核電轉子噴淬過程模擬與復合噴淬設備研究.pdf

1、本文以1000MW、1400MW級核電轉子為研究對象，模擬研究其噴淬冷卻過程的溫度、組織和應力分布，確定了最佳換熱系數(shù)，制定了轉子噴淬工藝。在模擬研究噴淬距離、噴淬駐點等影響換熱系數(shù)的因素基礎上，成功研發(fā)了國內首臺套核電轉子水風（霧）復合噴淬設備。利用該噴淬設備對1000MW核電轉子實施了噴冷過程的工藝驗證，并提出了設備的下一步設計優(yōu)化措施。
　　采用溫度-相變-應力應變耦合的數(shù)值模擬進行了核電轉子復合噴淬過程的工藝模擬，得到了冷

2、卻速度、組織、應力分布規(guī)律。模擬結果表明核電轉子不同直徑部位需采用不同的噴淬工藝或噴淬方式；轉子的同一部位可采用復合噴冷方式。
　　核電轉子噴淬冷卻后在近表層約50mm-80mm的范圍內可得到馬氏體及少量貝氏體組織，轉子內部其它部位以貝氏體組織為主。轉子殘余應力最大值出現(xiàn)在端面軸徑臺階突變處，提出采用更加細分區(qū)域控制冷速，降低了塑性變形的風險的解決措施。
　　當轉子表面噴水換熱系數(shù)到一定數(shù)值時，核電轉子心部冷速、組織轉變產(chǎn)物

3、改善受換熱系數(shù)增大影響很小，確定了最佳的換熱系數(shù)，制定了1000MW和1400MW轉子噴淬冷卻的工藝。
　　開展了轉子噴冷時換熱系數(shù)的影響因素研究，得到了噴嘴直徑D、噴淬距離H、噴射介質溫度T與換熱系數(shù)的關系曲線，確定了較佳的噴孔直徑尺寸和噴淬距離數(shù)據(jù)。研究結果表明轉子表面駐點外區(qū)域換熱系數(shù)急劇減小，為保證轉子的軸向冷卻均勻，冷卻過程中轉子邊冷卻邊旋轉。
　　進行了由噴水系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)和噴風系統(tǒng)組成的復合噴淬系統(tǒng)結構研究，解

4、決了水風霧復合冷卻時的冷卻量模擬計算、水風霧實時控制、多噴管同心變直徑結構、350t旋轉吊具結構、優(yōu)化支撐鋼結構減重等關鍵技術難點。研發(fā)了國內首臺套核電轉子復合噴淬設備，并進行了噴淬系統(tǒng)的實際測試。
　　利用研發(fā)復合噴淬設備，使用制定的核電轉子工藝，進行了1000MW核電轉子的生產(chǎn)，進行了工藝和設備驗證。轉子取樣檢測結果表明轉子取樣部位力學性能均符合要求，且波動范圍很??；組織、晶粒度、夾雜物分析符合相關要求。
　　通過工藝和