核電轉(zhuǎn)子噴淬過程模擬與復(fù)合噴淬設(shè)備研究.pdf

1、本文以1000MW、1400MW級核電轉(zhuǎn)子為研究對象，模擬研究其噴淬冷卻過程的溫度、組織和應(yīng)力分布，確定了最佳換熱系數(shù)，制定了轉(zhuǎn)子噴淬工藝。在模擬研究噴淬距離、噴淬駐點(diǎn)等影響換熱系數(shù)的因素基礎(chǔ)上，成功研發(fā)了國內(nèi)首臺(tái)套核電轉(zhuǎn)子水風(fēng)（霧）復(fù)合噴淬設(shè)備。利用該噴淬設(shè)備對1000MW核電轉(zhuǎn)子實(shí)施了噴冷過程的工藝驗(yàn)證，并提出了設(shè)備的下一步設(shè)計(jì)優(yōu)化措施。
　　采用溫度-相變-應(yīng)力應(yīng)變耦合的數(shù)值模擬進(jìn)行了核電轉(zhuǎn)子復(fù)合噴淬過程的工藝模擬，得到了冷

2、卻速度、組織、應(yīng)力分布規(guī)律。模擬結(jié)果表明核電轉(zhuǎn)子不同直徑部位需采用不同的噴淬工藝或噴淬方式；轉(zhuǎn)子的同一部位可采用復(fù)合噴冷方式。
　　核電轉(zhuǎn)子噴淬冷卻后在近表層約50mm-80mm的范圍內(nèi)可得到馬氏體及少量貝氏體組織，轉(zhuǎn)子內(nèi)部其它部位以貝氏體組織為主。轉(zhuǎn)子殘余應(yīng)力最大值出現(xiàn)在端面軸徑臺(tái)階突變處，提出采用更加細(xì)分區(qū)域控制冷速，降低了塑性變形的風(fēng)險(xiǎn)的解決措施。
　　當(dāng)轉(zhuǎn)子表面噴水換熱系數(shù)到一定數(shù)值時(shí)，核電轉(zhuǎn)子心部冷速、組織轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子噴淬冷卻的工藝。
　　開展了轉(zhuǎn)子噴冷時(shí)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(zhì)溫度T與換熱系數(shù)的關(guān)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(jié)果表明轉(zhuǎn)子表面駐點(diǎn)外區(qū)域換熱系數(shù)急劇減小，為保證轉(zhuǎn)子的軸向冷卻均勻，冷卻過程中轉(zhuǎn)子邊冷卻邊旋轉(zhuǎn)。
　　進(jìn)行了由噴水系統(tǒng)、噴霧系統(tǒng)和噴風(fēng)系統(tǒng)組成的復(fù)合噴淬系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究，解

4、決了水風(fēng)霧復(fù)合冷卻時(shí)的冷卻量模擬計(jì)算、水風(fēng)霧實(shí)時(shí)控制、多噴管同心變直徑結(jié)構(gòu)、350t旋轉(zhuǎn)吊具結(jié)構(gòu)、優(yōu)化支撐鋼結(jié)構(gòu)減重等關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)。研發(fā)了國內(nèi)首臺(tái)套核電轉(zhuǎn)子復(fù)合噴淬設(shè)備，并進(jìn)行了噴淬系統(tǒng)的實(shí)際測試。
　　利用研發(fā)復(fù)合噴淬設(shè)備，使用制定的核電轉(zhuǎn)子工藝，進(jìn)行了1000MW核電轉(zhuǎn)子的生產(chǎn)，進(jìn)行了工藝和設(shè)備驗(yàn)證。轉(zhuǎn)子取樣檢測結(jié)果表明轉(zhuǎn)子取樣部位力學(xué)性能均符合要求，且波動(dòng)范圍很??；組織、晶粒度、夾雜物分析符合相關(guān)要求。
　　通過工藝和