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第1章 核电厂系统与设备1

1.1 压水堆核电厂的系统与设备2

1.1.1 压水堆核电厂的组成2

1.1.2 反应堆结构3

1.1.3 反应堆冷却剂系统5

1.1.4 一回路辅助系统10

1.1.5 化学和容积控制系统10

1.1.6 辅助冷却水系统13

1.2 沸水堆简介16

1.2.1 沸水堆的概况16

1.2.2 沸水堆的结构19

1.2.3 沸水堆的工作原理22

1.3 重水堆核系统简介25

1.3.1 重水堆的系统原理26

1.3.2 重水堆的分类及特点26

1.3.3 重水的核特性及重水堆的特殊结构30

1.4 燃料组件简介31

1.4.1 燃料元件和组件概述31

1.4.2 典型堆的燃料元件32

第2章 核电设备常用材料及焊接材料40

2.1 核电厂用金属材料40

2.1.1 核机械设备结构材料40

2.1.2 核燃料包壳、压力管、蒸汽发生器传热管所用材料48

2.1.3 核屏蔽材料和主管道材料52

2.1.4 堆内构件材料53

2.1.5 压力容器用钢的可焊性及评定61

2.1.6 核电厂机械设备的安全分级62

2.2 焊接性能64

2.2.1 焊接性64

2.2.2 影响焊接性的因素66

2.2.3 焊接性试验的内容及评定原则68

2.2.4 不锈钢焊接性能与有色金属的焊接性能71

2.2.5 焊接在核电中的重要性74

2.2.6 核电厂常规岛焊接工艺评定规程76

2.3 常用焊接材料83

2.3.1 低合金钢焊接材料83

2.3.2 不锈钢焊接材料84

2.3.3 镍基合金焊接材料87

2.3.4 钴基合金焊接材料90

2.3.5 20MnHR钢配套埋弧焊焊接材料92

第3章 核电设备焊接方法与焊接设备96

3.1 焊条电弧焊96

3.1.1 焊接参数96

3.1.2 焊接操作98

3.1.3 典型焊接缺陷及预防100

3.1.4 奥氏体不锈钢板对接V形坡口带衬垫立焊焊接方法101

3.2 钨极氩弧焊104

3.2.1 手工钨极氩弧焊104

3.2.2 自动钨极氩弧焊115

3.3 带极电渣堆焊122

3.3.1 带极电渣堆焊122

3.3.2 带极电渣堆焊的焊接工艺参数122

3.3.3 带极电渣堆焊的优缺点124

3.3.4 带极电渣堆焊在核电设备制造中的应用124

3.4 埋弧焊125

3.4.1 埋弧焊的基本原理及主要特点125

3.4.2 埋弧焊加工的应用范围128

3.4.3 埋弧焊用焊接材料128

3.4.4 埋弧焊的基本设备132

3.4.5 埋弧焊加工的基本工艺规律136

3.4.6 埋弧焊工艺在核电设备制造中的应用140

3.5 带极埋弧堆焊143

3.5.1 带极埋弧堆焊的特点143

3.5.2 带极埋弧堆焊的工艺参数及其对堆焊层质量的影响145

3.5.3 核电设备带极埋弧堆焊装备的选用148

3.5.4 带极埋弧自动焊技术操作规程149

3.5.5 带极埋弧堆焊工艺在核电设备制造中的应用149

3.6 激光焊154

3.6.1 激光焊的基本原理及主要特点154

3.6.2 激光焊接机的分类158

3.6.3 激光焊接的应用159

3.6.4 激光焊接的工艺参数161

3.6.5 激光焊接工艺在核电设备制造中的研究与应用162

3.7 电子束焊165

3.7.1 电子束焊的基本原理165

3.7.2 电子束焊及电子束焊机的类型167

3.7.3 真空电子束焊的主要优缺点168

3.7.4 真空电子束焊接的应用169

3.7.5 真空电子束焊的焊接工艺参数及其调节170

3.7.6 真空电子束焊的焊接缺陷及产生原因173

3.7.7 电子束焊接工艺在核电设备制造中的应用174

第4章 核电设备中的重要焊接工艺178

4.1 阀门密封面耐磨堆焊178

4.1.1 气焊178

4.1.2 焊条电弧堆焊179

4.1.3 钨极氩弧堆焊181

4.1.4 等离子弧堆焊181

4.2 回路主管道和波动管焊接工艺181

4.2.1 主管道焊接工艺181

4.2.2 波动管焊接工艺184

4.3 核电厂钢衬里及牛腿安装焊接工艺187

4.3.1 钢衬里的安装焊接187

4.3.2 牛腿的安装焊接190

4.4 管子管板焊接194

4.4.1 管接头与安全端的焊接194

4.4.2 J形坡口焊接197

4.4.3 蒸汽发生器管子管板焊接199

4.5 燃料组件焊接技术200

4.5.1 核燃料棒焊接201

4.5.2 骨架焊接204

4.5.3 定位格架焊接207

4.5.4 格架钎焊208

第5章 核电设备常见焊接缺陷及失效分析212

5.1 核电站常用焊接工艺概述212

5.1.1 焊接212

5.1.2 焊接方法分类212

5.2 焊接缺陷产生的原因、危害及其预防213

5.2.1 焊缝形状缺陷213

5.2.2 未焊透与未熔合217

5.2.3 气孔219

5.2.4 夹渣221

5.2.5 裂纹221

5.3 核电站焊接失效案例分析228

5.3.1 核电站压力容器顶盖贯穿件焊缝应力腐蚀开裂228

5.3.2 焊瘤及表面缺陷导致疲劳开裂238

5.3.3 疲劳及腐蚀疲劳导致开裂239

5.3.4 焊趾应力导致开裂240

第6章 核电设备焊接质量检验242

6.1 焊接质量检验概述242

6.2 焊接检验方法243

6.2.1 破坏性检验244

6.2.2 非破坏性检验245

6.3 核电设备焊接无损检测应用实例254

6.3.1 核电站反应堆压力容器超声检测254

6.3.2 核电站蒸汽发生器安全端焊缝射线检测259

6.3.3 核电站压力容器在役的目视检测和渗透检测262

附录265

参考文献270