1、轉子屏蔽套是AP1000核主泵的關鍵部件，其制造精度和裝配質(zhì)量對核主泵的正常運轉有重要影響。轉子屏蔽套由Hastelloy C-276合金薄板經(jīng)過剪裁和焊接工藝制造而成，AP1000核主泵轉子屏蔽套具有超薄大長徑比和徑厚比，熱套裝前，其直徑偏差為±0.076mm，因此，轉子屏蔽套的制造與裝配難度非常大。為此，我們一方面提出了采用真空熱脹形技術對剪裁和焊接后的轉子屏蔽套進行誤差治理的理論和方法，使其滿足熱套裝前的高精度要求;另一方面提出了

2、核主泵轉子屏蔽套熱套裝控溫方法，以適當減緩熱套裝過程中轉子屏蔽套溫度的下降速度，延長允許的熱套裝時間，避免轉子屏蔽套過早地箍在轉子表面，確保轉子屏蔽套熱套裝順利完成。
　　本文采用有限元模擬與實驗相結合的研究方法，首先利用有限元軟件MSC.Marc對核主泵轉子屏蔽套的真空熱脹形和熱套裝過程進行有限元模擬，深入分析轉子屏蔽套的真空熱脹形成形機理、成形規(guī)律以及工藝參數(shù)對轉子屏蔽套熱套裝的影響規(guī)律。然后設計并制造轉子屏蔽套的真空熱脹形模

3、具和熱套裝實驗平臺，開展轉子屏蔽套真空熱脹形和熱套裝工藝實驗，為剪裁和焊接后轉子屏蔽套的誤差治理和熱套裝配提供理論基礎和數(shù)據(jù)參考。主要研究內(nèi)容和結論如下:
　　1.基于應力松弛實驗建立了Hastelloy C-276合金的蠕變本構模型，以有限元軟件MSC.Marc作為分析平臺，建立了核主泵轉子屏蔽套真空熱脹形有限元模型，并利用其強大的子程序二次開發(fā)功能，模擬了核主泵轉子屏蔽套的真空熱脹形過程。計算了真空熱脹形過程中轉子屏蔽套與模具

4、內(nèi)部的瞬時溫度場、徑向位移場和應力應變場，深入地分析了轉子屏蔽套的真空熱脹形成形機理，預測了轉子屏蔽套的真空熱脹形脹形量。
　　2.利用建立的核主泵轉子屏蔽套真空熱脹形有限元模型研究模具壁厚、保溫時間、保溫溫度及脹形間隙對轉子屏蔽套脹形量的影響規(guī)律，得到了優(yōu)化的真空熱脹形工藝參數(shù)選擇方案。模擬結果顯示，模具壁厚對轉子屏蔽套的脹形量影響不大，優(yōu)化的模具壁厚為20.00mm;保溫時間的延長和保溫溫度的升高都會使轉子屏蔽套的脹形量增大，

5、優(yōu)化的保溫時間范圍為2h～3h，保溫溫度范圍為750℃～800℃;轉子屏蔽套的脹形量與脹形間隙近似呈線性關系，優(yōu)化的脹形間隙范圍是0.20mm～0.60mm。
　　3.設計并制造了核主泵轉子屏蔽套真空熱脹形模具，開展了轉子屏蔽套真空熱脹形實驗。對比結果顯示，轉子屏蔽套脹形量的模擬值與實驗值吻合較好，證明了模擬結果的準確性。此外，脹形后，轉子屏蔽套的內(nèi)徑與目標值的誤差為-0.04mm～+0.06mm，小于要求的直徑偏差±0.076m

6、m，說明了采用真空熱脹形技術可以對剪裁和焊接后的轉子屏蔽套進行精密的誤差治理，使其滿足熱套裝前的高精度要求。
　　4.利用自主研發(fā)的穩(wěn)態(tài)接觸換熱系數(shù)和瞬態(tài)換熱系數(shù)測量裝置對轉子屏蔽套熱套裝過程中的換熱行為進行了實驗研究。測量了Hastelloy C-276合金與Hastelloy C-276合金間的穩(wěn)態(tài)接觸換熱系數(shù)以及Hastelloy C-276合金與硅鋼間的瞬態(tài)窄間隙換熱系數(shù)，研究了界面壓力、界面溫度、試樣的初始溫度及試樣間的

7、間隙尺寸對換熱系數(shù)的影響規(guī)律，為核主泵轉子屏蔽套熱套裝過程的有限元模擬提供了必要的換熱數(shù)據(jù)。
　　5.基于有限元軟件MSC.Marc，通過編寫換熱子程序，模擬了核主泵轉子屏蔽套的熱套裝過程。計算了熱套裝過程中轉子屏蔽套的徑向收縮量隨時間的變化，預測了轉子屏蔽套的熱套裝時間，研究了轉子屏蔽套的制造精度、熱套裝溫度及保溫層厚度對轉子屏蔽套熱套裝的影響規(guī)律，優(yōu)化的保溫層厚度范圍是1.00mm～2.00mm。
　　6.設計并制造了一