CN103862223A - 一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺 - Google Patents

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邓丰
李焕鸣
黄燕
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P11/00—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for 
    • B23P11/02—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits
    • B23P11/025—Connecting or disconnecting metal parts or objects by metal-working techniques not otherwise provided for  by first expanding and then shrinking or vice versa, e.g. by using pressure fluids; by making force fits by using heat or cold

Abstract

本发明属于一种压水堆核电厂设备的工艺，具体涉及一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺。它包括如下步骤，（1）根据设计尺寸加工壳体上安装贯穿件的开孔，同时在壳体外侧加工定位凸台；（2）根据壳体上的实际孔径，按照要求的过盈量，加工与该孔配合的贯穿件的外径，同时加工定位凸台；（3）将贯穿件浸入液氮中冷却；（4）将贯穿件取出快速插入壳体上对应的开孔；（5）当贯穿件及壳体温度升至室温时，贯穿件与壳体上贯穿件孔之间的间隙得以消除，即实现了贯穿件与壳体开孔之间的过盈配合。本发明的优点是能保证稳压器贯穿件与稳压器壳体上开孔的变形均匀，从而使贯穿件与壳体孔之间受力均匀，降低了该部位在电厂运行过程中失效的风险。

Description

一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺
技术领域
本发明属于一种压水堆核电厂设备的工艺，具体涉及一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺。
背景技术
压水堆核电厂稳压器安装有多根贯穿件，如下部的数十、上百根电加热元件套管和多根仪表接管及温度测量接管、压力测量接管、取样接管。这些贯穿件都是通过稳压器壳体上的开孔伸入稳压器内部，与稳压器内壁堆焊层用角焊缝焊接。该角焊缝为承压边界焊缝，对于振动载荷敏感，容易损伤，且这些焊缝位于稳压器内部，维修困难，特别是在电加热元件安装后，电加热元件套管与壳体的角焊缝无法进行维修。为保证该焊缝强度在运行过程中不受贯穿件的振动或受贯穿件内部件的切割及焊接等操作的影响，需采取措施消除贯穿件与壳体开孔之间的间隙，保证贯穿件与壳体之间的固定。
以往压水堆核电厂中稳压器贯穿件是采用机械胀或液压胀来使贯穿件发生塑性变形来消除间隙。因机械胀在贯穿件各部位引起的塑性变形的不同，从而导致各部位的变形不均匀，应力分布不均匀。而液压胀虽然在贯穿件内引起的塑性变形较为均匀，但需要的胀管机一般较昂贵，且不同内径贯穿件需要不同的胀接接头，成本较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺，它能保证贯穿件的变形均匀，从而使贯穿件与壳体孔之间受力均匀，同时能减少制造用设备如胀管机等，实现了贯穿件与稳压器壳体之间的快速装配，降低了建造成本，节约了工期。
本发明是这样实现的，一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺，它包括如下步骤，
（1）根据设计尺寸加工壳体上安装贯穿件的开孔，同时在壳体外侧加工定位凸台；
（2）根据壳体上的实际孔径，按照要求的过盈量，加工与该孔配合的贯穿件的外径，同时加工定位凸台；
（3）将贯穿件浸入液氮中冷却；
（4）将贯穿件取出快速插入壳体上对应的开孔；
（5）当贯穿件及壳体温度升至室温时，贯穿件与壳体上贯穿件孔之间的间隙得以消除，即实现了贯穿件与壳体开孔之间的过盈配合。
所述的步骤（2）中的过盈量为0.005mm～0.025mm。
所述的步骤（3）中的冷却时间为5min～10min。
本发明的优点是，1.本工艺能保证稳压器贯穿件与稳压器壳体上开孔的变形均匀，从而使贯穿件与壳体孔之间受力均匀，降低了该部位在电厂运行过程中失效的风险；2.不用使用额外的设备如机械胀管机、液压胀管机等，降低了建造成本；3.能实现稳压器贯穿件与稳压器壳体之间的快速装配，节约工期。
附图说明
图1为贯穿件与壳体结构示意图。
图中，1稳压器贯穿件；2贯穿件定位凸台；3稳压器壳体堆焊层；4稳压器壳体；5稳压器壳体上贯穿件开孔；6稳压器壳体贯穿件开孔定位凸台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细介绍：
（一）基本原理
“压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺”，是压水堆核电厂设备制造中的一种工艺措施。该工艺适用于压水堆核电厂中稳压器各贯穿件的安装。是利用在液氮中冷却贯穿件，使贯穿件在低温下冷却收缩，从而使其外径变小，能顺利穿过按一定过盈量加工的壳体孔，当温度升至常温时，贯穿件受热膨胀，从而实现了贯穿件和壳体开孔之间的过盈配合。
（二）工艺流程
一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺，其流程如下：
1.根据设计尺寸加工壳体上安装贯穿件的开孔，同时在壳体外侧加工定位凸台，如图1所示；
2.根据壳体上的实际孔径，按照要求的过盈量，过盈量推荐0.005mm～0.025mm，加工与该孔配合的贯穿件的外径，同时加工定位凸台（参见附图1）；
3.将贯穿件浸入液氮（温度约为）中冷却足够时间，推荐5min～10min；
4.将贯穿件取出快速插入壳体上对应的开孔；
5.当贯穿件及壳体温度升至室温时，贯穿件与壳体上贯穿件孔之间的间隙得以消除，即实现了贯穿件与壳体开孔之间的过盈配合。
本工艺的一种实施例，如电加热元件套管的装配实施如下，但不仅限于该零件装配。
具体实施例：
电加热元件套管孔的名义尺寸为30mm。设计电加热元件套管与稳压器下封头上的套管孔的过盈量为0.005mm～0.025mm。
根据电加热元件套管需要的插入深度，确定电加热元件套管及稳压器下封头电加热元件套管孔定位凸台的位置；
加工稳压器下封头上的套管孔及定位凸台（见附图1）；
根据套管孔的实际尺寸加工电加热元件套管，保证其过盈量满足0.005mm～0.025mm的要求，加工电加热元件套管上的定位凸台（见如图1）；
电加热元件套管内径为23mm，壁厚约为3.5mm。将要安装的电加热元件套管浸入液氮中冷却5分钟～10分钟；
将电加热元件套管从液氮中取出，在几秒钟内快速插入稳压器下封头上对应的套管孔，一直到与电加热元件套管上的定位凸台与电加热元件套管孔上的定位凸台接触而不能继续插入为止；
当电加热元件套管及稳压器下封头的温度升至室温时，电加热元件套管和套管孔上的间隙得以消除，即实现了电加热元件套管过盈配合。

Claims (3)

1.一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺，其特征在于：它包括如下步骤，
（1）根据设计尺寸加工壳体上安装贯穿件的开孔，同时在壳体外侧加工定位凸台；
（2）根据壳体上的实际孔径，按照要求的过盈量，加工与该孔配合的贯穿件的外径，同时加工定位凸台；
（3）将贯穿件浸入液氮中冷却；（-196℃常压下）
（4）将贯穿件取出快速插入壳体上对应的开孔；
（5）当贯穿件及壳体温度升至室温时，贯穿件与壳体上贯穿件孔之间的间隙得以消除，即实现了贯穿件与壳体开孔之间的过盈配合。
2.如权利要求1所述的一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺，其特征在于：所述的步骤（2）中的过盈量为0.005mm～0.025mm。
3.如权利要求1所述的一种压水堆核电厂稳压器贯穿件的冷装工艺，其特征在于：所述的步骤（3）中的冷却时间为5min～10min。
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