于 跃

核岛一回路中使用的主泵是反应堆冷却系统中唯一高速旋转设备，如果把反应堆中的冷却剂比作人体血液，主泵就是心脏。由于主泵在寿期内始终处于高温、高湿及强辐照的环境下，因此泵壳等主要部件在瞬态过程中受到温度、压力等交变因素的影响，其工作时的安全性和可靠性尤显重要，而泵壳进出口安全端焊接接头质量的高低直接影响到主泵的在役寿命。

下面就以我国900 MW级主泵为例，对泵壳与进、出口安全端的焊接接头的工作环境、结构设计以及制造要求等方面进行探讨。

1 焊接接头工作环境

(1)泵壳的设计温度343℃，设计压力17.23 MPa。

（2）硼酸水有腐蚀性。

（3）冷却剂有强放射性。

（4）一旦发生失水事故，对安全壳进行喷淋将对焊接接头形成较大热冲击。

（5）环境温度为50℃，正常运行时的相对湿度为50%，事故和换料期间的相对湿度为100%。

（6） 40年寿期内启动和停止的循环次数约为4 000次[1]。

2 焊接接头结构

2.1 焊接接头组成

在核岛一回路泵壳中有两个非常重要的承压焊接接头，即泵壳与进、出口安全端的焊接接头。该焊接接头把泵壳与进、出口安全端连接成一个整体，并传递其所承受的载荷 (见图1)。

图1 进、出口安全端与泵壳的焊接接头

该泵壳本体采用SA-508M Gr.3Cl.1锻件，安全端采用Z2CND18-12不锈钢锻件。由于泵壳与进、出口安全端接头所用金属材料不同，所以，在泵壳本体端部堆焊有材质为308L/309L的预堆边。

2.2 焊接接头设计

焊接接头的设计是建立在等强度理论上，即焊接接头与相邻母材具有相同的强度。……