專利名稱：一種大型壓力容器的安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及反應(yīng)堆壓力容器。具體地講，本發(fā)明提供了一種裝配壓力容器的方法，其中全部的容器部件垂直疊放并幾乎同步地焊接到一起。
為了在生產(chǎn)電能的行業(yè)競爭，有必要以與能源生產(chǎn)的競爭相適應(yīng)的工期來建設(shè)電廠。目前，核反應(yīng)堆與同樣規(guī)模的化石燃料的發(fā)電裝置相比有明顯的缺點，因為在反應(yīng)堆的壓力容器的制造上要花費相當長的時間，特別是在焊接裝配上。
現(xiàn)在使用傳統(tǒng)的裝配方法，對制造工期只能作小的或漸進的改進。更大的困難在于，在某些情況下，電廠的建設(shè)工地由于體積大的關(guān)系不能運輸整個壓力容器。為了對壓力容器的制造工期作出重大的改進，要求對裝配方法和焊接工藝作出重大的改進。
本發(fā)明提出一種制造容器的方法，包括將容器的至少兩個部件放置在通常為垂直的位置和將各部件幾乎同步地焊接起來的步驟。本方法特別適用于現(xiàn)場制造如核反應(yīng)堆使用的大型壓力容器。
本發(fā)明的方法允許使用窄間隙氣體保護焊工藝多頭操作平行進行。使用較低能量輸入氣體保護焊工藝還可以減少多次中間消除應(yīng)力的工序，此工序用一般的方法也要消耗大量的時間。如果使用如美國專利5,670,072(該專利內(nèi)容在本文中引用參考)所介紹的每層單道的技術(shù)，焊接的時間可以進一步減少，該技術(shù)在本文中有時稱作Fine-lineTM焊接。
圖2顯示了本發(fā)明的方法。如圖2所示，容器部件14，16，18，20即可以在現(xiàn)場也可以在制造車間垂直疊放在一起，各個部件互相垂直對齊，使之可以同步焊接在一起。根據(jù)本發(fā)明的方法，容器部件的裝配是平行進行的而不是接續(xù)的。因此容器部件是在垂直位置同步進行焊接的。即，使用一個或多個焊接頭進行焊接，使兩個部件的焊接接頭在50秒到3分鐘之間完成，大多是在約1分鐘完成，以及其它對部件的焊接接頭。這樣就可以使用高可靠性的焊接技術(shù)平行進行多個操作，這些技術(shù)可以進行全位置焊接，包括立焊，橫焊，和仰焊。各種形式的窄間隙氣體鎢極電弧焊可以滿足這種需要，如氣體保護窄間隙焊接工藝。可應(yīng)用于此方法的最佳焊接工藝是上面提到的高溶敷速率的FineLineTM焊接技術(shù)。其通常使用軌跡焊裝置22。
采用適當?shù)墓潭ǚ绞綄⒏鱾€部件垂直重疊起來。一般，本發(fā)明方法是使用水靜壓實驗裝置來提供可靠的支撐和使各個部分對齊。作為一種替換的方法，如果運輸裝置不允許將整個容器運到建設(shè)工地，這時可以將各個部件運至建設(shè)工地，然后在容器底座或臨時支撐上將容器疊放起來。
壓力容器的初始制造階段可以按傳統(tǒng)的方法進行。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，容器各部件固定在適當?shù)奈恢茫缓罄密壽E焊裝置焊接到一起。因此，要先將板卷成各個殼體部分并進行焊接，或者進行鍛造和對圓筒鍛件進行機加工。同樣，法蘭環(huán)也是經(jīng)過鍛造和機加工，以及底部圓頂。如果需要，所有這些部件可以進行預(yù)先處理，如應(yīng)用耐腐蝕涂層。管口在這個制造階段是隨意的，當各個部件制造完畢，要進行窄間隙焊接接頭制備為應(yīng)用FineLineTM焊接的優(yōu)選實施例作準備。
一旦部件的疊放完成，使用FineLineTM焊接技術(shù)對實際存在的多個接頭進行平行焊接。可以在單個接頭設(shè)置多個焊接頭進行交替或平行操作。由于焊接位置對所采用的焊接工藝不是十分重要而且部件是靜止的，焊接還包括底部圓頂?shù)暮附雍凸芸阱懠惭b。
由于采用的焊接工藝有一般為氬氣的干燥惰性氣體保護，并且窄間隙接頭帶來了殘余應(yīng)力減少的的好處，傳統(tǒng)工藝采用的中間應(yīng)力釋放工序可以取消。進一步提供了建設(shè)時間的重大節(jié)省。
對主要焊縫的保護涂層可以在容器位于垂直位置時進行，或者后勤支持允許的話可以在將容器移動到水平位置后進行。最后的焊接后處理可以在適當?shù)奈恢煤驮跔t內(nèi)進行。另外，個別的焊縫或部分可以進行局部處理。
上面提到的FineLineTM焊接技術(shù)已經(jīng)開發(fā)出來并應(yīng)用在多個管道系統(tǒng)的現(xiàn)場。該工藝的進一步開發(fā)已經(jīng)證明反應(yīng)堆容器中典型的厚焊接接頭可以通過高熔敷速率的這種焊接工藝有效地和經(jīng)濟地進行焊接。對于焊接接頭和焊接工藝來說，最大的生產(chǎn)率提高來自很高的高寬比接頭和每層單焊道技術(shù)的結(jié)合(不設(shè)置橫向焊槍擺動)。
本發(fā)明的方法對反應(yīng)堆壓力容器裝配的方法和程序帶來了根本的改變。本發(fā)明主要用在建設(shè)大型核反應(yīng)堆壓力容器。有競爭性的建設(shè)工期對核能行業(yè)是關(guān)鍵的。本技術(shù)還可以用于建設(shè)大型化工容器，特別是要現(xiàn)場豎立的容器。
對于給定尺寸和壁厚容器的裝配，本發(fā)明的制造方法使所需的時間大量減少。對典型的大型反應(yīng)堆壓力容器的車間制造工期和程序的檢討顯示本發(fā)明實現(xiàn)的平行施工可以將三年的制造期減少6個月到一年，還可以進行有效的容器部件的現(xiàn)場安裝，在有些情況下，這些預(yù)先安裝好的單個部件的體積過大不能運輸?shù)浇ㄔO(shè)工地。
盡管通過現(xiàn)在認為是最可行和優(yōu)選的實施例對本發(fā)明進行了介紹，應(yīng)當清楚本發(fā)明不能限定在披露的實施例中，而是相反，在不脫離權(quán)利要求的精神實質(zhì)和范圍下，其應(yīng)包括各種修改和等效的設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種裝配容器的方法，包括步驟將容器的至少兩個部件(14，16，18，20)放置在通常為垂直的位置；和將各部件幾乎同步地焊接起來。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件(14，16，18，20)是圓柱形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊接是氣體保護窄間隙焊(22)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件在水靜壓實驗裝置中進行裝配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件用于核反應(yīng)堆。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在單個接頭上以交替的方式進行多道焊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在單個接頭上以平行的方式進行多道焊。
8.一種制造核反應(yīng)堆壓力容器的方法，包括步驟將壓力容器的多個部件(14，16，18，20)放置在通常為垂直的位置，使所述各個部件互相垂直對齊；和將各部件幾乎同步地焊接起來。
全文摘要
一種裝配容器的方法,包括將容器的至少兩個部件(14,16,18,20)放置在通常為垂直的位置的步驟和將各部件幾乎同步地焊接起來的步驟。本方法特別適用于現(xiàn)場制造核反應(yīng)堆使用的大型壓力容器。
文檔編號B23K9/167GK1364678SQ0114520
公開日2002年8月21日 申請日期2001年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月26日
發(fā)明者H·P·奧菲爾, D·W·桑杜斯基 申請人:通用電氣公司