[实用新型]核岛蒸发器锥壳整体锻造模具

说明书

本实用新型公开了一种核岛蒸发器锥壳整体锻造模具，成型芯轴上固定套装有成型芯模，在成型芯模的上方设置有冲压成型头；冲压成型头的成型面与成型芯模的成型面相吻合，该成型芯模的成型面包括依次相连的上筒成型面、锥筒成型面和下筒成型面；同一截面上成型芯模的截面半径r与锥壳锻件的半径R之比r/R=0.70—0.80；冲压成型头的横截面为弧形面。所述成型芯模的两端设置有芯模凸缘，该芯模凸缘的高度小于锥壳锻件的壁厚。冲压成型头的冲压面为圆柱面，该圆柱面半径等于锥壳锻件同一截面的半径。该锻造模具，不仅能有效提高金属显微组织和力学性能的均匀性，而且能大大减少金属消耗量，有效节约原材料成本和加工制作成本。

技术领域

本实用新型涉及核电核岛用大型锻件成型模具，尤其涉及核岛蒸汽发生器锥壳的整体锻造模具。

背景技术

核电蒸汽发生器是核岛内的三大设备之一，是压水堆核电厂一回路、二回路的边界，它将反应堆产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧，产生的蒸汽经一、二级汽水分离器干燥后推动汽轮发电机发电。因此，核电蒸汽发生器与反应堆压力容器相连，不仅直接影响电站的功率与效率，而且进行热量交换时还起着阻隔放射性载热器的作用，对核电站的安全至关重要。

蒸汽发生器外壳体主要由上、下封头，以及筒状的上、下管壳体和锥壳体构成，这些部件均属于大型厚壁形锻件。蒸汽发生器的外壳体内设置有内置式汽水分离设备和倒置的U形管束，锥壳体位于汽水分离设备和倒置U形管相邻的对应位置，起着连接蒸汽发生器上、下筒体的作用，属于大体积，大断面、复杂曲面的核一级锻件，锻造难度非常大，性能要求高，只有统筹冶炼、锻造和热处理等各个生产环节，才能获得均匀的微观组织和力学性能，从而确保锻件产品的使用可靠性和安全性。

蒸发器锥壳是核电核岛蒸汽发生器外壳体的重要部件，现有蒸汽发生器锥壳筒体的制造方法不外乎两种方式：一是将多块筒片通过焊接的方法进行拼接制造，尽管随着材料科学的发展，焊接材料的性能得到了很大的提高，焊接新工艺也层出不穷，但通过焊接而拼接的结构总是不能形成完整的金属流线，由于核电蒸汽发生器长期处于高温高压的恶劣运行环境中，且承受交变荷载和管道涡流所形成的压力突变，极易引起应力分布不匀和应力集中，容易产生疲劳、蠕变和损坏；而且这样焊接制造的方法，工艺复杂、焊接周期长，复杂应力区质量稳定性差，直接造成成品率低，制造成本高。二是先锻造出大尺寸的圆筒状坯件，再对坯件进行大切削量的机加工而制得锥壳筒体成品，虽然这种制作方法能保持较好的金属内部质量，但材料成本和制作成本大；由于锥壳筒体两端管径不同，故筒状的锻造坯件筒壁厚度尺寸较大，这就需要切削大量的高性能核电材料才能制得成品，原材料消耗量非常大，切除量几乎等于锥筒成品的重量，造成原材料的大量浪费，同时由于后续机加工量很大，又加大了制作成本，不仅造成高性能高成本金属材料的大量浪费，而且也大大增加了加工制作成本。

实用新型内容

针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种核岛蒸发器锥壳整体锻造模具，不仅能有效提高金属显微组织和力学性能的均匀性，而且能大大减少金属消耗量，有效节约原材料成本和加工制作成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型的核岛蒸发器锥壳整体锻造模具，包括成型芯轴，在所述成型芯轴上固定套装有成型芯模，在成型芯模的上方设置有冲压成型头；所述冲压成型头的成型面与成型芯模的成型面相吻合，该成型芯模的成型面包括依次相连的上筒成型面、锥筒成型面和下筒成型面；同一截面上成型芯模的截面半径r与锥壳锻件的半径R之比r/R=0.70—0.80；所述冲压成型头的横截面为弧形面。