本發(fā)明涉及核電領(lǐng)域，可應(yīng)用于蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器，具體涉及一種核級(jí)螺紋襯套成品疲勞強(qiáng)度。

技術(shù)背景

在發(fā)達(dá)國家，核電已有幾十年的發(fā)展歷史。如今，在能源緊缺，全球變暖的時(shí)代背景下，核電已成為一種成熟的能源，發(fā)展核電已成為一項(xiàng)重要的戰(zhàn)略選擇。中國的核工業(yè)也已有40多年發(fā)展歷史，繼續(xù)發(fā)展核電，是我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展和提高人民生活水平的必然要求。核電技術(shù)發(fā)展：自1951年12月美國實(shí)驗(yàn)增殖堆1號(hào)(ebr-1)首次利用核能發(fā)電以來，世界核電至今已有60多年的發(fā)展歷史。截止到2005年年底，全世界核電運(yùn)行機(jī)組共有440多臺(tái)，其發(fā)電量約占世界發(fā)電總量的16％。

我國是名副其實(shí)的核大國，目前共有在運(yùn)、在建及擬建的核電機(jī)組52臺(tái)，在建機(jī)組規(guī)模世界第一，總裝機(jī)規(guī)模位居世界第四。

到2020年，我國如果實(shí)現(xiàn)規(guī)劃的58gw核電裝機(jī)目標(biāo)，核電廠每年產(chǎn)生的乏燃料將超過1000噸。同時(shí)，環(huán)保部核與輻射安全中心總工程師柴國旱透露，目前大亞灣核電廠乏燃料水池已經(jīng)飽和，田灣核電廠乏燃料水池接近飽和，已經(jīng)建成的離堆乏燃料濕法儲(chǔ)存設(shè)施也已貯存飽和。多位核工業(yè)專家對(duì)《每日經(jīng)濟(jì)新聞》記者表示，乏燃料后處理大廠建設(shè)已經(jīng)迫在眉睫。但無論是自主技術(shù)還是中法合作，乏燃料后處理大廠投資強(qiáng)度均超過普通核電站，建設(shè)周期超過10年，投資額更是動(dòng)輒數(shù)千億元?！胺θ剂咸幚頉]有技術(shù)就是負(fù)擔(dān)，有能力就是財(cái)富?！痹沃袊藙?dòng)力研究設(shè)計(jì)院高級(jí)工程師的李映發(fā)告訴記者，乏燃料后處理在處理費(fèi)用和資源再利用上都能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，而針對(duì)核電“出?！?，后處理能力也會(huì)在商務(wù)談判中發(fā)揮重要的作用，從而提升我國核電站國際競爭力。

火力發(fā)電站利用煤和石油發(fā)電，水力發(fā)電站利用水力發(fā)電，而核電站是利用原子核內(nèi)部蘊(yùn)藏的能量產(chǎn)生電能的新型發(fā)電站核電站大體可分為兩部分：一部分是利用核能生產(chǎn)蒸汽的核島、包括反應(yīng)堆裝置和一回路系統(tǒng)；另一部分是利用蒸汽發(fā)電的常規(guī)島，包括汽輪發(fā)電機(jī)系統(tǒng)。

核電站用的燃料是鈾。鈾是一種很重的金屬。用鈾制成的核燃料在一種叫“反應(yīng)堆”的設(shè)備內(nèi)發(fā)生裂變而產(chǎn)生大量熱能，再用處于高壓力下的水把熱能帶出，在蒸汽發(fā)生器內(nèi)產(chǎn)生蒸汽，蒸汽推動(dòng)氣輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)一起旋轉(zhuǎn)，電就源源不斷地產(chǎn)生出來，并通過電網(wǎng)送到四面八方。這就是最普通的壓水反應(yīng)堆核電站的工作原理。

在發(fā)達(dá)國家，核電已有幾十年的發(fā)展歷史，核電已成為一種成熟的能源。中國的核工業(yè)已也已有40多年發(fā)展歷史，建立了從地質(zhì)勘察、采礦到元件加工、后處理等相當(dāng)完整的核燃料循環(huán)體系，已建成多種類型的核反應(yīng)堆并有多年的安全管理和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，擁有一支專業(yè)齊全、技術(shù)過硬的隊(duì)伍。核電站的建設(shè)和運(yùn)行是一項(xiàng)復(fù)雜的技術(shù)。中國已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行自己的核電站。秦山核電站就是由中國自己研究設(shè)計(jì)建造的。日本的核電站數(shù)量是55座，核電比例為30％，計(jì)劃到2030年將核電比例提高到41％。印度有20座。俄羅斯有31座，歐盟有16國擁有核電站，核電站總數(shù)158個(gè)。法國59座，英國在30座以上，美國最多，達(dá)104座。

就發(fā)電比例而言，目前全世界400多座核電站，年發(fā)電量占全世界總發(fā)電量的17％，其中，法國核電裝機(jī)占總裝機(jī)的78％，日本核電裝機(jī)占總裝機(jī)的36％，美國核電裝機(jī)占總裝機(jī)的20％，韓國核電裝機(jī)占總裝機(jī)的42％，而在中國大陸僅占1。6％。中國已超越美國，成為世界第一碳排放大國。

根據(jù)原本的數(shù)值全世界本因建設(shè)1000座核電站全世界40％靠核能。2500座核電就能滿足目前全世界的用電。但是反核人士的運(yùn)動(dòng)下，只有區(qū)區(qū)16％的發(fā)電能力，如果中國建設(shè)一百多座也許能補(bǔ)上4％，中國有六百多座核電站的話，就在沒有什么能源困擾。前美國國家航空航天局科學(xué)家漢森(hansen)作為合著者參與了一項(xiàng)研究。該研究估計(jì)1971年到2009年間，核能的使用很可能避免了至少184萬人死于世界范圍內(nèi)化石燃料燃燒帶來的惡劣影響。他們表示，“沒有缺點(diǎn)的能源系統(tǒng)是不存在的。我們希望在制訂能源系統(tǒng)政策時(shí)，能基于事實(shí)，而不帶有感情色彩和偏見，因?yàn)檫@些不適用于二十一世紀(jì)的核能技術(shù)?！焙四艿陌l(fā)展，對(duì)醫(yī)療、環(huán)保、軍事、航母、機(jī)器人動(dòng)力、核動(dòng)力衛(wèi)星、航天核動(dòng)力飛機(jī)、航空空間站電源至關(guān)重要。隨著航天、航空、深海機(jī)器人等領(lǐng)域用核電池的成熟,核電池和太陽能電池必將在汽車這一能源大戶中得到應(yīng)用。光子傳送技術(shù)，如今各個(gè)強(qiáng)國，正在把這變成現(xiàn)實(shí)，人們幻想著，用激光在地球和月亮之間，搭建一座彩虹橋，開采月球的礦產(chǎn)和能源。國際能源署斷言，如果未來幾十年核電份額大幅下降，那么要達(dá)到控制溫室氣體濃度在450ppm的目標(biāo)，將需要對(duì)新興的低碳技術(shù)進(jìn)行戰(zhàn)略性的部署，而這些技術(shù)還需要驗(yàn)證。目前的核電大國也意識(shí)到，沒有核電的參與，要達(dá)到減排目標(biāo)是一件難度巨大、代價(jià)高昂的事情。基于共同的目標(biāo)，我們近期的能源供應(yīng)需要側(cè)重現(xiàn)有核能和能量穩(wěn)定的地?zé)崮堋?/p>

建造核電站的設(shè)備主要分為三類：核島設(shè)備、常規(guī)島設(shè)備、輔助系統(tǒng)(bop)。核島設(shè)備是承擔(dān)熱核反應(yīng)的主要部分，技術(shù)含量最高，對(duì)安全設(shè)計(jì)的要求也最高；常規(guī)島設(shè)備在技術(shù)上不區(qū)分第二代和第三代；輔助系統(tǒng)的工程規(guī)模比較小，這三種設(shè)備在核電站的造價(jià)中所占到的比例分別為5：3：2。

通常把核電站的組成設(shè)備稱為核電設(shè)備，各系統(tǒng)的設(shè)備約有48000多套件，其中機(jī)械設(shè)備約6000套件，電器設(shè)備5000多套件，儀器儀表25000余套件，總重約7萬噸。一座2*600mw的壓水堆核電站約有290個(gè)系統(tǒng)，分別歸屬核島(ni)、常規(guī)島(ci)和電站輔助設(shè)施(bop)。

目前我國在建機(jī)組有四種機(jī)型，國產(chǎn)化程度不一，技術(shù)掌握情況也不盡相同。兩種國產(chǎn)化程度較高的機(jī)型是cpr1000和高溫氣冷堆型。cpr1000是在cpr300(秦山一期)、cpr600(秦山二期)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的自主研發(fā)的機(jī)型，業(yè)內(nèi)也稱之為“二代半”機(jī)型，是四種在建機(jī)型中國產(chǎn)化程度最高和建造單價(jià)最低的。

高溫氣冷堆型是由清華大學(xué)和中國核工業(yè)建設(shè)集團(tuán)公司共同研制第四代機(jī)型，我國在該技術(shù)領(lǐng)域處于國際領(lǐng)先水平，不過第四代機(jī)型仍在實(shí)驗(yàn)室階段，正式商用預(yù)計(jì)在2020年之后。

其余兩種機(jī)型都屬三代機(jī)型，廣東臺(tái)山的2臺(tái)機(jī)組采用法國阿海琺的epr技術(shù)，后來在“統(tǒng)一技術(shù)路線”的方針下，中央決定成立國家核電技術(shù)公司，由國核技引進(jìn)西屋的ap1000技術(shù)，并以浙江三門和山東海陽的四臺(tái)機(jī)組作為第三代核電自主化的依托項(xiàng)目，逐步提高國產(chǎn)化率。

核電設(shè)備上游原材料主要是鋼材，目前國內(nèi)的核電用鋼主要供應(yīng)商有寶鋼、太鋼、鞍鋼等。從核電用鋼的發(fā)展歷史和目前發(fā)展趨勢來看，核電用鋼正沿著一條低強(qiáng)度→中強(qiáng)度→高強(qiáng)度→超高強(qiáng)度的路線發(fā)展。例如，美國早期曾采用屈服強(qiáng)度為270mpa的sa212-b低強(qiáng)度鋼，后來采用t屈服強(qiáng)度為350mpa的3028和sa533b-1中強(qiáng)度鋼，接著又在核潛艇耐壓殼體用鋼和高壓容器鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展了屈服強(qiáng)度為600mpa的sa543-sa542高強(qiáng)度鋼，目前又在積極著手為開發(fā)900～1400mpa級(jí)的超高強(qiáng)度用鋼積累資料。

在成分選擇方面，核電用鋼主要分為碳鋼及合金鋼兩大領(lǐng)域，其中由于在核電站內(nèi)部的特殊環(huán)境，鋼板在具有較好的強(qiáng)度、韌性匹配的同時(shí)，更為主要的是還要承受長期的中子輻射作用，而一般來講，鋼中的合金元素越多，其體現(xiàn)出的整體抗中子輻射作用就越弱，世界各國廣泛認(rèn)同的是mn-ni-mo系低合金高強(qiáng)度鋼，它是在mn-mo的基礎(chǔ)上加m而發(fā)展起來的，比mn-mo型低合金鋼韌性好。為了獲得比較滿意的淬透性，并保證鋼板各項(xiàng)性能能夠達(dá)到規(guī)定的要求，世界各國對(duì)鋼的成分范圍均做了不同程度的調(diào)整，但其基本性能相差無幾。國際上較為典型的核電用鋼主要有美國的a508-3、a533(b，d)、德國的bhw35、法國的16mnd5和日本的sfvv3等。

受能源需求持續(xù)上漲和碳排放下降承諾的雙重壓力，繼續(xù)發(fā)展核電是我國能源戰(zhàn)略的必然選擇。要達(dá)到2020年非化石能源占一次能源15％的承諾，根據(jù)調(diào)查分析，預(yù)計(jì)2015年前新開工核電裝機(jī)容量在3000萬千瓦以上，投資規(guī)模超過3900億元。目前國家能源局《核電安全規(guī)劃》和國家發(fā)改委《核電中長期發(fā)展調(diào)整規(guī)劃》均已送往國務(wù)院待批，核電投資重啟在即。

隨著核電投資重啟，核電鑄鍛件、核電主設(shè)備、核級(jí)閥門和核電hvac設(shè)備等細(xì)分行業(yè)有望全面復(fù)蘇。其中，核電鑄鍛件未來四年年均需求有望達(dá)到86億元；未來四年核電主設(shè)備行業(yè)下游需求旺盛，行業(yè)年均銷售額預(yù)計(jì)可達(dá)390億元；核電閥門和核電hvac設(shè)備下游需求有望倍增。

核級(jí)螺紋襯套成品被國外所壟斷，在生產(chǎn)加工核電蒸汽發(fā)生器、穩(wěn)壓器產(chǎn)品的核級(jí)螺紋襯套的內(nèi)孔、螺紋的過程中，對(duì)其表面粗糙度及位置度要求十分嚴(yán)格。因該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形狀比較特殊，現(xiàn)用的管座類產(chǎn)品專用襯套加工內(nèi)孔、螺紋的工藝過程，經(jīng)常出現(xiàn)中徑超差、爛牙，形成的螺紋孔帶有毛刺、波紋等，造成螺紋粗糙度不好，螺紋孔的位置度不好等問題，嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種核級(jí)螺紋襯套成品疲勞強(qiáng)度，疲勞強(qiáng)度達(dá)到了國外產(chǎn)品的同類水平，代替進(jìn)口，疲勞試驗(yàn)20萬次以上，在世界核電行業(yè)中有中國自己的系列螺紋襯套產(chǎn)品，打破國外對(duì)該產(chǎn)品的封鎖。

采用的技術(shù)方案：

一種核級(jí)螺紋襯套成品疲勞強(qiáng)度，包括下述技術(shù)要點(diǎn)：

1、嚴(yán)格控制螺紋襯套尺寸、精度、截面尺寸、表面光潔度參數(shù)；

2、按國家要求標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)控螺栓的公差；

3、用與核電相同材質(zhì)的螺桿、底孔進(jìn)行疲勞測試。

本技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)為：

1、疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)120萬次以上；

2、疲勞檢測方法。

本發(fā)明的優(yōu)勢和特點(diǎn)在于：

此方法所得產(chǎn)品為替代產(chǎn)品，形成國內(nèi)的自主技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；疲勞強(qiáng)度達(dá)到了國外產(chǎn)品的同類水平，代替進(jìn)口，疲勞試驗(yàn)20萬次以上；在世界核電行業(yè)中有中國自己的系列螺紋襯套產(chǎn)品，打破國外對(duì)該產(chǎn)品的封鎖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明未述及的零部件，均系現(xiàn)有技術(shù)或標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，不再贅述。

一種核級(jí)螺紋襯套成品疲勞強(qiáng)度，包括下述技術(shù)要點(diǎn)：

1、嚴(yán)格控制螺紋襯套尺寸、精度、截面尺寸、表面光潔度參數(shù)；

2、按國家要求標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)控螺栓的公差；

3、用與核電相同材質(zhì)的螺桿、底孔進(jìn)行疲勞測試。

以上對(duì)本發(fā)明及其實(shí)施方式進(jìn)行了描述，這種描述沒有限制性，也只是本發(fā)明的實(shí)施方式之一，實(shí)際的方法并不局限于此?？偠灾?，如果本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員受其啟示，在不脫離本發(fā)明的創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造者的允許設(shè)計(jì)出與該技術(shù)方案相似的結(jié)構(gòu)方案與實(shí)施例，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。