×
20.09.2013
216.012.6aab

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ОБЕЧАЙКИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ КОРПУСА РЕАКТОРА ТИПА ВВЭР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении крупногабаритных обечаек корпусов реакторов типа ВВЭР-1000. Изготавливают цельнокованую заготовку длиной не менее длины обечайки с учетом технологических припусков. Толщина стенки заготовки превышает толщину стенки обечайки не менее чем в два раза. Со стороны внутренней поверхности заготовки из припуска по толщине отбирают пробы для механических испытаний. Отбор проб производят на расстоянии от торцов заготовки не менее ее толщины. Вырезают образцы проб для механических испытаний при расположении их продольных осей на расстоянии от внутренней поверхности заготовки не менее чем 1/3 T, и не более чем 1/2 Т, где Т - толщина заготовки. С внутренней стороны заготовки вырезают кольца для производственного контрольного сварного соединения. В результате обеспечивается повышение надежности и срока службы корпуса реактора за счет применения для изготовления его активной зоны цельнокованой заготовки, позволяющей вынести сварные швы за пределы зоны интенсивного облучения, оказывающего негативное влияние на механические свойства металла и его сопротивление хрупкому разрушению. 4 ил., 1 табл.
Основные результаты: Способ изготовления заготовки обечайки активной зоны корпуса реактора типа ВВЭР, включающий изготовление заготовки, отбор проб для механических испытаний и вырезку колец для производственного контрольного сварного соединения, отличающийся тем, что заготовку изготавливают цельнокованой, длиной не менее длины обечайки с учетом технологических припусков и толщиной стенки, превышающей толщину стенки обечайки не менее чем в два раза, отбор проб для механических испытаний производят со стороны внутренней поверхности заготовки из припуска по толщине заготовки на расстоянии от торцов не менее толщины заготовки, при этом вырезают образцы проб для механических испытаний при расположении их продольных осей на расстоянии от внутренней поверхности заготовки не менее чем 1/3 Т и не более чем 1/2 Т, где Т - толщина заготовки, а вырезку колец для производственного контрольного сварного соединения производят с внутренней стороны заготовки.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии, в частности, к изготовлению крупногабаритных заготовок корпусов реакторов типа ВВЭР.

Корпус атомного реактора типа ВВЭР представляет собой толстостенный цилиндрический сосуд с эллиптическим днищем и сферической крышкой, у которого активная зона изготавливается из 2-х чистовых заготовок (обечаек), соединенных кольцевыми сварными швами (фиг.1).

При существующей конструкции корпуса реактора швом №2 свариваются две чистовые заготовки (обечайки) активной зоны корпуса реактора, которые попадают в зону интенсивного нейтронного облучения. Кроме того, в зону интенсивного облучения попадают сварные швы №1 и 3. В связи с вышесказанным, срок службы существующих реакторов ограничен (60 лет), что существенно снижает экономические показатели энергетической установки. Кроме того, становится невозможным повысить мощность реактора при проектном сроке службы из-за деградации свойств металла сварных швов, находящихся в зоне интенсивного облучения.

Реализовать современную тенденцию увеличения мощности АЭУ водо-водяного типа при одновременном увеличении срока службы до 100 лет возможно в том случае, если вынести сварные швы за пределы зоны интенсивного облучения (фиг.1, а; корпус реактора проекта ТОИ - Типовой Оптимизированный Информатизированный). Это можно реализовать, используя для изготовления корпуса реактора цельнокованую чистовую заготовку (обечайку) активной зоны длиной 4900 мм. В этом случае сварной шов №2 исключается, а швы 1 и 3 выносятся за пределы флюенса, оказывающего влияние на механические свойства в процессе эксплуатации (менее 1·1018 нейтр/м2). По качеству цельнокованая обечайка активной зоны должна не уступать, а возможно и превосходить используемые ранее.

Для изготовления обечайки активной зоны корпуса реактора используется заготовка обечайки, далее по тексту - заготовка.

Прототипом предлагаемого способа изготовления заготовки активной зоны корпуса реактора типа ВВЭР является известный способ изготовления заготовок, изложенный в Правилах проектирования и изготовления механических компонентов атомных электростанций с реакторами с водой под давлением RCC-M [1], при котором

- заготовку изготавливают длиной, большей длины заготовки в чистовом виде с учетом всех необходимых технологических припусков, а также припусков по длине для отбора проб для проведения механических испытаний и для изготовления колец производственных контрольных сварных соединений ПКСС, и толщиной стенки, равной чистовой толщине стенки с учетом технологических припусков.

- образцы из проб для проведения механических испытаний вырезают таким образом, чтобы их продольные оси располагались на глубине, равной ¼ толщины стенки заготовки от ее внутренней поверхности.

В связи с тем, что на отбор проб для механических испытаний и изготовление колец для изготовления производственного контрольного соединения (ПКСС) уходит значительная часть длины заготовки, активная зона корпуса реактора изготавливается из 2-х частей, соединенных между собой сваркой. Этот шов в процессе эксплуатации корпуса реактора подвергается интенсивному облучению, что ведет к деградации свойств металла сварного шва, что снижает надежность и срок службы корпуса реактора.

Если для изготовления цельнокованой заготовки активной зоны использовать способ, описанный в прототипе, то длина заготовки под термическую обработку составит около 6-ти метров (фиг.2).

Изготовить цельнокованую заготовку такой длины в настоящее время в России не представляется возможным ни на одном металлургическом заводе без проведения существенной модернизации имеющегося кузнечно-прессового и термического оборудования, что потребует значительных капиталовложений. Максимальная длина заготовки, которую можно изготовить в настоящее время на российских заводах, составляет не более 5 метров.

Кроме того, термическая обработка такой заготовки также представляет собой значительные трудности, так как производить закалку таких заготовок необходимо в вертикальном положении с целью обеспечения равномерного охлаждения при закалке, что практически невозможно исполнить по технологическим соображениям.

Техническим результатом изобретении является повышение надежности и срока службы корпуса реактора за счет применения для его изготовления цельнокованой заготовки активной зоны, позволяющей вынести сварные швы за пределы зоны интенсивного облучения, оказывающего негативное влияние на механические свойства металла и его сопротивление хрупкому разрушению.

Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом способе изготовления заготовки активной зоны корпуса реактора (фиг.3), включающем изготовление заготовки с отбором проб для контроля механических характеристик и вырезку колец для изготовления производственного контрольного сварного соединения (ПКСС), согласно изобретению:

- заготовку изготавливают цельнокованой, длиной не менее длины обечайки с учетом всех необходимых технологических припусков и толщиной стенки, превышающей толщину стенки обечайки не менее чем в два раза,

- отбор проб для механических испытаний производят со стороны внутренней поверхности заготовки (из припуска по толщине заготовки) на расстоянии от торцов заготовки, не менее толщины, при этом образцы для проведения механических испытаний вырезают из проб таким образом, чтобы их продольные оси располагались на расстоянии не менее чем 1/3 Т и не более чем 1/2 Т от внутренней поверхности заготовки, где Т - толщина заготовки;

- вырезку колец для производственного контрольного сварного соединения (ПКСС) производят со стороны внутренней поверхности заготовки (из припуска по толщине заготовки).

При предлагаемом способе изготовления цельнокованой заготовки активной зоны контроль механических характеристик соответствует требованиям нормативной документации [2, 3, 4] и, кроме того, является более консервативным, чем в прототипе [1].

В условиях ОАО «Ижорские заводы» была изготовлена опытно-промышленная ступенчатая заготовка из реакторной стали (фиг.4). Толщина прибыльного конца заготовки составляла 525 мм, а донного 320 мм, что соответствовало толщине заготовки активной зоны корпуса реактора типа ВВЭР под термическую обработку с учетом необходимых припусков.

Донный конец имитировал изготовление и отбор проб известными способами, а прибыльный - предлагаемым.

Результаты испытаний механических свойств представлены в таблице 1.

Как видно из представленных данных, при обеспечении полной прокаливаемости предлагаемый отбор проб для проведения сдаточных испытаний является консервативным и соответствует требованиям нормативных документов. Механические свойства, определенные на пробах, отобранных в соответствии с известными схемами (прототип) и в соответствии с предлагаемыми схемами, практически совпадают.

Технико-экономические результаты по сравнению с прототипом:

Предлагаемый способ изготовления цельнокованой заготовки обечайки активной зоны корпуса реактора позволяет изготовить корпус реактора типа ВВЭР новой конструкции с уменьшенным количеством сварных швов при минимальных затратах на техническую реконструкцию кузнечно-прессового и термического оборудования, имеющегося на Российских заводах, что обеспечивает:

- уменьшение времени изготовления корпуса за счет уменьшения количества операций по выполнению сварных соединений, включая их термообработку и контроль качества,

- уменьшение объемов контроля сварных соединений корпуса реактора в период эксплуатации за счет уменьшения их суммарного количества,

- снижение себестоимости вырабатываемой энергии.

Источники информации

1. Правила проектирования и изготовления механических компонентов атомных электростанций с реакторами с водой под давлением RCC-M. Раздел 2 - Материалы (часть 2). Перевод на русский язык - июнь 1988 г.

2. ТУ 5.961-11060-2008 «Заготовки из теплоустойчивой стали».

3. ТУ 08 93-013-00212179-2003 «Заготовки из стали марок 15Х2НМФА, 15Х2НМФА-А и 15Х2НМФА класс 1 для корпусов, крышек и других узлов реакторных установок».

4. «Нормы расчета на прочность оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок» (ПН АЭ Г-7-002-86). Госатомэнергонадзор СССР. - М.: Энергоатомиздат, 1989. с.527.

Способ изготовления заготовки обечайки активной зоны корпуса реактора типа ВВЭР, включающий изготовление заготовки, отбор проб для механических испытаний и вырезку колец для производственного контрольного сварного соединения, отличающийся тем, что заготовку изготавливают цельнокованой, длиной не менее длины обечайки с учетом технологических припусков и толщиной стенки, превышающей толщину стенки обечайки не менее чем в два раза, отбор проб для механических испытаний производят со стороны внутренней поверхности заготовки из припуска по толщине заготовки на расстоянии от торцов не менее толщины заготовки, при этом вырезают образцы проб для механических испытаний при расположении их продольных осей на расстоянии от внутренней поверхности заготовки не менее чем 1/3 Т и не более чем 1/2 Т, где Т - толщина заготовки, а вырезку колец для производственного контрольного сварного соединения производят с внутренней стороны заготовки.
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ОБЕЧАЙКИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ КОРПУСА РЕАКТОРА ТИПА ВВЭР
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ОБЕЧАЙКИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ КОРПУСА РЕАКТОРА ТИПА ВВЭР
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ОБЕЧАЙКИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ КОРПУСА РЕАКТОРА ТИПА ВВЭР
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВКИ ОБЕЧАЙКИ АКТИВНОЙ ЗОНЫ КОРПУСА РЕАКТОРА ТИПА ВВЭР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 28.
27.02.2013
№216.012.2b5c

Способ нанесения покрытий на титан и его сплавы методом электроискрового легирования в водных растворах при повышенных давлениях

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в авиационной, судостроительной, нефте- и газодобывающей, перерабатывающей промышленности, приборостроении и медицинской технике. Способ включает микродуговое оксидирование (МДО) в электролите в герметичном сосуде путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476627
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.08.2013
№216.012.6084

Способ брикетирования металлической стружки

Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано преимущественно при изготовлении брикет-электродов для электрошлакового переплава (ЭШП). Металлическую стружку дробят до получения элементов двух фракций, смешивают фракции, осуществляют очистку смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490340
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.10.2013
№216.012.7a16

Система защиты от эрозионно-коррозионного разрушения корпусов морских судов и сооружений

Изобретение относится к системам защиты от эрозионно-коррозионного разрушения подводной поверхности корпусов морских судов, морских сооружений освоения шельфа замерзающих морей, например морских стационарных и плавучих буровых платформ, и может быть использовано в другой морской технике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496916
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.12.2013
№216.012.8c86

Двухслойная, стойкая к динамическому воздействию, листовая сталь высокой прочности и способ ее производства

Изобретение относится к области производства материалов для броневых изделий и конструкций, подвергающихся воздействию динамических нагрузок. Способ производства листовой стали включает сварку взрывом тыльного и лицевого слоев стали. Затем осуществляют отпуск двухслойного листа при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501657
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.10.2014
№216.012.fb05

Состав флюса для сварки и наплавки проволокой и лентой из стали аустенитного класса

Изобретение может быть использовано для сварки нержавеющих сталей или наплавки антикоррозионного покрытия, например, оборудования атомных энергетических установок. Плавленый флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:SiO9-15, CaO 19-31, AlO 28-34, CaF 29-33, FeO 0,005-1,000, MgO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530107
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fb71

Электрод для сварки теплоустойчивых сталей

Изобретение может быть использовано при ручной дуговой сварке конструкций химического машиностроения из сталей 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V композиции. Электрод состоит из стержня из легированной стали 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V и покрытия, содержащего следующие компоненты (в % по массе): мрамор 30,5-56,0,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530215
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fcfd

Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сварочных материалов, и может быть использовано для автоматической сварки теплоустойчивых сталей 2,25Cr-1Mo-0,25V композиции при изготовлении изделий в нефтехимическом машиностроении. Сварочная проволока, содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530611
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ff21

Способ тонкой очистки аргона от примесей азота

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки инертных газов от газообразных примесей с помощью химических реагентов в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов. Предлагается способ тонкой очистки аргона от примесей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531169
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.12.2014
№216.013.0e9f

Агломерированный флюс 48аф-70

Изобретение может быть использовано для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, применяемых в нефтехимической промышленности. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: электрокорунд (19,0-25,0), синтетический шлак (14,0-18,0), плавиковый шпат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535160
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.03.2015
№216.013.2f53

Жаропрочная коррозионностойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным коррозионностойким сталям, используемым в атомной энергетике и машиностроении в установках, эксплуатирующихся длительное время при температурах 500-600°C. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543583
Дата охранного документа: 10.03.2015
Показаны записи 1-10 из 84.
27.02.2013
№216.012.2b5c

Способ нанесения покрытий на титан и его сплавы методом электроискрового легирования в водных растворах при повышенных давлениях

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в авиационной, судостроительной, нефте- и газодобывающей, перерабатывающей промышленности, приборостроении и медицинской технике. Способ включает микродуговое оксидирование (МДО) в электролите в герметичном сосуде путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476627
Дата охранного документа: 27.02.2013
20.08.2013
№216.012.6084

Способ брикетирования металлической стружки

Изобретение относится к области брикетирования металлической стружки и может быть использовано преимущественно при изготовлении брикет-электродов для электрошлакового переплава (ЭШП). Металлическую стружку дробят до получения элементов двух фракций, смешивают фракции, осуществляют очистку смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490340
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.10.2013
№216.012.7a16

Система защиты от эрозионно-коррозионного разрушения корпусов морских судов и сооружений

Изобретение относится к системам защиты от эрозионно-коррозионного разрушения подводной поверхности корпусов морских судов, морских сооружений освоения шельфа замерзающих морей, например морских стационарных и плавучих буровых платформ, и может быть использовано в другой морской технике,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496916
Дата охранного документа: 27.10.2013
20.12.2013
№216.012.8c86

Двухслойная, стойкая к динамическому воздействию, листовая сталь высокой прочности и способ ее производства

Изобретение относится к области производства материалов для броневых изделий и конструкций, подвергающихся воздействию динамических нагрузок. Способ производства листовой стали включает сварку взрывом тыльного и лицевого слоев стали. Затем осуществляют отпуск двухслойного листа при температуре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501657
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.10.2014
№216.012.fb05

Состав флюса для сварки и наплавки проволокой и лентой из стали аустенитного класса

Изобретение может быть использовано для сварки нержавеющих сталей или наплавки антикоррозионного покрытия, например, оборудования атомных энергетических установок. Плавленый флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:SiO9-15, CaO 19-31, AlO 28-34, CaF 29-33, FeO 0,005-1,000, MgO...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530107
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fb71

Электрод для сварки теплоустойчивых сталей

Изобретение может быть использовано при ручной дуговой сварке конструкций химического машиностроения из сталей 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V композиции. Электрод состоит из стержня из легированной стали 2,25%Cr-1%Mo-0,25%V и покрытия, содержащего следующие компоненты (в % по массе): мрамор 30,5-56,0,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530215
Дата охранного документа: 10.10.2014
10.10.2014
№216.012.fcfd

Сварочная проволока для автоматической сварки теплоустойчивых сталей перлитного класса

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сварочных материалов, и может быть использовано для автоматической сварки теплоустойчивых сталей 2,25Cr-1Mo-0,25V композиции при изготовлении изделий в нефтехимическом машиностроении. Сварочная проволока, содержит, мас.%:...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530611
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.ff21

Способ тонкой очистки аргона от примесей азота

Предлагаемое техническое решение относится к области очистки инертных газов от газообразных примесей с помощью химических реагентов в промышленных установках, предназначенных для высокотемпературной обработки химически активных материалов. Предлагается способ тонкой очистки аргона от примесей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002531169
Дата охранного документа: 20.10.2014
10.12.2014
№216.013.0e9f

Агломерированный флюс 48аф-70

Изобретение может быть использовано для сварки низколегированных теплоустойчивых сталей перлитного класса, применяемых в нефтехимической промышленности. Флюс содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: электрокорунд (19,0-25,0), синтетический шлак (14,0-18,0), плавиковый шпат...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535160
Дата охранного документа: 10.12.2014
10.03.2015
№216.013.2f53

Жаропрочная коррозионностойкая сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к жаропрочным коррозионностойким сталям, используемым в атомной энергетике и машиностроении в установках, эксплуатирующихся длительное время при температурах 500-600°C. Сталь содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543583
Дата охранного документа: 10.03.2015
+ добавить свой РИД