CN101783191B - 核电站用超级管道及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于管道领域，具体涉及一种核电站用超级管道及其制造方法，旨在提供一种能够满足核电站使用环境要求的核电站用超级管道及其制造方法。一种核电站用超级管道，它还包括甩击限制件(6)；管嘴分布在管道(5)上，通过挤压成形，管嘴为圆筒状，其下端与管道圆滑过渡，其位置根据与超级管道连接的其它管道决定；甩击限制件(6)与第二段管道(5)焊接在一起。一种核电站用超级管道的制造方法，包括(1)挤压管嘴热成形；(2)热处理和(3)甩击限制件的制造与焊接三大步骤。通过采用挤压成型的管嘴，使超级管道管段实现整体加强结构；改善了受力结构，提高管体强度，提高了可靠性，并且降低了成本。

Description

核电站用超级管道及其制造方法
技术领域
本发明属于管道领域，具体涉及一种核电站用超级管道及其制造方法。
背景技术
管道是核电站以及火电、石油化工等民用工程设施中的重要组成部分，其中高温高压的高能管道也较为常见，核电站用超级管道与其它高能管道特殊不同之处在于：它与主蒸汽安全阀相连，要求其在以下工况下能够保证其功能和结构的完整性：
(1)正常运行工况(从零功率到满负荷运行)；
(2)安全阀和大气排放阀喷射工况；
(3)汽轮机隔离阀快速关闭时产生汽锤；
(4)安全停堆地震；
(5)超级管道上游或主蒸汽隔离阀下游的一段蒸汽管道断裂；
从而在事故工况下能保证主蒸汽安全阀实施安全功能，确保这段管道不断裂、不泄漏，现有的管道不能满足作为核电站用超级管道使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够满足核电站使用环境要求的核电站用超级管道及其制造方法。
本发明是这样实现的：
一种核电站用超级管道，包括管道，管道分为第一段和第二段，第一段设在主蒸汽隔离阀上游，第二段设在主蒸汽隔离阀下游，它还包括甩击限制件；管嘴分布在管道上，通过挤压成形，管嘴为圆筒状，其下端与管道圆滑过渡，其位置根据与超级管道连接的其它管道决定；甩击限制件与第二段管道焊接在一起。
如上所述的管嘴包括10”管嘴、3”管嘴、4”管嘴和6”管嘴，其数量根据设计要求确定。
如上所述的管道选用核2级以上的无缝管。
如上所述的甩击限制件的厚板的数量和材料根据设计需要设定，甩击限制件的数量根据设计需要设定。
如上所述的甩击限制件，由焊接在一起成对的带有与管道相匹配圆孔的金属制正方形厚板组成采用不锈钢或碳钢制成，一个甩击限制件由2块厚板焊接而成。
一种核电站用超级管道的制造方法，包括如下步骤：
(1)挤压管嘴热成形；
(2)热处理；
(3)甩击限制件的制造与焊接。
如上所述的挤压管嘴热成形步骤中，包括如下步骤：
(a)开孔
在管道上划线确定各相对位置及角度，并在上述位置以该角度开孔；
(b)挤压成型
在管嘴的对应位置拉拔管嘴，然后进行挤压成型；在挤压过程中控制始锻和终锻温度，始锻和终锻温度由管道母材的材料决定。
如上所述的热处理步骤中，采用正火加回火，升降温速率不超过120摄氏度/小时，保温温度由管道母材的材料决定。
如上所述的管道由碳钢制成，在挤压管嘴热成形步骤中，始锻和终锻温度均为750℃～1200℃，在热处理步骤中，保温温度为605℃～615℃。
本发明的有益效果是：
通过采用挤压成型的管嘴，减少了管段的管嘴制造不需要焊接工艺，使超级管道管段实现整体加强结构；改善了受力结构，提高管体强度，降低了应力增强系数；在弯曲应力最大区域无焊缝；在应力最大的部位壁厚也最大，合理地利用金属，使管道整体强度得到提高；热挤压管嘴的管段外形变化平缓，壁厚分布无突变，也提高了低周疲劳强度极限，增强了超级管道的强度；减少了需要在役检查的焊缝数量，从而减小了工艺环节，提高了可靠性，并且降低了成本。
附图说明
图1是本发明的一种核电站用超级管道的结构示意图；
图2是本发明的一种核电站用超级管道的管嘴1的剖面图；
图3是本发明的一种核电站用超级管道的管嘴2的剖面图；
图4是本发明的一种核电站用超级管道的管嘴3的剖面图；
图5是本发明的一种核电站用超级管道的管嘴4的剖面图；
图6是本发明的一种核电站用超级管道的甩击限制件的剖面图；
图7是本发明的一种核电站用超级管道制造方法的流程图；
图中：1、2、3、4.管嘴；5.管道，6.甩击限制件，7.主蒸汽隔离阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一种核电站用超级管道及其制造方法的实施例进行介绍：
如图1至6所示，一种超级管道，包括管道5和甩击限制件6；管道分为第一段和第二段，第一段安装在主蒸汽隔离阀7上游，第二段安装在主蒸汽隔离阀7下游，管嘴分布在管道5上，包括10”管嘴1、3”管嘴2、4”管嘴3和6”管嘴4，管嘴为圆筒状，其下端与管道圆滑过渡，管嘴2的大小、数量根据设计要求确定，通过挤压成型，其位置根据与超级管道连接的其它管道决定；甩击限制件6与第二段管道5焊接在一起，上述管道5为锻造的无缝管，无缝管的级别根据设计需要设定，一般在核电站应用时，选用核2级以上的无缝管；甩击限制件6由焊接在一起成对的带有与管道5相匹配圆孔的金属制正方形厚板组成，厚板的数量和材料根据设计需要设定，可采用不锈钢、碳钢或其它合金，一个甩击限制件6由2个厚板焊接而成；甩击限制件的数量根据设计需要设定。
一种核电站用超级管道的制造方法，包括如下步骤：
(1)挤压管嘴热成形，包括如下步骤：
(a)开孔
在管道上划线确定各相对位置及角度，并在上述位置以该角度开孔；
(b)挤压成型
采用现有技术，在管嘴的对应位置拉拔管嘴，然后进行挤压成型，管嘴不可能一次挤压成形，往往通过对同一管嘴使用不同尺寸模具逐次挤压最终成形，通常前几次的挤压尺寸跨度较大，而最后一次管嘴精整的尺寸跨度较小，当管嘴的尺寸达到要求时，挤压成型结束。对同一管嘴的挤压次数过多会造成管嘴加热次数过多，造成过烧；
在挤压过程中监控变形部位的温度，控制始锻和终锻温度，始锻和终锻温度由管道母材的材料决定；对于由碳钢制成的管道，始锻和终锻温度均为750℃；超过始锻和终锻温度范围的挤压过程会影响产品的机械性能。
每一管嘴需要多次挤压，而每一管段上又存在多个管嘴，如果整个管段反复加热至始锻温度会导致管段机械性能下降，因此对每一个管嘴的挤压过程推荐采用变形区局部加热。
(2)热处理
热处理采用正火加回火以消除内应力，细化晶粒，提高机械性能，升降温速率不超过120摄氏度/小时，保温温度由管道母材的材料决定；对于由碳钢制成的管道，保温温度为605℃、610℃或615℃。
(3)甩击限制件的制造与焊接；
采用现有技术根据设计要求制造甩击限制件；将甩击限制件根据设计要求焊接在管道上对应于主蒸汽隔离阀下游的位置；上述焊接过程中，采用夹具焊接，以防止焊接变形。
在另外一个实施例中，对于由碳钢制成的管道，挤压管嘴热成形步骤，进行挤压成型时，控制始锻和终锻温度，始锻和终锻温度均为950℃，在热处理步骤中，保温温度为605℃、610℃或615℃。
在第三个实施例中，，对于由碳钢制成的管道，挤压管嘴热成形步骤，进行挤压成型时，控制始锻和终锻温度，始锻和终锻温度均为1200℃，在热处理步骤中，保温温度为605℃、610℃或615℃。

Claims (9)

1.一种核电站用超级管道，包括管道(5)，管道(5)分为第一段和第二段，第一段设在主蒸汽隔离阀(7)上游，第二段设在主蒸汽隔离阀(7)下游，其特征在于：它还包括甩击限制件(6)；管嘴分布在管道(5)上，通过挤压成形，管嘴为圆筒状，其下端与管道圆滑过渡，其位置根据与超级管道连接的其它管道决定；甩击限制件(6)与第二段管道(5)焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的一种核电站用超级管道，其特征在于：所述的管嘴包括10″管嘴(1)、3″管嘴(2)、4″管嘴(3)和6″管嘴(4)，其大小、数量根据设计要求确定。
3.根据权利要求1所述的一种核电站用超级管道，其特征在于：所述的管道(5)选用核2级以上的无缝管。
4.根据权利要求1所述的一种核电站用超级管道，其特征在于：所述的甩击限制件(6)的厚板的数量和材料根据设计需要设定，甩击限制件(6)的数量根据设计需要设定。
5.根据权利要求1所述的一种核电站用超级管道，其特征在于：所述的甩击限制件(6)，由焊接在一起成对的带有与管道(5)相匹配圆孔的金属制正方形厚板组成，采用不锈钢或碳钢制成，一个甩击限制件(6)由2块厚板焊接而成。
6.一种核电站用超级管道的制造方法，包括如下步骤：
(1)挤压管嘴热成形；
(2)热处理；
(3)甩击限制件的制造与焊接。
7.根据权利要求6所述的一种超级管道的制造方法，其特征在于：所述的 挤压管嘴热成形步骤中，包括如下步骤：
(a)开孔
在管道上划线确定各相对位置及角度，并在上述位置以该角度开孔；
(b)挤压成型
在管嘴的对应位置拉拔管嘴，然后进行挤压成型；在挤压过程中控制始锻和终锻温度，始锻和终锻温度由管道母材的材料决定。
8.根据权利要求6所述的一种超级管道的制造方法，其特征在于：所述的热处理步骤中，采用正火加回火，升降温速率不超过120摄氏度/小时，保温温度由管道母材的材料决定。
9.根据权利要求6所述的一种超级管道的制造方法，其特征在于：所述的管道由碳钢制成，在挤压管嘴热成形步骤中，始锻和终锻温度均为750℃～1200℃，在热处理步骤中，保温温度为605℃～615℃。
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