核电站的配备次要包括三局部:核岛(一回路)、惯例岛(二回路)、辅佐配备。
核岛局部次要由反响堆堆芯、蒸汽发作器、稳压器和主泵组成,其中反响堆堆芯包括压力容器、核燃料棒束、驱动机构等部件。惯例岛由水泵、汽水别离器、蒸汽轮机、发电机、蒸汽凝结器等组成。此外,有支持零碎正常运转和保证反响堆平安的辅佐设备。这些是核电站设备的次要组成局部。
这些设备次要部件的制造可分为以下几品种型,需求不同机床设备停止加工。
压力容器壳体、蒸汽发作器壳体、稳压器壳体等大型圆桶类部件,根本上属于两端带有封头的圆桶形部件,但直径和高度有所不同。压力容器和蒸汽发作器的直径取决于核电站发电机组的大小。
目前,次要消费百万千瓦级核电设备,压力容器的直径5~8m或更大,长度约20m,分为4~5节,焊接而成,资料为特种钢。毛坯为圆柱形锻件,需求万吨压力机锻压成型。后续切削加工需求超重型数控立式车床、超重型数控卧式车床、大镗杆多轴联动数控镗铣床、数控龙门镗铣床、五轴联动车铣中心等。这些设备规格大,关于加工精度、主轴转速和疾速挪动等参数并没有特别要求,但是由于这些工件的价钱昂贵,而且没有备件,要求成品率必需100%,因而对机床的牢靠性和波动性有很高的要求。
一座核电站需求10多种200多台各品种型的泵,这些泵都属于离心泵。其中主泵(1级泵)是位于核岛心脏部位的关键部件,是核电运转控制水循环的关键,属于核电站的一级设备,每个蒸汽发作器有一个主泵。
核岛中主泵的构造并不比其他泵复杂,但是要求极高,要求具有相对的牢靠性,是核反响堆中唯一国际目前做不了的设备,完全依赖出口,次要是由于主泵要求延续运转至多30年不准呈现任何成绩。主泵直径约2m,高5~6m,其次要部件分为两类:承压部件(包括泵体、泵盖、主螺栓、主螺母等)和功用部件(包括叶轮、叶轴、密封件等)。目前,沈鼓正在与美国西屋公司停止结合研制,总体新设计还没有完成。除了1级主泵外,还有多种2级、3级泵,各种泵的称号和功用不一样,但是原理根本一样。如平安壳喷淋泵,该泵平常不必,只要发作毛病时运用,要求在6秒钟内启动,起到降温的作用。这些泵的加工根本上包括了车、铣、镗、钻、攻丝等工序。
承压部件的泵体和泵盖加工需求的设备次要有大型数控立式车床、数控落地铣镗床、龙门加工中心等设备。主螺栓、主螺母等加工比普通螺栓和螺母要求高,但是次要是资料和刀具选择成绩。
功用部件中叶轮和叶轮轴加工需求的设备次要有五轴联动加工中心、数控车床、大型数控卧式车床等。
惯例岛局部次要由蒸汽轮机组、发电机组、水泵、汽水别离器等组成。核电蒸汽轮机的原理和构造都与火电(燃煤)蒸汽轮机相反,不同之处在于同等发电容量的蒸汽轮机组,核电蒸汽轮机的直径比火电蒸汽轮机要大一些,运用的资料也有局部不同,制造要求更高。次要加工零件有叶片、定子、转子等。次要加工机床有用于加工叶片的不同型号(最大叶片长度超越1600mm)4~5轴联动加工中心,用于加工转子的数控重型卧式车床、数控叶根槽铣床,用于加工定子的数控大型落地铣镗床、数控龙门镗铣床、大型定子公用机床等。
如加工一个重达200多吨的60万千瓦汽轮机转子,需求回转直径3.5~5.0m、长15~20m的重型卧车,加工涡轮叶片需求五轴联动加工中心,加工中压缸、高压缸需求宽7.5~8m、长22m的数控龙门镗铣床和重型数控立式车床以及镗杆直径200~260mm的数控落地铣镗床等。普通状况下,能满足火电蒸汽轮机加工需求的机床,根本上也能满足核电蒸汽轮机加工的要求。在这些机床设备中,大局部中小型叶片加工用4~5轴联动加工中心和转子主轴加工用数控卧式车床等,国际根本可以满足要求。但是,大型叶片加工用加工中心和数控叶根槽铣床等数控机床次要依托出口。
此外,核电发电机与火电发电机根本相反,两者的加工设备也没有什么不同。在普通状况下,能满足火电发电机加工需求的机床,根本上也能满足核电发电机加工的要求。次要加工机床有用于加工转子的数控重型卧式车床、数控转子槽铣床,用于加工定子的数控大型落地铣镗床、大型定子公用机床等。目前,在这些需求的高档数控机床中,局部机床国际可以满足需求,但是局部机床设备如数控转子槽铣床等依然依托出口。
机床精度制约风电设备开展
风力发电站配备次要包括以下几局部:变速箱(升速箱)、发电机组、叶片、塔基和变电站等。目前,风力发电逐步向大功率机组开展,要求高牢靠性、寿命周期长,因而零部件的精度、功用要求很高。
随着风力发电技术的开展,风电机组的原理和构造也在发作变化,将来的风电机组在向构造复杂化、体积减小的方向开展。目前,我国正在开发无齿轮箱风力发电机组。如哈尔滨发电设备集团的发电设备工程研讨中心开发了无齿轮箱变速变桨永磁风力发电机组,正在研制“变速恒频风力发电机组”和“直驱型变速风力发电机组”等,可替代带齿轮箱传动的异步发电机组,具有制造本钱低、运转牢靠、维修简便等优点,并具有自主知识产权。
目前,消费最多的是有齿轮箱风力发电机组,由于构造比拟复杂,完成其各种部件的制造需求不同机床设备停止加工。
风机的变速箱次要由箱体、行星轮系和变速机构等组成。风机变速箱体属于大型箱体,依据发电量的不同,直径约2~3m,大局部为分体构造。加工需求镗杆直径约160-250mm的数控落地铣镗床和大型卧式加工中心、龙门加工中心等,加工精度要求较高,目前次要运用的是出口设备。
变速箱内的齿轮加工量很大,需求对大型内齿圈、圆柱直齿轮和斜齿轮等停止成批消费。次要加工设备为大型数控立式滚齿机、数控插齿机、数控磨齿机等。这些齿轮加工机床中,大规格数控齿轮机床普遍要求具有高效、重载、重切、刚性好的特点,次要依托出口,中小型采用国产设备。其中大规格、大模数齿轮和齿圈采用数控成型铣齿机和数控成型磨齿机,数控成型铣齿机要求大切深、大进给、滚速高。数控成型磨齿机要求精度到达5级以上,自动化水平高、自动调心、自动测量、自动修形、波动性高。目前,国际制造风电用变速箱的企业次要有南京高精齿轮无限公司。该厂消费义务十分忙,临时三班倒,还是不能完全满足市场需求,因而要求加工设备波动、牢靠,目前该厂运用的齿轮加工机床根本上是出口设备。
风电用发电机的原理和构造与火电等其他发电机根本一样。风电大都运用千瓦级发电机,比拟火电运用的万千瓦级发电机,属于不同级别的机组。从制造角度上看没有太大难度,能制造火电发电机组的企业,普通都能满足制造风电发电机组的要求。但是,风电发电机要求运用寿命到达20年以上,对其波动性和牢靠性要求更高。
风机的叶片大多采用环氧玻璃纤维或碳纤维等复合资料制造。叶片设计次要采用全三维气动仿真和构造无限元仿真,运用真空灌注工艺停止叶片消费。机械加工较少,局部需求冲切成型。
叶片的变桨机构次要有变桨电机、加速器和变桨控制器等。对制造设备没有特殊要求,国际机床可以满足需求。
偏航机构次要部件是带内外齿的大型轴承和4个小齿轮及变速安装等。该种大型轴承目前国际还不能制造,次要依托出口。国际天马股份将停止偏航机构用的大型轴承开发制造。其加工设备次要是一些要求较高的公用机床配备,如CCMT2008展览会上,齐重数控配备股份无限公司展出的3台大型数控公用机床,就是为加工制造风电大型齿轮的设备。