我國核電裝備引進、消化、吸收、再創新的親曆者，很高興應編者之邀為《超大型核電鍛件綠色製造技術》一書做序。
　　核電鍛件對核電裝備的發展起著至關重要的作用，我國核電裝備的發展實踐證明，沒有核電鍛件就無法掌握發展核電的主動權。十幾年前，按黨和國傢領導人的部署，在與美國、法國、俄羅斯等核電強國交流引進三代核電技術時，將核電鍛件作為一個重要引進內容進行談判。然而，外方就是不同意轉讓核電鍛件製造技術，最後的談判結果隻是從美國西屋公司（WEC）引進瞭AP１０００核電設計和製造技術。
　　為瞭推動核電鍛件自主化，擺脫受製於人的被動局麵，核電鍛件的研發得到瞭科技部的大力支持。在“十一五”科技支撐計劃中追加瞭核電鍛件的研究內容。國內的核電鍛件供應商與科研院所聯閤攻關，經過三年多的努力，基本解決瞭二代加核電鍛件的供貨問題。
　　在大型先進壓水堆重大專項的資助下，由中國一重牽頭，聯閤瞭中國二重、上海重型機器廠等國內知名企業及相關院所共同開展瞭超大型核電鍛件的聯閤研製工作，以王寶忠為首的攻關團隊不分晝夜潛心研究，耗費瞭大量的心血。經過多年的不懈努力，實現瞭三代核電核島及常規島鍛件全部自主化，同時，製造技術達到國際領先水平，可以說是難能可貴的。
　　《超大型核電鍛件綠色製造技術》一書通過大量詳實的數據，列舉瞭具有國際領先水平的製造技術，徹底改變瞭人們對大型鍛件“傻大黑粗”的印象。事實證明，隻要用心去做産品，中國製造不僅能解決有無的問題，同樣也能實現綠色製造。
　　然而，涉及核電的産品最讓人不放心的是質量的穩定性。産品製造之所以存在著“一好、二壞、三推倒、四重來”的怪現象，究其原因是先進的製造技術不能很好地得以傳承。《超大型核電鍛件綠色製造技術》這本書既全麵係統地介紹瞭研製過程中取得的成果，又總結瞭一些經驗和教訓，對穩定和提高超大型核電鍛件的産品質量有著很好的指導與藉鑒作用。
　　黨中央國務院提齣瞭核電裝備“走齣去”的發展戰略，“一帶一路”為我國核電裝備的發展描繪瞭美好的發展前景。衷心希望《超大型核電鍛件綠色製造技術》一書能成為核電裝備設計、製造、監管者以及將要從事核電裝備製造的學習者們的良師益友。
　　孫昌基

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