CN104400273A - 一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置，该装置位于电加热器接管每一端口处的自密封装置，其中，自密封装置包括：管接头、固定件、支撑件、垫圈和弹性部件，所述管接头从上到下依次套装：固定件、支撑件、垫圈和弹性部件，其中，所述垫圈、弹性部件以及支撑件与垫圈相接触的部分位于电加热器接管的内部，在所述管接头的内部且沿着竖直的方向上设置使得冷却循环水通入电加热器接管内部的通孔，所述固定件位于电加热器接管的外部且与支撑件相接触。该装置中的通孔使得冷却循环水通入到电加热器接管的内部，使得冷却循环水带走焊接时的热量从而实现防止电加热器接管变形的目的。

Description

一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置

技术领域

本发明涉及核电领域，特别地，涉及一种防变形装置，具体地，涉及一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置。

背景技术

稳压器是核电厂核岛中的主要设备之一，实现对核反应堆一回路系统自动进行压力调节，同时维持其压力恒定，稳压器的调节功能主要是通过稳压器下封头处的电加热器对系统内液体加热来实现。

电加热器通过稳压器下封头上的电加热器接管进入稳压器内部，其中，电加热器接管与稳压器下封头焊接，由于各接管轴线并不通过封头球心，故电加热器接管与稳压器下封头之间的焊缝为不对称焊缝，因此，两侧焊缝焊接量相差较大，焊接难度大，导致接管非常容易变形。此外，电加热器与电加热器接管的内径之间的间隙极小，接管稍有变形则会导致电加热器不能从接管穿过，从而必须保证电加热器接管与下封头焊接后，电加热器接管变形很小。

在现有技术中，为了防止电加热器接管变形，均采用较为传统的方法，即在电加热器接管的内部插入与接管内径紧密配合的刚性芯轴来强行固定进行防变形。但是，该方法却存在一些难以克服的缺陷，由于电加热器接管内径较小，芯轴难于做成外径可调结构形式，则采用上述传统方法极易造成两者焊结后刚性芯轴难以取出，若强行取出则又极易对接管内壁造成划伤。由于对核电产品的特殊要求，接管内壁和端面均禁止焊接和损伤，故采用刚性芯轴强行固定的传统方式进行防变形的效果并不显著。

发明内容

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：在电加热器接管的两端都安装自密封装置，该自密封装置上设置有沿着竖直方向上的通孔，在电加热器接管与下封头焊接时，通过设置的通孔使得电加热器接管的内部通入冷却循环水，冷却循环水带走焊接时产生的热量，从而达到防止电加热器接管变形的目的，从而完成本发明。

本发明的目的在于提供一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置，该防变形装置包括位于电加热器接管2每一个端口处的自密封装置1，其中，自密封装置1包括：管接头11、固定件12、支撑件13、垫圈14和弹性部件15，

所述管接头11从上到下依次包括：端头111、主体112、第二台阶114和第一台阶113，其中，端头111、主体112、第二台阶114和第一台阶113为一体结构，

在所述第二台阶114的外部从上到下依次套装：垫圈14、弹性部件15，在所述主体112的外部套装支撑件13，其中，

所述垫圈14、弹性部件15以及支撑件13与垫圈14相接触的部分位于电加热器接管2的内部，

在所述管接头11的内部且沿着竖直的方向上设置使得冷却循环水通入电加热器接管内部的通孔115，

所述固定件12位于电加热器接管2的外部且与支撑件13相接触。

本发明的另一目的在于提供一种由本发明提供的防变形装置的使用方法，该方法包括以下步骤：

1)将管接头11固定在电加热器接管2的端口处，其中，使得第一台阶113、第二台阶114、部分主体112位于电加热器接管2的内部；

2)先将弹性部件15套装在第二台阶114的外部，然后将垫圈14套装在第二台阶114的外部；

3)将支撑件13套装在主体112的外部，然后安装固定件12，在固定件12的作用下，使得橡胶部件15与电加热器接管2的内壁紧密接触；

4)在将电加热器接管2与下封头焊接时，在通孔115内通入冷却循环水。

本发明提供的一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置，该防变形装置具有以下优点：

1)该防变形装置采用在螺母的作用下，使得橡胶垫胀紧的方式与电加热器接管的内壁接触，有效地防止接管内部或端部的损伤；

2)该防变形装置采用在螺母的作用下，使得橡胶垫胀紧的方式将自密封装置固定，因此，防变形装置的安装和拆卸都非常方便，有利于实际操作；

3)与电加热器接管内壁接触的钢制零件均采用不锈钢材质，橡胶垫材质也符合核电要求，有效地防止材质污染，同时密封效果好，在使用中，不会产生漏水现象；

4)该防变形装置的防变形的效果显著，采用该放变形装置的后，电加热器接管几乎无变形，电加热器均可自由穿入；

5)整个结构简单，便于加工成型，且成本低廉，有利于推广。

附图说明

图1示出根据本发明的一种优选的实施方式的防变形装置安装后的剖面结构示意图；

图2示出根据本发明的一种优选的实施方式的管接头的剖面结构示意图；

图3示出根据本发明的一种优选的实施方式的主体的横截面示意图。

附图标号

1-自密封装置

11-管接头

111-端头

112-主体

113-第一台阶

114-第二台阶

115-通孔

12-固定件

13-支撑件

14-垫圈

15-弹性部件

2-电加热器接管

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

根据本发明的一方面，提供一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置，如图1所示，该装置包括两个自密封装置1，其中，一个自密封装置位于电加热器接管2的一端，另一个自密封装置位于电加热器接管2的另一端。

根据本发明所述的两个自密封装置，两个自密封装置的结构相同，并且每一个密封装置均可从电加热器接管2上拆卸下来。

根据本发明，如图1所示，所述自密封装置包括：管接头11、固定件12、支撑件13、垫圈14和弹性部件15。

在所述的自密封装置中，在管接头11的内部设置通孔115，特别地，该通孔115的轴线与管接头11的轴线相互重合。由于管接头11的内部且沿着竖直的方向上设置通孔115，该通孔115使得电加热器接管2的内部能够通入冷却循环水，能够带走在电加热器接管与下封头在焊接过程中产生的热量，从而防止电加热器接管变形。

在所述的自密封装置中，在管接头11的外部从上到下依次套装：固定件12，支撑件13、垫圈14和弹性部件15，其中，垫圈14、弹性部件15和支撑件13与垫圈14相接触的部分位于电加热器接管2的内部，固定件12位于电加热器接管2的外部且与支撑件13相接触。

在所述的自密封装置中，如图2所示，管接头11从上到下依次包括：端头111、主体112、第二台阶114和第一台阶113，其中，所述管接头11的端头111、主体112、第一台阶113和第二台阶114为一体加工成型，即为一体结构，并且所述端头111、主体112、第二台阶114和第一台阶113的内部相连通，构成通孔115。

在根据本发明所述的管接头11中，端头111、主体112、第二台阶114和第一台阶113的纵向截面宽度按照端头111、主体112、第二台阶114、第一台阶113的顺序依次增大。其中，纵向截面为通过中轴线的截面。

在优选的实施方式中，端头111、主体112、第二台阶114和第一台阶113的外径按照端头111、主体112、第二台阶114、第一台阶113的顺序依次增大，其中，第一台阶113的外径稍小于电加热器接管2的内径，从而保证管接头11能够伸入电加热器接管2的内部。特别地，第一台阶113的外径比电加热器接管2内径小0.15mm。

在根据本发明的管接头11中，第二台阶114的高度为大于或等于所套装在第二台阶114外部的弹性部件15的厚度和垫圈14的厚度之和。其中，所涉及的第二台阶的高度为第一台阶113的上表面与第二台阶114的上表面之间的距离。

在优选的实施方式中，所述垫圈14和弹性部件15的外径尺寸相同。

在所述自密封装置中，所述弹性部件15呈圆环状结构，该弹性部件15的内径尺寸要保证该弹性部件15能够套装在管接头11的外部，特别地，所述弹性部件15的内径稍大于弹性部件15与管接头11相接触的部分的外径，使得该弹性部件15刚好套装在其与管接头11相接触的部分的外径。

根据本发明，所述弹性部件15的外径小于电加热器接管2的内径，特别地，弹性部件15的外径比电加热器接管2的内径小0.05～0.1mm。

根据本发明，弹性部件15的厚度没有特别地限制，根据实际情况进行确定。特别地，该弹性部件15的厚度为3mm。

经本发明人研究发现，根据实际需求，选用弹性部件15的材质，从而保证该弹性部件15在外力的作用下，能够产生足够的变形，使得该弹性部件15的外端与电加热器接管2的内径相接触。特别的，弹性部件15优选为橡胶垫，该橡胶垫的材质优选为选用丁腈橡胶制备得到。

在优选的实施方式中，所述弹性部件15的内径稍大于第二台阶114的外径，使得弹性部件15刚好套装在第二台阶的外部，同时，该弹性部件15的外径大于第一台阶的外径且小于电加热器接管2的内径。

特别地，弹性部件15的外径比电加热器接管2的内径小0.05～0.1mm。

经本发明人研究发现，根据实际需求，确定在第二台阶114的外部套装的弹性部件15的个数。特别地，在第二台阶114的外部套装5个弹性部件15。

在所述的自密封装置中，所述垫圈14呈圆环状结构，该垫圈14的内径的尺寸要保证该垫圈14能够套装在管接头11的外部，特别地，所述垫圈14的内径稍大于垫圈14与管接头11相接触的部分的外径，使得该垫圈14刚好套装在其与管接头11相接触的部分的外径。

根据本发明，所述垫圈14的外径小于电加热器接管2的内径，特别地，垫圈14的外径比电加热器接管2的内径小0.05～0.1mm。

在优选的实施方式中，垫圈14的内径稍大于管接头11中的第二台阶的外径，使得垫圈14刚好套装在第二台阶的外部，同时，垫圈14的外径大于第一台阶的外径且小于电加热器接管的内径。

特别地，垫圈14的外径比电加热器接管2的内径小0.05～0.1mm。

根据本发明，所述垫圈14的厚度并没有特别地要求，可根据实际需求进行选择。特别地，垫圈14的厚度为4mm。

另外，垫圈14采用不锈钢材料加工制得，满足了实际应用的需求。

在优选的实施方式中，所述支撑件13为没有下底面的圆柱体结构，该圆柱体包括一个上底面和筒体，所述圆柱体的上底面与圆柱体的筒体为一体结构。

在优选的实施方式中，在所述支撑件13的上底面上设置支撑件通孔，该支撑件通孔使得支撑件13刚好套装在主体112的外部。

在优选的实施方式中，所述支撑件13的筒体的内径大于第二台阶的外径，该支撑件13的筒体的内径稍大于第二台阶的外径，特别地，该支撑件13的筒体的内径的尺寸与垫圈14的内径的尺寸相同，且该支撑件13的筒体的外径稍小于垫圈14的外径，从而保证了位于垫圈14下方的弹性部件15的受力均匀。

特别的，支撑件的筒体的外径小于垫圈14的外径0.5～1mm。

另外，在优选的实施方式中，所述支撑件13采用不锈钢材料加工制得，从而满足了实际应用的需求。

在所述的自密封装置中，固定件12的下表面与支撑件13的上表面相接触。其中，固定件12的种类并没有特别地限制，可根据实际需求进行选择和设计。

在优选的实施方式中，在主体112的外部设置螺纹，该螺纹位于支撑件12的上方，固定件12为螺母，从而使得螺母通过主体112上的螺纹与管接头11固定连接。

在优选的实施方式中，如图3所示，在距离管接头11的端口一定距离的端头111的横截面的形状为两段弧线之间通过两条线段相连接。特别地，两段弧线的弧度相同，两条线段的长度相同且两条线段相互平行。端头的横截面为上述形状，则在安装螺母时，方便人工或是机械进行夹持。

根据本发明，将位于电加热器接管2的一端的管接头的端头111作为冷却水进水口，而将位于电加热器接管2的另一端的管接头111的端头作为出水口，使得管接头111的通孔115中通入冷却循环水，从而使得冷却水带走电加热器接管与下封头焊接时产生的热量，达到防止电加热器接管2的变形。

在优选的实施方式中，在距离端头111的端口一定距离的端头111的外部为倒齿型结构，该倒齿型结构更有利于与冷却水循环装置相连接。

在优选的实施方式中，所述端头111、主体112、第二台阶114、第一台阶113、电加热器接管2的轴线相重合。

在优选的实施方式中，所述电加热器接管2、管接头11、固定件12、支撑件13、垫圈14、弹性部件15的轴线相重合。

综合而言，所述的管接头、垫圈和弹性部件是主要的密封部件，其中，所述的管接头与电加热器接管的内壁的接触面、所述的垫圈与电加热器接管内壁的接触面表面粗糙度均要在3.2以上。

根据本发明的另一方面，提供了一种由本发明提供用于电加热器与下封头焊接的防变形装置的使用方法，该方法包括以下四个步骤。

步骤一、将管接头11固定在电加热器接管2的端口处。

在上述步骤一中，固定的方式并不受到具体的限制，人工固定例如选用手将管接头扶持在电加热器其接管2的端口处，或是机械固定均可。

在上述步骤一中，使得第一台阶113、第二台阶114、部分主体112位于电加热器接管2的内部。

步骤二、先将弹性部件15套装在第二台阶的外部，然后将垫圈14套装在第二台阶的外部。

在上述步骤二中，弹性部件15优选为橡胶垫，该橡胶垫采用丁腈橡胶制备而成。

步骤三、将支撑件13套装在主体112的外部，然后安装固定件12。

在上述步骤三中，支撑件13的筒体的下端与垫圈14相接触，安装固定件14后，固定件14的下表面与支撑件13的上表面相接触。

在上述步骤三种，固定件12为螺母时，将螺母拧在主体112的螺纹处，使得支撑件14的筒体的下端压紧垫圈和橡胶垫，进一步使得橡胶垫与电加热器接管的内壁紧密接触，从而达到胀紧的效果，使得自密封装置固定在电加热器接管的端口处。

步骤四、在将电加热器接管2与下封头焊接时，在通孔115内通入冷却循环水。

在上述步骤四中，将位于电加热器接管2端口处的一个端头111作为冷却循环水的进水口，将位于电加热器接管2另一个端口处的端头111作为冷却循环水的出水口，从而使得电加热器接管2内通入冷却循环水，从而达到在焊接时带走热量防止电加热器接管变形的目的。

实施例

以下通过具体实例进一步描述本发明。不过这些实例仅仅是范例性的，并不对本发明的保护范围构成任何限制。

在下述实施例中：

电加热器接管的内径为φ70±0.1mm，第一台阶的外径为第二台阶的外径为φ53mm，主体的外径为φ36mm，垫圈的内径为φ54mm且外径为丁腈橡胶垫的内径为φ53mm且外径为φ70mm，支撑件通孔的直径为φ37mm，支撑件的筒体的内径为φ54mm且外径为φ69mm，固定件为六角螺母。

实施例1

防变形装置

在位于电加热器接管每一个端口处设置自密封装置，其中，自密封装置包括：管接头、六角螺母、支撑件、垫圈和橡胶垫，

在管接头的第二台阶的外部依次套装：橡胶垫、垫圈，在所述的主体的外部套装支撑件，其中，所述垫圈、橡胶垫以及支撑件与垫圈相接触的部分位于电加热器接管的内部，

在管接头的内部且沿着竖直的方向上设置使得冷却循环水通入电加热器接管内部的通孔，

支撑件为圆柱体结构，该圆柱体包括一个上底面和一个筒体，其中，在所述上底面上设置支撑件通孔，通过该支撑件通孔套装在主体外部，

六角螺母位于电加热器接管的外部且与支撑件相接触，所述螺母通过设置在主体上的螺纹与主体固定连接。

实施例2

在电加热器接管与下封头焊接时，选择实施例1提供的防变形装置，通过设置在管接头内部的通孔向电加热器接管内部通入冷却循环水，焊接的时间为90分钟。

经过观察，在焊接的90分钟内，在自密封装置与电加热器接管相接触的地方并不漏水，表明自密封装置的密封效果好。

焊接完成后，电加热器可以穿过电加热器接管内部。由此可以得知，电加热器接管几乎无形变。

对比例1

在电加热器接管的端口处不安装实施例1中所述的防变形装置，在将与实施例2中相同的电加热器与下封头进行焊接，其中焊接的时间为90分钟。

焊接完成后，待焊缝冷却后，电加热器不能插入到电加热器接管内部，说明在焊接时，使得电加热器接管产生了形变。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于电加热器接管与下封头焊接的防变形装置，该防变形装置包括位于电加热器接管(2)每一端口处的自密封装置(1)，其中，自密封装置(1)包括：管接头(11)、固定件(12)、支撑件(13)、垫圈(14)和弹性部件(15)，

所述管接头(11)从上到下依次包括：端头(111)、主体(112)、第二台阶(114)和第一台阶(113)，其中，端头(111)、主体(112)、第二台阶(114)和第一台阶(113)为一体结构，

在所述第二台阶(114)的外部从上到下依次套装：垫圈(14)、弹性部件(15)，在所述主体(112)的外部套装支撑件(13)，其中，

所述垫圈(14)、弹性部件(15)以及支撑件(13)与垫圈(14)相接触的部分位于电加热器接管(2)的内部，

在所述管接头(11)的内部且沿着竖直的方向上设置使得冷却循环水通入电加热器接管内部的通孔(115)，

所述固定件(12)位于电加热器接管(2)的外部且与支撑件(13)相接触。

2.根据权利要求1所述的防变形装置，其中，在管接头(11)中，

所述端头(111)、主体(112)、第二台阶(114)和第一台阶(113)的外径按照端头(111)、主体(112)、第二台阶(114)、第一台阶(113)的顺序依次增大，其中，第一台阶(113)的外径稍小于电加热器接管(2)的内径。

3.根据权利要求1或2所述的防变形装置，其中，所述第二台阶(114)的高度大于或等于所套装的弹性部件(15)和垫圈(14)的厚度之和。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的防变形装置，其中，

所述支撑件(13)为圆柱体结构，该圆柱体包括一个上底面和一个筒体，其中，在所述上底面上设置支撑件通孔，所述筒体的内径稍大于第二台阶(114)的外径，筒体的外径稍小于垫圈(14)的外径。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的防变形装置，其中，所述垫圈(14)的外径大于第一台阶的外径且小于电加热器接管(2)的内径。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的防变形装置，其中，所述弹性部件(15)为呈圆环状结构的橡胶垫，该弹性形部件(15)的外径大于第一台阶的外径且小于电加热器接管(2)的内径，和/或

所述固定件(12)为螺母，该螺母通过设置在主体(112)外部的螺纹与主体(112)固定连接，其中，所述螺纹位于支撑件(12)的上方。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的防变形装置，其中，在距离管接头(11)的端口一定距离的端头(111)的横截面的形状为两段弧线之间通过两条线段相连接。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的防变形装置，其中，在距离所述管接头(11)的端口一定距离的端头(111)的外部为倒齿型结构。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的防变形装置，其中，所述电加热器接管(2)、管接头(11)、固定件(12)、支撑件(13)、垫圈(14)、弹性部件(15)的轴线相重合。

10.一种由权利要求1～9中任一项所述的防变形装置的使用方法，该方法包括以下步骤：

1)将管接头(11)固定在电加热器接管(2)的端口处，其中，使得第一台阶(113)、第二台阶(114)、部分主体(112)位于电加热器接管(2)的内部；

2)先将弹性部件(15)套装在第二台阶(114)的外部，然后将垫圈(14)套装在第二台阶(114)的外部；

3)将支撑件(13)套装在主体(112)的外部，然后安装固定件(12)，在固定件(12)的作用下，使得橡胶部件(15)与电加热器接管(2)的内壁紧密接触；

4)在将电加热器接管(2)与下封头焊接时，在通孔(115)内通入冷却循环水。