核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭,包括封頭主體,以及設(shè)置于封頭主體上的人孔座和管孔座,封頭主體呈球冠結(jié)構(gòu),在所述人孔座和管孔座上分別設(shè)置有人孔和管孔,所述人孔座及管孔座和封頭主體鍛為一整體,所述人孔的孔中心線和管孔的孔中心線相交于封頭主體所在球的球心處。所述封頭主體的球冠半徑R與球冠高h(yuǎn)之比R/h=1/(0.92—0.95)。該核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭具有耐壓能力更強(qiáng)、金屬組織流線完整,且應(yīng)力分布更加均勻的優(yōu)點(diǎn),提高了蒸汽發(fā)生器及封頭的耐壓能力和工作可靠性。
【專利說(shuō)明】
核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種核電設(shè)備用大型結(jié)構(gòu)件,尤其涉及核電蒸汽發(fā)生器下封頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]核電蒸汽發(fā)生器是壓水堆核電站核島的四大關(guān)鍵部件之一,而蒸汽發(fā)生器下封頭又是蒸汽發(fā)生器中承擔(dān)壓差最大的部件,起到密封和隔離一、二回路冷卻劑的作用,也是一回路側(cè)冷卻劑流過(guò)管束前或后的匯集腔室,它包含了冷卻劑入口管孔、冷卻劑出口管孔和兩個(gè)人孔。故蒸汽發(fā)生器下封頭是在半球冠狀的封頭主體上設(shè)有兩個(gè)管孔座和兩個(gè)人孔座;其板坯展開(kāi)直徑可達(dá)7—8米,單個(gè)成品部件重量均在數(shù)十噸以上,屬于超大型板塊狀構(gòu)件,鍛造難度非常大,而要在如此大尺寸的球冠上再一次性整體鍛造成型出符合尺寸要求和位置要求的管孔座和人孔座更是難以實(shí)現(xiàn)。
[0003]因而,現(xiàn)有下封頭是將封頭本體與人孔座和管孔座通過(guò)焊接的方法進(jìn)行拼接制造的,盡管隨著材料科學(xué)的發(fā)展,焊接材料的性能得到了很大的提高,焊接新工藝也層出不窮,但封頭主體與人孔座和接管孔座之間通過(guò)焊接而拼接的結(jié)構(gòu)總是不能形成完整的金屬流線,由于核電蒸汽發(fā)生器長(zhǎng)期處于高溫高壓的惡劣運(yùn)行環(huán)境中,且承受交變荷載和管道渦流所形成的壓力突變,極易引起應(yīng)力分布不勻和應(yīng)力集中,容易產(chǎn)生疲勞、蠕變和損壞。而且這樣球冠體和管嘴分開(kāi)焊接制造的方法,焊接工藝十分復(fù)雜、焊接周期長(zhǎng),復(fù)雜應(yīng)力區(qū)質(zhì)量穩(wěn)定性差,直接造成成品率低,制造成本大幅上升。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種耐壓能力更強(qiáng)、且金屬組織流線完整的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題,本實(shí)用新型的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭,包括封頭主體,以及設(shè)置于封頭主體上的人孔座和管孔座,封頭主體呈球冠結(jié)構(gòu),在所述人孔座和管孔座上分別設(shè)置有人孔和管孔,所述人孔座及管孔座和封頭主體鍛為一整體,所述人孔的孔中心線和管孔的孔中心線相交于封頭主體所在球的球心處。
[0006]采用上述結(jié)構(gòu)后,由于封頭主體上的人孔座和管孔座與封頭主體鍛為一整體,使得帶有人孔的人孔座和帶有管孔的管孔座與封頭主體之間形成了完整連續(xù)的金屬流線,而且鍛件的金屬纖維組織與鍛件外形能夠最大限度地保持一致,封頭成品的力學(xué)性能得極大的提高,更能承受蒸汽發(fā)生器的高溫高壓以及交變荷載和蒸汽渦流所形成的惡劣工況,有利于封頭工作應(yīng)力的均勻化,封頭工作可靠性大大增強(qiáng),更利于提高核電站及其蒸汽發(fā)生器的運(yùn)行安全性。又由于人孔的孔中心線和管孔的孔中心線相交于封頭主體所在球的球心處,而蒸汽發(fā)生器下封頭又是蒸汽發(fā)生器中承擔(dān)工作壓力最大的部件,該結(jié)構(gòu)有利于減輕管道渦流的形成,避免壓力突變,使得封頭腔室承壓性能更加合理,應(yīng)力分布更加均勻,大大提高了蒸汽發(fā)生器及封頭的耐壓能力。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,所述封頭主體的球冠半徑R與球冠高h(yuǎn)之比R/h=l/(0.92—0.95)o該結(jié)構(gòu)便于封頭的連接安裝,同時(shí)該結(jié)構(gòu)減少了封頭球冠深度,又有利于封頭的鍛造和沖壓成型。
[0008]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,所述人孔的偏置角α=45°,所述管孔的偏置角β=50°。所述封頭主體上兩個(gè)人孔的孔中心線夾角al=90°;所述封頭主體上兩個(gè)管孔的孔中心線夾角択=105°。便于制造和安裝,更便于人孔和接管的合理空間布置。
【附圖說(shuō)明】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]圖1是本實(shí)用新型核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭一種【具體實(shí)施方式】的立體結(jié)構(gòu)示意圖;
[0011 ]圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:I一封頭主體、2—管孔座、3—管孔、4一人孔座、5—人孔。
【具體實(shí)施方式】
[0013]如圖1、圖2所示的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭,該整體式下封頭包括封頭主體I,該封頭主體I呈球冠狀結(jié)構(gòu),在封頭主體I上設(shè)置有兩個(gè)管孔座2,每一管孔座2的中心位置均設(shè)置有管孔3,兩個(gè)管孔座2為分別用于連接冷卻劑輸入管和冷卻劑輸出管;在封頭主體I上還設(shè)置有兩個(gè)人孔座4,每一人孔座4的中心位置均設(shè)置有人孔5,該兩個(gè)人孔5分別與整體式下封頭內(nèi)的冷卻劑輸入腔和冷卻劑輸出腔相連通,以對(duì)冷卻劑的輸入腔、輸出腔進(jìn)行觀察檢查及維護(hù)。兩個(gè)帶有人孔5的人孔座4和兩個(gè)帶有管孔3的管孔座2均與封頭主體I整體鍛造為一體。人孔座4為位于封頭主體I的球冠外表面且向外凸出的圓臺(tái)座,在該圓臺(tái)座的中心位置設(shè)有人孔5,管孔座2也為位于封頭主體I球冠外表面且向外凸出的圓臺(tái)座,在該圓臺(tái)座的中心位置設(shè)有管孔3。呈球冠結(jié)構(gòu)的封頭主體I的球心位于封頭主體球冠的上底面(球冠口端)外,人孔5的孔中心線和管孔3的孔中心線均相交于封頭主體I球冠的球心。封頭主體I球冠半徑R為球心至球冠外表面的半徑,球冠高h(yuǎn)為球冠上底面至球冠下頂端的高度,封頭主體I的球冠半徑R與球冠高h(yuǎn)的之比根據(jù)球冠半徑及壁厚的大小應(yīng)控制在R/h=l/(0.92—0.95)之間。人孔5的偏置角α為人孔孔中心線與垂直于球冠上底面半徑之間的夾角,該偏置角α=45°;管孔3的偏置角β為管孔孔中心線與垂直于球冠上底面半徑之間的夾角,該偏置角β=50°。封頭主體I的兩個(gè)人孔5的孔中心線之間的夾角為al=90°,封頭主體I上的兩個(gè)管孔3的中心線之間的夾角為β1=105°,兩個(gè)人孔15和兩個(gè)管孔13分別與封頭主體球冠內(nèi)的冷卻劑輸入腔和輸出腔相連通。封頭主體球冠外表面上一側(cè)的一人孔及一管孔與另一側(cè)的人孔及管孔相互對(duì)稱布置。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭,包括封頭主體(11),以及設(shè)置于封頭主體(11)上的人孔座(14)和管孔座(12),封頭主體(11)呈球冠結(jié)構(gòu),在所述人孔座(14)和管孔座(12)上分別設(shè)置有人孔(15)和管孔(13),其特征在于:所述人孔座(14)及管孔座(12)和封頭主體(11)鍛為一整體,所述人孔(15)的孔中心線和管孔(13)的孔中心線相交于封頭主體(11)所在球的球心處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭,其特征在于:所述封頭主體(11)的球冠半徑R與球冠高h(yuǎn)之比R/h=l/(0.92—0.95)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭,其特征在于:所述人孔(15)的偏置角α=45°,所述管孔(13)的偏置角β=50°。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭,其特征在于:所述封頭主體(11)上兩個(gè)人孔(15)的孔中心線夾角al=90°;所述封頭主體(11)上兩個(gè)管孔(13)的孔中心線夾角¢1=105° ο
【文檔編號(hào)】F22B37/22GK205664348SQ201620530351
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】夏爽, 高錦張, 金屹, 杜彬, 單群
【申請(qǐng)人】上海新閔(東臺(tái))重型鍛造有限公司