http://kadhoai.com.cn 2026-04-29 02:17:38 來源:中國工業新聞網
編者語:中國機床工具工業協會調研顯示,核電和風電裝備製造需要的機床特點是:大規格、大噸位、高剛度、高可靠性。目前,與核電工業和風電工業的要求相比,國產機床的可靠性和穩定性還有一定差距。
可靠性是核電加工設備的命脈
核電站的裝備主要包括三部分:核島(一回路)、常規島(二回路)、輔助裝備。
核島部分主要由反應堆堆芯、蒸汽發生器、穩壓器和主泵組成,其中反應堆堆芯包括壓力容器、核燃料棒束、驅動機構等部件。常規島由水泵、汽水分離器、蒸汽輪機、發電機、蒸汽凝結器等組成。此外,有支持係統正常運行和保證反應堆安全的輔助設備。這些是核電站設備的主要組成部分。
這些設備主要部件的製造可分為以下幾種類型,需要不同機床設備進行加工。
壓力容器殼體、蒸汽發生器殼體、穩wen壓ya器qi殼ke體ti等deng大da型xing圓yuan桶tong類lei部bu件jian,基ji本ben上shang屬shu於yu兩liang端duan帶dai有you封feng頭tou的de圓yuan桶tong形xing部bu件jian,但dan直zhi徑jing和he高gao度du有you所suo不bu同tong。壓ya力li容rong器qi和he蒸zheng汽qi發fa生sheng器qi的de直zhi徑jing取qu決jue於yu核he電dian站zhan發fa電dian機ji組zu的de大da小xiao。
目前,主要生產百萬千瓦級核電設備,壓力容器的直徑5~8m或更大,長度約20m,分為4~5節,焊接而成,材料為特種鋼。毛坯為圓柱形鍛件,需要萬噸壓力機鍛壓成型。後續切削加工需要超重型數控立式車床、超重型數控臥式車床、大鏜杆多軸聯動數控鏜銑床、數控龍門鏜銑床、五軸聯動車銑中心等。這些設備規格大,對於加工精度、主軸轉速和快速移動等參數並沒有特別要求,但是由於這些工件的價格昂貴,而且沒有備件,要求成品率必須100%,因此對機床的可靠性和穩定性有很高的要求。
一座核電站需要10多種200多台各種類型的泵,這些泵都屬於離心泵。其中主泵(1級泵)是位於核島心髒部位的關鍵部件,是核電運轉控製水循環的關鍵,屬於核電站的一級設備,每個蒸汽發生器有一個主泵。
hedaozhongzhubengdejiegoubingbubiqitabengfuza,danshiyaoqiujigao,yaoqiujuyoujueduidekekaoxing,shihefanyingduizhongweiyiguoneimuqianzuobuledeshebei,wanquanyilaijinkou,zhuyaoshiyinweizhubengyaoqiulianxuyunxingzhishao30年不準出現任何問題。主泵直徑約2m,高5~6m,其主要部件分為兩類:承壓部件(包括泵體、泵蓋、主螺栓、主螺母等)和功能部件(包括葉輪、葉軸、密封件等)。目前,沈鼓正在與美國西屋公司進行聯合研製,總體新設計還沒有完成。除了1級主泵外,還有多種2級、3級泵,各種泵的名稱和功能不一樣,但是原理基本一樣。如安全殼噴淋泵,該泵平時不用,隻有發生故障時使用,要求在6秒鍾內啟動,起到降溫的作用。這些泵的加工基本上包括了車、銑、鏜、鑽、攻絲等工序。
承壓部件的泵體和泵蓋加工需要的設備主要有大型數控立式車床、數控落地銑鏜床、龍門加工中心等設備。主螺栓、主螺母等加工比一般螺栓和螺母要求高,但是主要是材料和刀具選擇問題。
功能部件中葉輪和葉輪軸加工需要的設備主要有五軸聯動加工中心、數控車床、大型數控臥式車床等。
常規島部分主要由蒸汽輪機組、發電機組、水泵、汽水分離器等組成。核電蒸汽輪機的原理和結構都與火電(燃煤)zhengqilunjixiangtong,butongzhichuzaiyutongdengfadianrongliangdezhengqilunjizu,hedianzhengqilunjidezhijingbihuodianzhengqilunjiyaodayixie,shiyongdecailiaoyeyoubufenbutong,zhizaoyaoqiugenggao。zhuyaojiagonglingjianyouyepian、定子、轉子等。主要加工機床有用於加工葉片的不同型號(最大葉片長度超過1600mm)4~5軸聯動加工中心,用於加工轉子的數控重型臥式車床、數控葉根槽銑床,用於加工定子的數控大型落地銑鏜床、數控龍門鏜銑床、大型定子專用機床等。
如加工一個重達200多噸的60萬千瓦汽輪機轉子,需要回轉直徑3.5~5.0m、長15~20m的重型臥車,加工渦輪葉片需要五軸聯動加工中心,加工中壓缸、高壓缸需要寬7.5~8m、長22m的數控龍門鏜銑床和重型數控立式車床以及鏜杆直徑200~260mm的de數shu控kong落luo地di銑xi鏜tang床chuang等deng。一yi般ban情qing況kuang下xia,能neng滿man足zu火huo電dian蒸zheng汽qi輪lun機ji加jia工gong需xu要yao的de機ji床chuang,基ji本ben上shang也ye能neng滿man足zu核he電dian蒸zheng汽qi輪lun機ji加jia工gong的de要yao求qiu。在zai這zhe些xie機ji床chuang設she備bei中zhong,大da部bu分fen中zhong小xiao型xing葉ye片pian加jia工gong用yong4~5zhouliandongjiagongzhongxinhezhuanzizhuzhoujiagongyongshukongwoshichechuangdeng,guoneijibenkeyimanzuyaoqiu。danshi,daxingyepianjiagongyongjiagongzhongxinheshukongyegencaoxichuangdengshukongjichuangzhuyaoyikaojinkou。
此ci外wai,核he電dian發fa電dian機ji與yu火huo電dian發fa電dian機ji基ji本ben相xiang同tong,兩liang者zhe的de加jia工gong設she備bei也ye沒mei有you什shen麼me不bu同tong。在zai一yi般ban情qing況kuang下xia,能neng滿man足zu火huo電dian發fa電dian機ji加jia工gong需xu要yao的de機ji床chuang,基ji本ben上shang也ye能neng滿man足zu核he電dian發fa電dian機ji加jia工gong的de要yao求qiu。主zhu要yao加jia工gong機ji床chuang有you用yong於yu加jia工gong轉zhuan子zi的de數shu控kong重zhong型xing臥wo式shi車che床chuang、數控轉子槽銑床,用於加工定子的數控大型落地銑鏜床、大da型xing定ding子zi專zhuan用yong機ji床chuang等deng。目mu前qian,在zai這zhe些xie需xu要yao的de高gao檔dang數shu控kong機ji床chuang中zhong,部bu分fen機ji床chuang國guo內nei可ke以yi滿man足zu需xu要yao,但dan是shi部bu分fen機ji床chuang設she備bei如ru數shu控kong轉zhuan子zi槽cao銑xi床chuang等deng仍reng然ran依yi靠kao進jin口kou。
機床精度製約風電設備發展
風力發電站裝備主要包括以下幾部分:變速箱(升速箱)、發電機組、葉片、塔基和變電站等。目前,風力發電逐漸向大功率機組發展,要求高可靠性、壽命周期長,因此零部件的精度、功能要求很高。
隨著風力發電技術的發展,風電機組的原理和結構也在發生變化,未來的風電機組在向結構簡單化、體(ti)積(ji)減(jian)小(xiao)的(de)方(fang)向(xiang)發(fa)展(zhan)。目(mu)前(qian),我(wo)國(guo)正(zheng)在(zai)開(kai)發(fa)無(wu)齒(chi)輪(lun)箱(xiang)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu)。如(ru)哈(ha)爾(er)濱(bin)發(fa)電(dian)設(she)備(bei)集(ji)團(tuan)的(de)發(fa)電(dian)設(she)備(bei)工(gong)程(cheng)研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)開(kai)發(fa)了(le)無(wu)齒(chi)輪(lun)箱(xiang)變(bian)速(su)變(bian)槳(jiang)永(yong)磁(ci)風(feng)力(li)發(fa)電(dian)機(ji)組(zu),正(zheng)在(zai)研(yan)製(zhi)“變速恒頻風力發電機組”和“直驅型變速風力發電機組”等,可代替帶齒輪箱傳動的異步發電機組,具有製造成本低、運行可靠、維修簡便等優點,並具有自主知識產權。
目前,生產最多的是有齒輪箱風力發電機組,由於結構比較複雜,完成其各種部件的製造需要不同機床設備進行加工。
風機的變速箱主要由箱體、行星輪係和變速機構等組成。風機變速箱體屬於大型箱體,根據發電量的不同,直徑約2~3m,大部分為分體結構。加工需要鏜杆直徑約160~250mm的數控落地銑鏜床和大型臥式加工中心、龍門加工中心等,加工精度要求較高,目前主要使用的是進口設備。
變速箱內的齒輪加工量很大,需要對大型內齒圈、圓柱直齒輪和斜齒輪等進行成批生產。主要加工設備為大型數控立式滾齒機、數控插齒機、數控磨齒機等。這些齒輪加工機床中,大規格數控齒輪機床普遍要求具有高效、重載、重切、剛性好的特點,主要依靠進口,中小型采用國產設備。其中大規格、大模數齒輪和齒圈采用數控成型銑齒機和數控成型磨齒機,數控成型銑齒機要求大切深、大進給、滾速高。數控成型磨齒機要求精度達到5級以上,自動化程度高、自動調心、自動測量、自動修形、wendingxinggao。muqian,guoneizhizaofengdianyongbiansuxiangdeqiyezhuyaoyounanjinggaojingchilunyouxiangongsi。gaichangshengchanrenwufeichangmang,changqisanbandao,haishibunengwanquanmanzushichangxuqiu,yinciyaoqiujiagongshebeiwending、可靠,目前該廠使用的齒輪加工機床基本上是進口設備。
fengdianyongfadianjideyuanlihejiegouyuhuodiandengqitafadianjijibenyiyang。fengdiandadoushiyongqianwajifadianji,bijiaohuodianshiyongdewanqianwajifadianji,shuyubutongjibiedejizu。congzhizaojiaodushangkanmeiyoutaidanandu,nengzhizaohuodianfadianjizudeqiye,yibandounengmanzuzhizaofengdianfadianjizudeyaoqiu。danshi,fengdianfadianjiyaoqiushiyongshoumingdadao20年以上,對其穩定性和可靠性要求更高。
風(feng)機(ji)的(de)葉(ye)片(pian)大(da)多(duo)采(cai)用(yong)環(huan)氧(yang)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)或(huo)碳(tan)纖(xian)維(wei)等(deng)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)製(zhi)作(zuo)。葉(ye)片(pian)設(she)計(ji)主(zhu)要(yao)采(cai)用(yong)全(quan)三(san)維(wei)氣(qi)動(dong)仿(fang)真(zhen)和(he)結(jie)構(gou)有(you)限(xian)元(yuan)仿(fang)真(zhen),使(shi)用(yong)真(zhen)空(kong)灌(guan)注(zhu)工(gong)藝(yi)進(jin)行(xing)葉(ye)片(pian)生(sheng)產(chan)。機(ji)械(xie)加(jia)工(gong)較(jiao)少(shao),部(bu)分(fen)需(xu)要(yao)衝(chong)切(qie)成(cheng)型(xing)。
葉片的變槳機構主要有變槳電機、減速器和變槳控製器等。對製造設備沒有特殊要求,國內機床可以滿足需求。
偏航機構主要部件是帶內外齒的大型軸承和4個ge小xiao齒chi輪lun及ji變bian速su裝zhuang置zhi等deng。該gai種zhong大da型xing軸zhou承cheng目mu前qian國guo內nei還hai不bu能neng製zhi造zao,主zhu要yao依yi靠kao進jin口kou。國guo內nei天tian馬ma股gu份fen將jiang進jin行xing偏pian航hang機ji構gou用yong的de大da型xing軸zhou承cheng開kai發fa製zhi造zao。其qi加jia工gong設she備bei主zhu要yao是shi一yi些xie要yao求qiu較jiao高gao的de專zhuan用yong機ji床chuang裝zhuang備bei,如ruCCMT2008展覽會上,齊重數控裝備股份有限公司展出的3台大型數控專用機床,就是為加工製造風電大型齒輪的設備。