專利名稱：一種核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管堵頭制造方法
—種核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管堵頭制造方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于核電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管機械堵頭的加工制備方法。
背景技術(shù)：
核電站主要由核反應(yīng)堆、蒸汽發(fā)生器、汽輪發(fā)電機組三大部分組成，蒸汽發(fā)生器的主要作用是將一回路中水的熱量傳給二回路的水，蒸汽發(fā)生器蒸發(fā)段的下部是由倒置的數(shù)千支U形傳熱管構(gòu)成。蒸汽發(fā)生器傳熱管的腐蝕破損一直是核電站非計劃停堆和電站容量因子損失的主要因素。為了保證運行中蒸汽發(fā)生器的可靠性，從投運的那一天起就要跟蹤、 評估蒸汽發(fā)生器的運行情況，發(fā)現(xiàn)問題要及時研究、解決，主要有蒸汽發(fā)生器傳熱管的雜質(zhì)清除和在役檢測、取管、修理襯管及堵管等。
目前我國在役與在建的核電站大都是引進法國技術(shù)或美國西屋公司技術(shù)，其大部分管件零部件都是直接進口法國或美國產(chǎn)品，特別是上世紀建設(shè)的核電站尤為如此。目前這些蒸汽發(fā)生器的U型換熱管在使用過程中也經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕破損，為此我國專門從美國 ZETEC公司引進了 MIZ-18A型遠程多頻渦流檢測系統(tǒng)對其蒸汽發(fā)生器傳熱管實施在役檢查，依據(jù)檢測結(jié)果對其腐蝕破損超出安全許可要求的進行堵管處理，目前堵管使用的堵頭全部為國外進口產(chǎn)品，主要供應(yīng)商為美國西屋公司。二十多年來，各國采用了不同的堵管技術(shù)，如爆炸堵管、焊接堵管和機械堵管。爆炸堵管和焊接堵管屬于永久性堵管或半永久性堵管技術(shù)。機械堵管的拉拔式堵頭易取出，以后技術(shù)成熟后還可對被堵管子進行襯管或者在保證安全的前提下重新使用帶損傷的傳熱管，因此被廣泛采用。
機械拉拔式堵頭常見的結(jié)構(gòu)形式如圖I所示，這是一種通過內(nèi)部錐芯滑動擠壓的方式進行堵管。這種機械拉拔式堵頭分為兩個部分套筒和錐芯滑塊，通常出于加工制造的考慮，套筒分為套筒前段和套筒末段兩部分，在錐心滑塊裝入后，套筒前后兩段焊接在一起。套筒內(nèi)壁設(shè)計成錐形，堵管時，將堵頭裝入蒸汽發(fā)生器傳熱管里，拉動錐心滑塊，套筒發(fā)生徑向塑性變形，蒸汽發(fā)生器管板發(fā)生彈性變形，依靠變形差異引起的殘余應(yīng)力，使套筒外壁與傳熱管內(nèi)壁緊密貼緊從而達到密封效果。
以上制造機械拉拔式堵頭的工藝方法，為了將錐心滑塊裝入套筒中，需要預先將其套筒加工為前段和后段兩部分，等錐心滑塊裝入后將套筒前段與后段進行對焊。這種制造工藝方法雖然簡單易行，但是由于套筒存在焊縫，在安裝過程中容易從焊縫處撕裂以及在使用過程中容易從焊縫處腐蝕失效，大大影響了堵頭的使用效果及壽命。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管堵頭制造方法，該方法制備的核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管用機械拉拔式堵頭不存在對焊焊縫，耐腐蝕性能好、使用安裝性能好、使用壽命長。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的
這種核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管堵頭制造方法，包括以下步驟
I)按照蒸汽發(fā)生器傳熱管材規(guī)格計算機械拉拔式堵頭尺寸；
2)選擇與蒸汽發(fā)生器傳熱管材質(zhì)相同的棒坯，按照相應(yīng)材質(zhì)固溶制度將棒坯進行固溶處理，使之獲得單相奧氏體晶粒組織，然后按照套筒毛坯的結(jié)構(gòu)將其加工成型；
3)選擇鈦合金或不銹鋼小棒坯，將固溶+時效或淬火+回火處理后的小棒坯按照錐芯滑塊的結(jié)構(gòu)加工成型；
4)將預先加工好的錐心滑塊裝入預先加工好的套筒毛坯中；
5)將裝好錐心滑塊的套筒毛坯進行徑鍛縮徑并使套筒內(nèi)壁形成與錐心滑塊相貼合的錐面；
6 )最后將徑鍛縮徑后的套筒毛坯外圓及口部進行機械加工得到傳熱管堵頭。
進一步，上述步驟2)中，棒坯長度長于成品堵頭，直徑為成品堵頭的1. 5倍以上。
本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明預先分別加工好錐形滑塊與套筒毛坯，將錐形滑塊按要求裝入套筒毛坯， 然后將套筒毛坯進行徑(旋)鍛縮徑并使套筒內(nèi)壁形成與錐滑塊相貼合的錐面，最后按照圖紙將套筒毛坯外圓及口部進行機械加工。采用該方法制備的核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管用機械拉拔式堵頭不存在對焊焊縫，耐腐蝕性能好、使用安裝性能好、使用壽命長。


圖1為機械拉拔式堵頭常見結(jié)構(gòu)形式圖2為本發(fā)明機械拉拔式堵頭結(jié)構(gòu)圖3為本發(fā)明的套筒毛坯結(jié)構(gòu)圖4為本發(fā)明的錐心滑塊結(jié)構(gòu)圖5為本發(fā)明的錐心滑塊-套筒毛坯裝配圖6為本發(fā)明徑(旋)鍛縮頸示意圖7為本發(fā)明徑(旋)鍛縮頸后坯料圖8為本發(fā)明的最終廣品加工不意圖9為本發(fā)明實施例中規(guī)格為Φ19. 06X1. 09傳熱管用機械拉拔式堵頭結(jié)構(gòu)圖10為本發(fā)明實施例中規(guī)格為Φ15Χ1.2傳熱管用機械拉拔式堵頭結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述
本發(fā)明套筒所采用的材料與核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管所用材料一致，一般為0Crl5Ni75Fe、0Cr30Ni60Fel0、Cr20Ni32等合金；本發(fā)明錐芯滑塊一般采用硬度相對較高的鈦合金材料或不銹鋼材料。本發(fā)明提出一種核反應(yīng)堆蒸汽發(fā)生器傳熱管航用機械拉拔式堵頭制備方法，包括以下步驟
I)按照蒸汽發(fā)生器傳熱管材規(guī)格計算好機械拉拔式堵頭尺寸，見圖2。
2)選擇與蒸汽發(fā)生器傳熱管材質(zhì)相同的棒坯(棒坯長度略長于成品堵頭，直徑為成品堵頭的1. 5倍以上)，按照相應(yīng)材質(zhì)固溶制度將棒坯進行固溶處理，使之獲得單相奧氏體晶粒組織，然后按照套筒毛坯圖將其加工成型，見圖3。
3)選擇硬度相對較高的鈦合金或不銹鋼小棒坯，將固溶+時效(或淬火+回火)處理后的小棒坯按照錐芯滑塊圖紙加工成型，見圖4。
4)將預先加工好的錐心滑塊裝入預先加工好的套筒毛坯中，見圖5。
5)將裝好錐心滑塊的套筒進行進行徑(旋)鍛縮徑并使套筒內(nèi)壁形成與錐滑塊相貼合的錐面，見圖6、圖7。
6)最后按照圖紙將徑(旋)鍛縮徑后的套筒毛坯外圓及口部進行機械加工，見圖8。
以下通過實施例和附圖進一步詳細本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容
實施例I
規(guī)格Φ 19. 06X1. 09、材料0Crl5Ni75Fe傳熱管用機械拉拔式堵頭制備
I)按照蒸汽發(fā)生器傳熱管材規(guī)格計算好機械拉拔式堵頭尺寸(外徑Φ16)，見圖 2。
2)選擇與蒸汽發(fā)生器傳熱管材質(zhì)相同的0Crl5Ni75Fe棒還(棒還長度115mm,直徑為25mm)，將坯料在1050°C保溫2小時進行固溶處理，使之獲得單相奧氏體晶粒組織，然后按照套筒毛坯圖將其加工成型，見圖3。
3)選擇硬度相對較高的TCll鈦合金小棒坯，將固溶+時效處理后的小棒坯按照錐芯滑塊圖紙加工成型，見圖4。
4)將預先加工好的錐心滑塊裝入預先加工好的套筒毛坯中，見圖5。
5)將裝好錐心滑塊的套筒進行進行徑(旋)鍛縮徑并使套筒內(nèi)壁形成與錐滑塊相貼合的錐面(單面錐度5° )，見圖6、圖7。
6)最后按照圖紙將徑(旋)鍛縮徑后的套筒毛坯外圓及口部進行機械加工，見圖8、 圖9。
實施例2
規(guī)格Φ 15X1. 2、材料Cr20Ni32傳熱管用機械拉拔式堵頭制備
I)按照蒸汽發(fā)生器傳熱管材規(guī)格計算好機械拉拔式堵頭尺寸(外徑Φ12)，見圖 2。
2)選擇與蒸汽發(fā)生器傳熱管材質(zhì)相同的Cr20Ni32棒坯(棒坯長度80mm，直徑為 18mm)，將坯料在1050°C保溫2小時進行固溶處理，使之獲得單相奧氏體晶粒組織，然后按照套筒毛坯圖將其加工成型，見圖3。
3)選擇硬度相對較高的lCrl8Ni9Ti小棒坯，將固溶+時效處理后的小棒坯按照錐芯滑塊圖紙加工成型，見圖4。
4)將預先加工好的錐心滑塊裝入預先加工好的套筒毛坯中，見圖5。
5)將裝好錐心滑塊的套筒進行進行徑(旋)鍛縮徑并使套筒內(nèi)壁形成與錐滑塊相貼合的錐面(單面錐度5° )，見圖6、圖7。
6)最后按照圖紙將徑(旋)鍛縮徑后的套筒毛坯外圓及口部進行機械加工，見圖8、 圖10。
權(quán)利要求
1.一種核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管堵頭制造方法，其特征在于，包括以下步驟1)按照蒸汽發(fā)生器傳熱管材規(guī)格計算機械拉拔式堵頭尺寸；2)選擇與蒸汽發(fā)生器傳熱管材質(zhì)相同的棒坯，按照相應(yīng)材質(zhì)固溶制度將棒坯進行固溶處理，使之獲得單相奧氏體晶粒組織，然后按照套筒毛坯的結(jié)構(gòu)將其加工成型；3)選擇鈦合金或不銹鋼小棒坯，將固溶+時效或淬火+回火處理后的小棒坯按照錐芯滑塊的結(jié)構(gòu)加工成型；4)將預先加工好的錐心滑塊裝入預先加工好的套筒毛坯中；5)將裝好錐心滑塊的套筒毛坯進行徑鍛縮徑并使套筒內(nèi)壁形成與錐心滑塊相貼合的錐面；6)最后將徑鍛縮徑后的套筒毛坯外圓及口部進行機械加工得到傳熱管堵頭。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管堵頭制造方法，其特征在于，步驟 2)中，棒坯長度長于成品堵頭，直徑為成品堵頭的I. 5倍以上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管堵頭制造方法，該方法預先分別加工好錐形滑塊與套筒毛坯，將錐形滑塊按要求裝入套筒毛坯，然后將套筒毛坯進行徑(旋)鍛縮徑并使套筒內(nèi)壁形成與錐滑塊相貼合的錐面，最后按照圖紙將套筒毛坯外圓及口部進行機械加工。采用該方法制備的核電站蒸汽發(fā)生器傳熱管用機械拉拔式堵頭不存在對焊焊縫，耐腐蝕性能好、使用安裝性能好、使用壽命長。
文檔編號B23P15/00GK102974985SQ20121051355
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月3日
發(fā)明者張利軍, 胡銳, 周中波, 薛祥義, 常輝, 白鈺, 朱鵬超, 王幸運 申請人:西安西工大超晶科技發(fā)展有限責任公司