第2期 吉晓霞等：基于ProCAST软件优化压水堆核电站一回路弯管铸造工艺 ·145· 图1弯管充型过程分析.(a10s(b)30s(c)50s:(d山)73s Fig.1 Filling process analysis of the bent pipes:a)10s;(b)30 s;c)50 s:d)73 s 冒口内部（即冒口根部以上，如红色箭头所示）.表 明第二次工艺优化达到了消除弯管铸件内部缩孔缩 松的目的 4弯管铸造工艺第三、四次改进 第二次改进工艺虽然达到了消除弯管铸件内部 缩孔缩松的目的，但冒口尺寸是否有余量以及弯管 铸件工艺出品率能否进一步提高都有待研究.对 此，采取的第三次改进工艺是将管背冒口的直径从 340mm减少到330mm.第三次改进工艺下弯管凝 固过程及缩孔缩松预测图如图7所示.由图可见， 图2弯管充型结束时的温度场 Fig.2 Temperature field of the bent pipe at the end of the filling 管背冒口颈与铸件连接处未见孤立液相，弯管内部 process 未见缩孔缩松 进一步减小管背冒口直径至320mm,获得的弯 图5所示为第二次改进工艺下弯管的凝固过程 管凝固过程及缩孔缩松预测图如图8所示.可见， 分析图.可见，弯管凝固至12450s(图5(a))和 弯管凝固进行到12587s时，管背与铸件连接处出 14950s(图5(b))时，管腹冒口中未见孤立液相. 现了较小的孤立液相（图8(a)中白色箭头所示）. 顶冒口存在缩孔缩松的具体位置（图5(b)红色箭头 除上述部位外，弯管铸件其他部位也产生了缩孔缩 所示)仍据软件的缩孔缩松预测功能来判断. 松缺陷（图8(b)白色箭头所示）·综合上述模拟和 图6为该工艺下弯管凝固结束时的缩孔缩松预 分析结果，可知第三次优化弯管工艺效果最佳 测图.图6(a)显示，管腹冒口与铸件连接处不存在 当然，上述基于ProCAST软件对压水堆核电站 缩孔缩松.图6(b)显示顶冒口的缩孔缩松位置在 一回路弯管铸造工艺（主要针对冒口）的优化，还需第 2 期 吉晓霞等: 基于 ProCAST 软件优化压水堆核电站一回路弯管铸造工艺 图 1 弯管充型过程分析 . ( a) 10 s; ( b) 30 s; ( c) 50 s; ( d) 73 s Fig． 1 Filling process analysis of the bent pipes: ( a) 10 s; ( b) 30 s; ( c) 50 s; ( d) 73 s 图 2 弯管充型结束时的温度场 Fig． 2 Temperature field of the bent pipe at the end of the filling process 图 5 所示为第二次改进工艺下弯管的凝固过程 分析图． 可见，弯管凝固至 12 450 s( 图 5 ( a) ) 和 14 950 s( 图 5 ( b) ) 时，管腹冒口中未见孤立液相． 顶冒口存在缩孔缩松的具体位置( 图 5( b) 红色箭头 所示) 仍据软件的缩孔缩松预测功能来判断． 图 6 为该工艺下弯管凝固结束时的缩孔缩松预 测图． 图 6( a) 显示，管腹冒口与铸件连接处不存在 缩孔缩松． 图 6( b) 显示顶冒口的缩孔缩松位置在 冒口内部( 即冒口根部以上，如红色箭头所示) ． 表 明第二次工艺优化达到了消除弯管铸件内部缩孔缩 松的目的． 4 弯管铸造工艺第三、四次改进 第二次改进工艺虽然达到了消除弯管铸件内部 缩孔缩松的目的，但冒口尺寸是否有余量以及弯管 铸件工艺出品率能否进一步提高都有待研究． 对 此，采取的第三次改进工艺是将管背冒口的直径从 340 mm 减少到 330 mm． 第三次改进工艺下弯管凝 固过程及缩孔缩松预测图如图 7 所示． 由图可见， 管背冒口颈与铸件连接处未见孤立液相，弯管内部 未见缩孔缩松． 进一步减小管背冒口直径至 320 mm，获得的弯 管凝固过程及缩孔缩松预测图如图 8 所示． 可见， 弯管凝固进行到 12 587 s 时，管背与铸件连接处出 现了较小的孤立液相( 图 8 ( a) 中白色箭头所示) ． 除上述部位外，弯管铸件其他部位也产生了缩孔缩 松缺陷( 图 8( b) 白色箭头所示) ． 综合上述模拟和 分析结果，可知第三次优化弯管工艺效果最佳． 当然，上述基于 ProCAST 软件对压水堆核电站 一回路弯管铸造工艺( 主要针对冒口) 的优化，还需 ·145·