摘要：通过对1000MW等级核电机组主泵下电机支座的研制，阐述了下电机支座锥体、U形支撑成形、加工，上盖板、法兰组件防变形等制造难点的控制。

下电机支座为轴封式反应堆冷却剂泵重要支撑件之一，结构如图1所示。其结构形式及制造工艺与常规火电和石化产品完全不同，制造要求严格，需要采取有效措施控制产品质量。

1核电机组主泵下电机支座结构特点、参数及零部件规格

整体为对称结构，由底座、上法兰及装焊于两者之间的锥体、内圆筒构成整体框架，在锥体及内圆筒开口处装焊U型支撑，内圆筒与锥体之间的空间内装焊弧板、侧板及底板，与锥体一起构成油箱，两个油箱通过连通管相连，在上法兰内圆处装有上盖板、法兰，在下支座外部装有挡板、支撑板及磁翻柱液位计等附件，整体尺寸要求严格，需通过对生产中各个工序细致的控制来保证，包括零件的下料、加工、坡口成型等，同时对焊接质量及焊接防变形方面也有很高的要求。

主要零部件材质及规格见表1。

2核电机组主泵下电机支座制造关键要点

为保证产品制造质量，在产品生产前制作了相应的模拟件，对主要零部件进行成形及加工试验。主要制造技术难点：锥体制造、U形支撑制造、盖板+法兰组件防变形控制。下面分别进行介绍。

2.1锥体制造

锥体是下电机支座中的主要零件，如图1所示，zui终成形公差要求严格，大、小口直径尺寸公差为d±4mm，同轴度不大于4mm，环缝坡口加工成型后公差为28±2mm，锥体采用1/2拼接，分别在两块板的一侧预弯，冷卷+冷校圆成形。

为保证锥体成型公差和坡口加工公差满足要求，对锥体下料、预弯、卷/校圆、坡口加工及焊接等每一步都进行控制。下料时，采用数控气割下料，保证大、小口尺寸准确，并留有预弯直边余量；预弯及卷校园时采用样板比较，根据样板测量情况，及时进行调整；卷制及精校圆时，通过调节卷制参数，尽量减小锥体成形偏差；锥体纵缝焊接时给出合理焊接顺序控制焊接变形。

环缝坡口见图2，其中28mm为斜向垂直尺寸，转化成平面尺寸为28.5mm。根据锥体角度计算tg11°=0.2mm，计算可得高度每降低5mm，坡口28.5mm尺寸增加(大口)或减少（小口）1mm，需要多次、多位置测量，边加工、边测量、边计算，确定加工量，确保坡口尺寸满足图纸公差要求。锥体上的U型支撑开口尺寸大，气割U型支撑处开口后容易发生变形。为解决这一问题，气割U形支撑开口前，在锥体大、小口分别装焊环形支撑；同时为尽量减小变形对后续工序造成的影响，保证锥体与上法兰、底座对接位置准确，只将锥体与上法兰相焊侧200mm长坡口气割、加工坡口，这是考虑到由于刀具尺寸限制，如果全部坡口都放到zui后加工，必然在与上法兰相焊的根部造成坡口加工不到位的情况，所以剩余部分坡口在锥体与底座、上法兰焊好后再气割、机加工坡口，如图3所示。

2.2U形支撑制造

U型支撑外形见图4，装配于锥体、内圆筒与上法兰之间，U型支撑整体气割下料后冷压成型，数控铣加工纵缝及侧面坡口成型。开口间距900±3mm，公差要求高，成形难度大。考虑U形支撑结构特点，提制了如图5所示的专用模具，利用8000t油压机压制成形。

在压制试验过程中出现了900mm间距超差问题，通过改进工件对正方法、增加中间测量加以解决。

常规找正方法为上模中心线、工件压制线、下模中心线对正，详见图6所示，工件长度小于模具长度，只能靠肉眼对线找正，精度较差，只能用于粗加工，满足不了精加工件的制造要求。

由于上模半径为R150，所以改进方法为在压制线两侧各偏移150mm划压制辅助找正线，上模与工件压制线对正时，使用直角尺，利用工件辅助找正线，检测上模两侧是否与工件辅助找正线对齐，如图7所示，调整工件位置直至合格；工件一侧压制完成后应从中心线返尺测量，根据所测结果微调另一条压制线位置，通过以上措施使工件间距满足公差要求。

进行U形支撑压制试验时，由于工件与下模接触位置处存在锈蚀，且下模圆角为R10，圆角较小，造成工件、下模两侧在接触面存在划伤，如图8所示。

经过分析，从以下三个方面采取措施：第一，修理模具，将R10改为R50，使接触位置无明显尖角；第二，压制前修磨工件与下模接触位置，降低摩擦力；第三，在下模与工件接触处涂抹润滑油。通过以上3个措施，解决了接触面划伤问题。

U形支撑在侧面有与内圆筒相焊的环缝坡口，端部有与上法兰相焊的纵缝坡口，如图9、10所示。

铣加工设备选用数控铣镗床，根据U型支撑尺寸结构及现有加工设备，制定工艺流程如下：

(1)铣加工纵缝坡口成型；

(2)利用机床辅助划找正用线；

(3)数控铣加工U型支撑与半圆筒相焊侧坡口；

(4)气割U型支撑与锥体相焊侧余量；

(5)数控铣加工锥体侧曲面。

纵缝坡口加工分为粗加工及精加工两个工步。粗加工去除毛坯的大部分余量，精加工至设计尺寸，并提高加工表面光洁度。

2.3盖板防变形

如图11所示，法兰上表面与上法兰上表面之间的高度尺寸公差为50（±0.3）mm，法兰厚度整体加工后为20（±0.2）mm，尺寸公差要求严格，盖板为折弯结构，如图12所示，造成装焊盖板时，必然发生焊接变形，并且在热处理时，组件会在应力发生释放后，发生变形，易造成整体加工时余量不够。

采取如下工艺措施进行控制：①将法兰厚度增加至30mm。考虑到盖板变形不易控制，经与设计沟通，将盖板厚度改为30mm；②制作防变形工装。工装与盖板+法兰组件一同装配，热处理后拆除。如图13所示，法兰下料时内圆留有较大余量，在法兰内圆余量上加工螺栓孔，将组件与防变形工装一起装配，再进行盖板与上法兰之间的焊接，以控制法兰及盖板在焊接过程中变形；③反变形。预估变形量，将法兰装配位置提高一定尺寸。

通过以上措施的控制，保证法兰满足后续加工要求。

3结束语

通过对1000MW等级核电主泵下电机支座制造工艺的研究，对锥体、U形支撑，盖板+法兰组件的结构进行分析，制定有效的工艺措施解决锥体、U形支撑成形、加工，盖板+法兰防变形等技术难题，为后续相关核电支撑件产品制造积累经验。