核电蒸汽发生器主给水接管的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种核电站核岛关键设备部件，具体地说是核电站蒸汽发生器与主给水管道的连接管。
【背景技术】
[0002]核电蒸汽发生器是核岛内的三大设备之一，是压水堆核电厂一回路、二回路的边界，它将反应堆产生的热量传递给蒸汽发生器二次侧，产生的蒸汽经一、二级汽水分离器干燥后推动汽轮发电机发电。因此，核电蒸汽发生器与反应堆压力容器相连，不仅直接影响电站的功率与效率，而且进行热量交换时还起着阻隔放射性载热器的作用，对核电站的安全至关重要。核电蒸汽发生器必须满足一级安全等级，I类抗震类别、一级规范级别和Ql级的质量要求。
[0003]主给水管道是核电站核岛的两大关键管道之一，主给水管道的功能是将来自主给水栗的主给水通过高压加热器后送入蒸汽发生器。主给水接管是蒸汽发生器和主给水管的关键连接管件，它不仅要承受较高的温度、压力和流量，必须具备良好的抗高温和抗蠕变性能，而且该接管件是主给水喷出和改向的重要结构件，断面尺寸变化大，且承受较大的交变荷载和主给水喷发涡流所形成的压力突变。目前的主给水接管，尤其是第三代核电AP1000、CAP1000中使用的主给水接管仍依赖进口 ；且主给水接管是垂直插接焊接到蒸汽发生器壳体的插接孔中，接管与壳体形成角接头并以角焊的形式将主给水管焊接固定于蒸汽发生器的壳体上，这种不对称的焊接形式对主给水接管和蒸汽发生器这类厚壁类零部件很容易形成焊接应力分布不均匀，导致焊接变形，甚至出现裂纹，使得焊接质量难以保证，从而影响核电核岛设备的安全高效进行。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构合理、机械性能优，且能保证焊接质量的核电蒸汽发生器主给水接管。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的核电蒸汽发生器主给水接管，包括接管管壁和接管管孔，所述接管管壁的接管基部内端设有接管凸缘部，该接管凸缘部的外周面上设有对焊分隔带；在接管基部外端向外依次为接管中段部和接管外段部，接管基部和接管中段部以圆台面相连，接管中段部和接管外段部也以圆台面相连；所述接管管孔的内孔段外端依次连通有中管孔段和外管孔段。
[0006]在上述结构中，由于在接管管壁的接管基部内端设置有接管凸缘部，这样沿管孔径向外伸的接管凸缘部能与蒸汽发生器壳体上焊接孔壁形成对接接头，使得接管凸缘部与蒸汽发生器孔壁处于同一个焊接平面上，焊接时接头应力分布均匀，焊接质量高，能够承受较大的静载荷和较高的疲劳交变载荷，更能承受蒸汽发生器的高温高压。更由于在接管凸缘部的外侧面上设有对焊分隔带，该对焊分隔带在接管凸缘部形成对称的双U型焊接坡口，焊接时能够形成双面对称焊接，不仅焊接受热和应力分布均匀，焊接强度高、变形小，而且有利于保证厚壁类焊接件的焊接质量，便于焊透，从而实现焊缝的无气孔、无夹渣和无裂纹。还由于接管管壁的各管段间均以圆台面过渡连接，避免了接管外形轮廓尺寸的突变，解决了接管尺寸突变所引起的应力分布不匀和应力集中问题，使得接管能够承受更高的温度和更高的压力。管孔采用内孔段、中孔段和外管孔段的台阶式内孔结构，既能避免孔径突变所带来的应力分布不匀和应力集中缺陷，又能使主给水管进入蒸汽发生器的液流平衡，减少或避免液流涡流和高温高压液流对管避的冲刷腐蚀。
[0007]本实用新型的优选实施方式，所述接管凸缘部的内端面为圆弧面。该圆弧能与蒸汽发生器壳体内壁相吻合一致。
[0008]本实用新型的优选实施方式，所述接管基部的外径大于接管中段部的外径，接管基部与接管中段部过渡相连的圆台面倾角<^=40° — 45°。所述接管中段部的外径大于接管外段部的外径，接管中段部与接管外段部过渡相连的圆台面倾角i^=32° — 36°。该结构使得主给水接管的外壁尺寸过渡平顺，且便于锻造加工。
[0009]本实用新型的优选实施方式，所述接管基部以圆弧面与接管凸缘部过渡相连。该结构避免接管基部与接管凸缘部因尺寸突变所引起的应力分布不匀的缺陷。
[0010]本实用新型的优选实施方式，所述内孔段的孔径大于中管孔段的孔径，该内孔段和中管孔段以圆锥孔面过渡相连。所述内孔段与中管孔段过渡相连的圆锥孔面倾角α2=43° 一48°。所述中管孔段的孔径大于外管孔段的孔径，该中管孔段和外管孔段以圆锥孔面过渡相连。所述中管孔段和外管孔段过渡相连的圆台面倾角β2=50° — 55°。该结构形成了能够平滑过渡的管孔尺寸，不仅有利于管孔中液流流速量的平稳变化，而且避免和减少了尺寸突变所带来的孔腔应力分布不匀，能承受更多的压力和温度。
[0011]本实用新型的优选实施方式，所述外管孔段的孔口部设有焊接定位孔。该结构能实现主给水管与其接管的准确定位、可靠焊接。
【附图说明】
[0012]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型核电蒸汽发生器主给水接管作进一步说明。
[0013]图1是本实用新型核电蒸汽发生器主给水接管一种【具体实施方式】的正面结构示意图。
[0014]图中，I一接管凸缘部、2—接管基部、3—内管孔段、4一接管中段部、5—中管孔段、
6—外管孔段、7—接管外段部、8—焊接定位孔、9 一基部端面、10—对焊分隔带。
【具体实施方式】
[0015]如图1所示的核电蒸汽发生器主给水接管，该主给水接管采用整体锻造成型工艺锻为一体，它包括接管管壁以及位于接管管壁中心位置的接管管孔，接管管孔为一台阶结构的通孔。
[0016]在接管管壁的接管基部2内端设置有接管凸缘部1，接管凸缘部I沿径向向外延伸，接管凸缘部I的厚度与固定焊接的蒸汽发生器壳体厚度相应，接管凸缘部I的内端面为圆弧面，该圆弧面的半径R与固定相连的蒸汽发生器壳体内径相等。接管基部2内、外壁均以圆弧面与接管凸缘部I两端面过渡连接。在呈圆盘状的接管凸缘部I的外周面上设有向外凸起且呈圆环状的对焊分隔带10，该对焊分隔带10的两侧为焊接坡口，位于内侧的焊接坡口深度小于位于外侧的焊接坡口深度，这种结构能够使得焊接从内外侧分别进行。
[0017]在接管基部2外端向外依次为接管中段部4和接管外段部7，接管外段部7的壁厚与主给水管道的管壁厚度相对应。接管基部2和接管中段部4以圆台面相互过渡连接，接管基部2的外径大于接管中段部4的外径，即接管基部2的外径为过渡相连的圆台面的下底圆外径，接管中段部4的外径为过渡相连的圆台面的上底圆外径。上述过渡相连圆台面的倾角<^=43°，圆台面倾角Ci1为圆台面母线与其中心线的夹角，优选圆台面倾角αι=40° — 45°。接管中段部4的外径大于接管外段部7的外径，其两者也以一圆台面相互过渡连接，该圆台面的上、下底圆外径分别为接管外段部7的外径和接管中段部4的外径，该过渡相连的圆台面倾角￠,34°，优选圆台面倾角￠,32° — 36°。
[0018]接管管孔包括内孔段3，在内孔段3的外端面向外依次为中管孔段5和外管孔段6。内孔段3的孔径大于中管孔段5的孔径，内孔段3和中管孔段5以圆锥孔面相互过渡相连，该过渡相连的圆锥孔面的倾角α2=45°，圆锥孔面的倾角α2为圆锥孔母线与其孔中心线的夹角，该圆锥孔面的倾角α2优选为α2=43° — 48°。接管管孔的中管孔段5的孔径大于外管孔径6的孔径，中管孔段5和外管孔径6也以对应的圆锥孔面相互过渡相连，该圆锥孔面的倾角β2=53°，优选该圆锥孔面的倾角β2=50° — 55°。在接管管孔的外管孔径6的孔口部位置设有焊接定位孔8，该焊接定位孔8以使得主给水管与接管能准确焊接固定。
[0019]上述举出了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不限于此。在不违背本实用新型基本原理的情况下还可以有其它的改进和变换。如接管凸缘部的对焊坡口除为U型外，还可以是V型或X型等对接坡口形式。等等。这些变换均落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种核电蒸汽发生器主给水接管，包括接管管壁和接管管孔，其特征在于:所述接管管壁的接管基部(2)内端设有接管凸缘部(I )，该接管凸缘部(I)的外周面上设有对焊分隔带(10);在接管基部(2)外端向外依次为接管中段部(4)和接管外段部(7)，接管基部(2)和接管中段部(4)以圆台面相连，接管中段部(4)和接管外段部(7)也以圆台面相连；所述接管管孔的内孔段(3 )外端依次连通有中管孔段(5 )和外管孔段(6 )。2.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述接管凸缘部(I)的内端面为圆弧面。3.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述接管基部(2)的外径大于接管中段部(4)的外径，接管基部(2)与接管中段部(4)过渡相连的圆台面倾角α 1=40。一45。。4.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述接管中段部(4)的外径大于接管外段部(7)的外径，接管中段部(4)与接管外段部(7)过渡相连的圆台面倾角 β i=32° —36°。5.根据权利要求1、2或3所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述接管基部(2)以圆弧面与接管凸缘部(I)过渡相连。6.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述内孔段(3)的孔径大于中管孔段(5)的孔径，该内孔段(3)和中管孔段(5)以圆锥孔面过渡相连。7.根据权利要求6所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述内孔段(3)与中管孔段(5)过渡相连的圆锥孔面倾角α2=43° — 48°。8.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述中管孔段(5)的孔径大于外管孔段(6)的孔径，该中管孔段(5)和外管孔段(6)以圆锥孔面过渡相连。9.根据权利要求8所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述中管孔段(5)和外管孔段(6)过渡相连的圆台面倾角β2=50° —55。ο10.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器主给水接管，其特征在于:所述外管孔段(6 )的孔口部设有焊接定位孔(8 )。
【专利摘要】本实用新型公开了一种核电蒸汽发生器主给水接管，包括接管管壁和接管管孔，所述接管管壁的接管基部内端设有接管凸缘部，该接管凸缘部的外周面上设有对焊分隔带；在接管基部外端向外依次为接管中段部和接管外段部，接管基部和接管中段部以圆台面相连，接管中段部和接管外段部也以圆台面相连；所述接管管孔的内孔段外端依次连通有中管孔段和外管孔段。所述接管凸缘部的内端面为圆弧面。所述外管孔段的孔口部设有焊接定位孔。该主给水接管不仅结构合理，便于锻造成型，机械性能优，而且能保证接管焊接质量，具有焊接应力均匀，不易出现变形、裂纹等焊接质量，尤其适用于具有更高温度和压力的核电蒸汽发生器中。
【IPC分类】F22B37/10
【公开号】CN204853433
【申请号】CN201520569675
【发明人】王兴中, 高锦张, 戴挺, 周怡君, 马武江
【申请人】上海新闵（东台）重型锻造有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月2日