核电蒸汽发生器一体化下封头的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种核电蒸汽发生器一体化下封头，包括封头主体，以及设置于封头主体上的人孔座和管孔座，封头主体呈球冠结构，在所述人孔座和管孔座上分别设置有人孔和管孔，所述人孔座及管孔座和封头主体锻为一整体，所述人孔的孔中心线和管孔的孔中心线相交于封头主体所在球的球心处。所述封头主体的球冠半径R与球冠高h之比R/h=1/(0.92—0.95)。该核电蒸汽发生器一体化下封头具有耐压能力更强、金属组织流线完整，且应力分布更加均匀的优点，提高了蒸汽发生器及封头的耐压能力和工作可靠性。
【专利说明】
核电蒸汽发生器一体化下封头
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种核电设备用大型结构件，尤其涉及核电蒸汽发生器下封头结构的改进。
【背景技术】
[0002]核电蒸汽发生器是压水堆核电站核岛的四大关键部件之一，而蒸汽发生器下封头又是蒸汽发生器中承担压差最大的部件，起到密封和隔离一、二回路冷却剂的作用，也是一回路侧冷却剂流过管束前或后的汇集腔室，它包含了冷却剂入口管孔、冷却剂出口管孔和两个人孔。故蒸汽发生器下封头是在半球冠状的封头主体上设有两个管孔座和两个人孔座;其板坯展开直径可达7—8米，单个成品部件重量均在数十吨以上，属于超大型板块状构件，锻造难度非常大，而要在如此大尺寸的球冠上再一次性整体锻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难以实现。
[0003]因而，现有下封头是将封头本体与人孔座和管孔座通过焊接的方法进行拼接制造的，尽管随着材料科学的发展，焊接材料的性能得到了很大的提高，焊接新工艺也层出不穷，但封头主体与人孔座和接管孔座之间通过焊接而拼接的结构总是不能形成完整的金属流线，由于核电蒸汽发生器长期处于高温高压的恶劣运行环境中，且承受交变荷载和管道涡流所形成的压力突变，极易引起应力分布不匀和应力集中，容易产生疲劳、蠕变和损坏。而且这样球冠体和管嘴分开焊接制造的方法，焊接工艺十分复杂、焊接周期长，复杂应力区质量稳定性差，直接造成成品率低，制造成本大幅上升。
【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耐压能力更强、且金属组织流线完整的核电蒸汽发生器一体化下封头。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的核电蒸汽发生器一体化下封头，包括封头主体，以及设置于封头主体上的人孔座和管孔座，封头主体呈球冠结构，在所述人孔座和管孔座上分别设置有人孔和管孔，所述人孔座及管孔座和封头主体锻为一整体，所述人孔的孔中心线和管孔的孔中心线相交于封头主体所在球的球心处。
[0006]采用上述结构后，由于封头主体上的人孔座和管孔座与封头主体锻为一整体，使得带有人孔的人孔座和带有管孔的管孔座与封头主体之间形成了完整连续的金属流线，而且锻件的金属纤维组织与锻件外形能够最大限度地保持一致，封头成品的力学性能得极大的提高，更能承受蒸汽发生器的高温高压以及交变荷载和蒸汽涡流所形成的恶劣工况，有利于封头工作应力的均匀化，封头工作可靠性大大增强，更利于提高核电站及其蒸汽发生器的运行安全性。又由于人孔的孔中心线和管孔的孔中心线相交于封头主体所在球的球心处，而蒸汽发生器下封头又是蒸汽发生器中承担工作压力最大的部件，该结构有利于减轻管道涡流的形成，避免压力突变，使得封头腔室承压性能更加合理，应力分布更加均匀，大大提高了蒸汽发生器及封头的耐压能力。
[0007]本实用新型的优选实施方式，所述封头主体的球冠半径R与球冠高h之比R/h=l/(0.92—0.95)o该结构便于封头的连接安装，同时该结构减少了封头球冠深度，又有利于封头的锻造和冲压成型。
[0008]本实用新型的优选实施方式，所述人孔的偏置角α=45°，所述管孔的偏置角β=50°。所述封头主体上两个人孔的孔中心线夹角al=90°;所述封头主体上两个管孔的孔中心线夹角択=105°。便于制造和安装，更便于人孔和接管的合理空间布置。
【附图说明】
[0009]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一体化下封头作进一步说明。
[0010]图1是本实用新型核电蒸汽发生器一体化下封头一种【具体实施方式】的立体结构示意图；
[0011 ]图2是图1所示结构的横截面结构示意图。
[0012]图中:I一封头主体、2—管孔座、3—管孔、4一人孔座、5—人孔。
【具体实施方式】
[0013]如图1、图2所示的核电蒸汽发生器一体化下封头，该整体式下封头包括封头主体I，该封头主体I呈球冠状结构，在封头主体I上设置有两个管孔座2，每一管孔座2的中心位置均设置有管孔3，两个管孔座2为分别用于连接冷却剂输入管和冷却剂输出管;在封头主体I上还设置有两个人孔座4，每一人孔座4的中心位置均设置有人孔5，该两个人孔5分别与整体式下封头内的冷却剂输入腔和冷却剂输出腔相连通，以对冷却剂的输入腔、输出腔进行观察检查及维护。两个带有人孔5的人孔座4和两个带有管孔3的管孔座2均与封头主体I整体锻造为一体。人孔座4为位于封头主体I的球冠外表面且向外凸出的圆台座，在该圆台座的中心位置设有人孔5，管孔座2也为位于封头主体I球冠外表面且向外凸出的圆台座，在该圆台座的中心位置设有管孔3。呈球冠结构的封头主体I的球心位于封头主体球冠的上底面(球冠口端)外，人孔5的孔中心线和管孔3的孔中心线均相交于封头主体I球冠的球心。封头主体I球冠半径R为球心至球冠外表面的半径，球冠高h为球冠上底面至球冠下顶端的高度，封头主体I的球冠半径R与球冠高h的之比根据球冠半径及壁厚的大小应控制在R/h=l/(0.92—0.95)之间。人孔5的偏置角α为人孔孔中心线与垂直于球冠上底面半径之间的夹角，该偏置角α=45°;管孔3的偏置角β为管孔孔中心线与垂直于球冠上底面半径之间的夹角，该偏置角β=50°。封头主体I的两个人孔5的孔中心线之间的夹角为al=90°，封头主体I上的两个管孔3的中心线之间的夹角为β1=105°，两个人孔15和两个管孔13分别与封头主体球冠内的冷却剂输入腔和输出腔相连通。封头主体球冠外表面上一侧的一人孔及一管孔与另一侧的人孔及管孔相互对称布置。
【主权项】
1.一种核电蒸汽发生器一体化下封头，包括封头主体(11)，以及设置于封头主体(11)上的人孔座(14)和管孔座(12)，封头主体(11)呈球冠结构，在所述人孔座(14)和管孔座(12)上分别设置有人孔(15)和管孔(13)，其特征在于:所述人孔座(14)及管孔座(12)和封头主体(11)锻为一整体，所述人孔(15)的孔中心线和管孔(13)的孔中心线相交于封头主体(11)所在球的球心处。2.根据权利要求1所述的核电蒸汽发生器一体化下封头，其特征在于:所述封头主体(11)的球冠半径R与球冠高h之比R/h=l/(0.92—0.95)。3.根据权利要求1或2所述的核电蒸汽发生器一体化下封头，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.根据权利要求1或2所述的核电蒸汽发生器一体化下封头，其特征在于:所述封头主体(11)上两个人孔(15)的孔中心线夹角al=90°;所述封头主体(11)上两个管孔(13)的孔中心线夹角￠1=105° ο
【文档编号】F22B37/22GK205664348SQ201620530351
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月3日
【发明人】夏爽, 高锦张, 金屹, 杜彬, 单群
【申请人】上海新闵（东台）重型锻造有限公司