压力容器壳体、蒸汽发生器壳体、稳压器壳体等大型桶形构件基本都是两端有封头的桶形构件,只是直径和高度不同。压力容器和蒸汽发生器的直径取决于核电站发电机组的大小。
目前主要生产百万千瓦级核电设备。压力容器的直径为5 ~ 8m以上,长度约为20m。分为4 ~ 5节,由特殊钢材焊接而成。毛坯为圆柱形锻件,需要万吨压力机锻造。后续切割需要超重型数控立式车床、超重型数控卧式车床、大型镗杆多轴数控镗铣床、数控龙门镗铣床、五轴联动车铣中心等。这些设备规格较大,对加工精度、主轴转速、快速运动等参数没有特殊要求。但由于这些工件价格昂贵,而且没有备件,所以成品率必须是100%,所以对机床的可靠性和稳定性有很高的要求。
一个核电站需要200多台各种型号的泵,都是离心泵。主泵(一级泵)是位于核岛心脏的关键部件,是控制核电站水循环的关键。属于核电站一级设备,每个蒸汽发生器都有一个主泵。
核岛内主泵的结构并不比其他泵复杂,但要求极高,要求绝对的可靠性。是目前国内唯一做不到的核反应堆中的设备,完全依赖进口,主要是要求主泵连续运行至少30年不出任何问题。主泵直径约2m,高5 ~ 6m,其主要部件分为两类:承压部件(包括泵体、泵盖、主螺栓、主螺母等。)和功能部件(包括叶轮、叶轮轴、密封等。).目前神谷是和西屋联合开发,整体新设计还没有完成。除了一级泵之外,还有各种二级和三级泵,它们的名称和功能不同,但原理基本相同。如安全壳喷淋泵,该泵平时不使用,只在发生故障时使用。要求6秒内启动降温。这些泵的加工基本包括车、铣、镗、钻、攻丝等工序。
加工承压部件泵体和泵盖所需的设备主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。主螺栓螺母的加工要求比一般螺栓螺母高,但主要是材料和工具的选择。
部件中,加工叶轮和叶轮轴所需的设备主要有五轴联动加工中心、数控车床、大型数控卧式车床等。
常规岛主要由汽轮机组、发电机组、水泵、汽水分离器等组成。核电汽轮机的原理和结构与火电(燃煤)汽轮机相同,但区别在于核电汽轮机的直径比火电汽轮机大,使用的材料也不同,所以制造要求更高。主要加工零件有叶片、定子、转子等。主要机床有加工叶片的不同类型的4 ~ 5轴联动加工中心(最大叶片长度超过1600 mm)、加工转子的数控重型卧式车床和数控叶根槽铣床、加工定子的数控大型落地铣镗床、数控龙门铣铣床、定子大型专用机床等。
例如,加工一个60万千瓦、重200多吨的汽轮机转子,需要旋转直径3.5~5.0m、长15 ~ 20m的重型卧车,加工涡轮叶片需要五轴联动加工中心,加工时需要宽7.5 ~ 8m、长22m的数控龙门镗铣床,加工镗杆直径200~260mm的重型数控立式车床和数控落地铣镗床总的来说,能满足火电汽轮机加工需要的机床基本能满足核电汽轮机加工的要求。在这些机床中,中小叶片大多采用4 ~ 5轴联动加工中心和数控卧式车床加工转子主轴,国内基本可以满足要求。而大型叶片加工的加工中心、数控叶根坡口铣床等数控机床主要依赖进口。
另外,核能发电机和火力发电机基本相同,处理设备也没什么区别。一般来说,能满足火力发电机加工要求的机床,基本能满足核电发电机的加工要求。主要加工机床有数控重型卧式车床、数控转子槽铣床、数控大型落地铣镗床、大型定子专用机床等。目前,在这些高档数控机床中,部分国产机床可以满足需要,但数控转子槽铣床等部分机床仍依赖进口。
风力发电站设备主要包括以下几个部分:齿轮箱(变速箱)、发电机组、叶片、塔基和变电站等。目前风力发电逐渐向大功率机组发展,要求可靠性高,寿命周期长,所以对元器件的精度和功能要求很高。
随着风力发电技术的发展,风力发电机的原理和结构也在发生变化,未来的风力发电机朝着结构简化、体积减小的方向发展。目前,中国正在开发无齿轮风力发电机。如哈尔滨发电设备集团发电设备工程研究中心已研发出无齿轮变速变桨永磁风力发电机组,正在研发“变速恒频风力发电机组”和“直驱变速风力发电机组”,可以用变速箱传动替代异步发电机,具有制造成本低、运行可靠、维护简单、拥有自主知识产权等优点。
目前,带齿轮箱的风力发电机是生产最广泛的一种。由于结构复杂,需要不同的机床来制造各种部件。
风机齿轮箱主要由箱体、行星轮系和传动机构组成。变速箱是一个大箱子,根据发电量的不同直径在2 ~ 3m左右,大部分是分体式结构。镗杆直径160250mm左右的数控落地铣镗床,大型卧式加工中心,龙门加工中心等。这需要很高的加工精度。目前主要使用进口设备。
变速箱中有大量的齿轮加工,需要批量生产大型内齿圈、直齿轮和斜齿轮。主要加工设备有大型数控立式滚齿机、数控插齿机、数控磨齿机等。在这些齿轮加工机床中,一般要求大尺寸数控齿轮机床具有高效率、重载、重切削、刚性好的特点,主要依靠进口,中小尺寸采用国产设备。其中,大尺寸、大模数的齿轮和齿圈采用数控成形铣齿机和数控成形磨齿机,要求切削深度大、进给量大、滚压速度高。数控磨齿机要求精度达到5级以上,自动化程度高,自动找正,自动测量,自动修正,稳定性高。目前,国内制造风电齿轮箱的企业主要有南京高静齿轮有限公司..工厂生产任务很忙,长时间三班倒还是不能完全满足市场需求。因此,要求加工设备稳定可靠。目前该厂使用的齿轮加工机床基本都是进口设备。
风力发电机的原理和结构与火电等其他发电机基本相同。大多数风力发电使用千瓦级发电机,而火力发电则属于不同级别的机组。从制造的角度来说,并不是太难。能制造火力发电机组的企业,一般都能满足制造风力发电机组的要求。而风力发电机组的使用寿命要求达到20年以上,对稳定性和可靠性要求更高。
风扇叶片多由环氧玻璃纤维或碳纤维等复合材料制成。叶片设计主要采用全三维气动模拟和结构有限元模拟,叶片生产采用真空浇注工艺。机械加工较少,部分零件需要冲孔和切割。
叶片变桨机构主要包括变桨电机、减速器和变桨控制器。对制造设备没有特殊要求,国产机床即可满足需求。