CN105710607B - 一种核电蒸汽发生器锥形筒节的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电蒸汽发生器锥形筒节的制造方法，该方法包括板材的下料、卷制、校正以及利用样板进行放样去除余量，该方法工艺顺序逻辑严密，具有操作性；整个制造过程不需要重型的机器设备和复杂的工模具，不会对生产工人造成危害，因此本发明的生产成本低；规避了使用卷尺测量导致的测量不准确，有利于制造成型精度高、尺寸要求高的核电蒸汽发生器锥形筒节，因此能够做到核电蒸汽发生器锥形筒节与核电蒸汽发生器锥形筒体高质量的对接；在下料过程中，对板材的尺寸限定，既保证了核电蒸汽发生器锥形筒节的高尺寸要求又节约了原材料，降低成本，增加效益。

Description

一种核电蒸汽发生器锥形筒节的制造方法

技术领域

本发明涉及核电技术领域，主要涉及核电蒸汽发生器锥形筒节的制造方法，属于冷作成型领域。

背景技术

核电蒸汽发生器是核电站最为关键的主要设备之一。蒸汽发生器与反应堆压力容器相连，不仅直接影响电站的功率与效率，而且在进行热量交换时，还起着阻隔放射性载热剂的作用，对核电站安全至关重要。下部带管束组件是核电蒸汽发生器的重要组成部分，中国广核集团推出的中国改进型百万千瓦级(1000MW)压水堆核电堆型CPR1000系列与西屋公司设计的3代核电堆型AP1000系列核电蒸汽发生器的下部带管束组件主要组成部分是包壳，包壳由筒体与两个组焊在一体的锥形筒节组成，其中，两个锥形筒节需要先装焊成一体再与包壳组焊。锥形筒节的成型直接影响包壳的精度，因此制造高成型精度、高标准的锥形筒节至关重要。而如何确保单个锥形筒节的高精度成型是整个核电行业中都面临的一个难题。

现有技术中通常采用整体锻造制造锥形筒节，锻造加工过程包括：将材料切割成所需尺寸、加热、锻造、热处理、清理和检验。因此锻造过程中需要重型的机器设备和复杂的工模具，所以它的制造成本很高，并且它对材料的锻造比有一定的限制，不能无限制的锻压变形。而且在锻造过程中，生产现场劳动条件较差，对从事于锻造工作的人员具有一定的危害。

由于上述原因，本发明人对现有的制造核电蒸汽发生器锥形筒节的方法进行了深入研究，以便设计出一种成本低廉，操作简单的制造方法。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出

具体来说，本发明的目的在于提供以下方面：

(1)、一种核电蒸汽发生器锥形筒节的制造方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：根据图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节的尺寸下料并获得2个板材；

步骤2：对所述2个板材分别做坡口成型处理；

步骤3：对坡口成型处理后的2个板材分别做预弯和卷制处理，获得2个锥瓣；

步骤4：将所述2个锥瓣拼接在一起并装焊，获得核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品；

步骤5：在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上划余量线，将核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品的余量去除；

步骤6：装焊，校正，获得完整的核电蒸汽发生器锥形筒节。

(2)、根据上述(1)所述方法，其特征在于，步骤1中，所述下料通过数控等离子气割方式进行，

优选地，所述2个板材的尺寸分别是图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节展开后的尺寸的1/2，

更优选地，所述2个板材分别在在核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长度方向、核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长度方向和核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向留有余量。

(3)、根据上述(1)或(2)所述方法，其特征在于，所述2个板材在核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长长度方向留+8～+10毫米的余量，核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长长度方向留+20～+25毫米的余量，核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向两端各留5毫米的余量。

(4)、根据上述(1)至(3)之一所述方法，其特征在于，在步骤2对所述2个板材分别做坡口成型处理之前，将2个板材做机械校正处理。

(5)、根据上述(4)所述方法，其特征在于，在对所述2个板材做机械校正处理之后并在步骤2做坡口成型处理之前，在所述2个板材上划纵缝坡口线和卷制放射线。

(6)、根据上述(1)至(5)之一所述方法，其特征在于，步骤3中，通过所述卷制放射线对做坡口成型处理后的2个板材分别做预弯和卷制处理，优选地，在预弯和卷制处理过程中使用圆度样板检查。

(7)、根据上述(1)至(6)之一所述方法，其特征在于，步骤4中，2个锥瓣拼接在一起生成两条纵缝，所述两条纵缝分别为纵缝A和纵缝B，在装焊过程中，只焊接纵缝A不焊接纵缝B。

(8)、根据上述(1)至(7)之一所述方法，其特征在于，步骤5中，在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上设置余量去除样板，所述余量去除样板紧贴在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上，并且利用磁铁将核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品和余量去除样板紧固，在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上划余量线，通过所述余量线对核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品进行余量去除。

(9)、根据上述(1)至(8)之一所述方法，其特征在于，步骤5中，所述余量去除样板的厚度小于或等于1毫米，和/或

所述余量去除样板的尺寸与所述图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节的尺寸比例为1:1。

(10)、根据上述(7)至(9)之一所述方法，其特征在于，步骤6中，所述装焊是对纵缝B进行装焊。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)工艺顺序逻辑严密，具有操作性；

(2)整个制造过程不需要重型的机器设备和复杂的工模具，不会对生产工人造成危害，因此本发明的生产成本低；

(3)规避了使用卷尺测量导致的测量不准确，有利于制造成型精度高、尺寸要求高的核电蒸汽发生器锥形筒节；

(4)利用1:1放样尺寸的样板对核电蒸汽发生器锥形筒节进行余量去除，操作简单，余量去除精准，获得的核电蒸汽发生器锥形筒节成型精度高；

(5)在下料过程中，对板材的尺寸限定，既保证了核电蒸汽发生器锥形筒节的高尺寸要求又节约了原材料，降低成本，增加效益。

附图说明

图1示出根据本发明一种优选实施方式的核电蒸汽发生器锥形筒节的最终成型状态。

图2示出根据本发明一种优选实施方式的余量去除样板的展开结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本发明提供的一种核电蒸汽发生器锥形筒节的制造方法，该方法包括以下步骤：

步骤1：根据图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节的尺寸下料并获得2个板材。

其中，2个板材的尺寸分别是所述核电蒸汽发生器锥形筒节展开后的尺寸的1/2，并且2个板材分别在核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长度方向、核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长度方向和核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向留有余量。

优选的，利用AutoCAD和Fastcam软件编程，获得所述核电蒸汽发生器锥形筒节展开后的尺寸，进而获得所述2个板材的尺寸。

优选的，采用数控等离子气割方式进行下料，并且2个板材分别在核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长度方向留+8～+10mm的余量，核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长长度方向留+20～+25mm的余量，核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向两端各留5mm的余量。

本发明提供的获得2个板材尺寸的方法既满足了核电蒸汽发生器锥形筒节的高尺寸要求，又节省了原材料，降低了成本。

其中，如图1所示，核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长度方向为直线1的延长线方向，核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长长度方向为直线2的延长线方向，核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向为直线3的延长线方向。

步骤2：对所述2个板材分别做进行坡口成型处理。

其中，在对所述2个板材分别做坡口成型处理之前，对2个板材进行机械校正处理，优选的，利用九辊校平机进行校正，

本发明中利用九辊校平机对步骤1中所述2个板材进行机械校正，消除了数控等离子气割下料过程中带来的板材形变，提高了板材成形水平度。

然后，划线工人在经过机械校正处理后的2个板材上划纵缝坡口线和卷制放射线，所述纵缝坡口线用于确定坡口的形状和位置，所述卷制放射线用于辅助卷板机上辊按着放射线路径卷制，以达到2个板材在核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长度方向和核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长度方向同步卷制的效果。

最后，根据所述纵缝坡口线对2个板材做坡口成型处理。

本发明中，利用九辊校平机对步骤1中所述2个板材进行机械校正，提高了板材成形水平度，因此纵缝坡口线和卷制放射线的位置准确度更高，对2个板材做坡口成型处理效果更好，进而提高了核电蒸汽发生器锥形筒节成型的精度。

坡口的形状根据核电蒸汽发生器锥形筒节的壁厚、材质等进行选择，优选的，坡口的形状选择内侧单面V形坡口，坡口制备方法是划纵缝坡口线后，通过热切割去除并打磨配合，对于特殊材质进行相应的无损检测。

步骤3：对坡口成型处理后的2个板材分别做预弯和卷制处理，获得2个锥瓣。

优选的，根据所述卷制放射线利用卷板机或油压机设备对所述2个板材做预弯和卷制处理，在预弯和卷制处理过程中利用圆度样板对所述2个板材进行检查，优选的，圆度样板的曲率半径与步骤3中获得的2个锥瓣的曲率半径一致，更优选的，圆度样板是利用数控等离子机器数控下料圆弧板，并装焊相应的扶手获得。

步骤4：将所述2个锥瓣拼接在一起并装焊，获得核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品，

其中，2个锥瓣拼接在一起生成两条纵缝，所述两条纵缝分别为纵缝A和纵缝B，在装焊过程中，只焊接纵缝A不焊接纵缝B。

步骤5：在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上划余量线，将核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品的余量去除。

其中，在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上设置余量去除样板，所述余量去除样板紧贴在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上，并且利用磁铁将核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品和余量去除样板紧固，在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上划余量线，通过所述余量线对核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品进行余量去除，余量去除样板展开后的结构如图2所示。

其中，所述余量线是用于标记核电蒸汽发生器锥形筒节比余量去除样板多余的部分。

优选的，余量去除样板的厚度小于或等于1毫米，余量去除样板的尺寸与所述图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节的尺寸比例为1:1，优选的，所述余量去除样板的尺寸是利用二维AutoCAD或三维绘图Autodesk Inventor、SolidWorks进行1:1尺寸放样获得，优选的，余量去除样板采用青稞纸制作。

本发明提供的余量去除样板制造简单，使用方便，利用余量去除样板进行核电蒸汽发生器锥形筒节的放样，避免了使用卷尺测量时因卷尺呈锥形而导致的测量不准确，也避免了利用光学仪器测量的高经济投入，因此获得核电蒸汽发生器锥形筒节的成本低，获得的核电蒸汽发生器锥形筒节成型精度高。

步骤6：装焊，校正，获得完整的核电蒸汽发生器锥形筒节。

其中，优选的，采用点焊的方式焊接纵缝B。

优选的，对核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长度方向和核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长度方向的校正是利用火焰气割对核电蒸汽发生器锥形筒节的变形部位进行火焰校正，并配有相应的强力敲打，

对核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向的校正是利用整张板材对核电蒸汽发生器锥形筒节进行往复压制，其中所述整张板材的面积大于核电蒸汽发生器锥形筒节。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种核电蒸汽发生器锥形筒节的制造方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：根据图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节的尺寸下料并获得2个板材，所述2个板材的尺寸分别是图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节展开后的尺寸的1/2；

步骤2：对所述2个板材分别做坡口成型处理，对所述2个板材分别做坡口成型处理之前，将2个板材做机械校正处理，在对所述2个板材做机械校正处理之后并在做坡口成型处理之前，在所述2个板材上划纵缝坡口线和卷制放射线；

步骤3：对坡口成型处理后的2个板材分别做预弯和卷制处理，获得2个锥瓣；

步骤4：将所述2个锥瓣拼接在一起并装焊，获得核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品；

步骤5：在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上设置余量去除样板，所述余量去除样板紧贴在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上，并且利用磁铁将核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品和余量去除样板紧固，在核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品上划余量线，通过所述余量线对核电蒸汽发生器锥形筒节的半成品进行余量去除，所述余量去除样板的尺寸与所述图纸上核电蒸汽发生器锥形筒节的尺寸比例为1:1；

步骤6：装焊，校正，获得完整的核电蒸汽发生器锥形筒节。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤1中，

所述下料通过数控等离子气割方式进行，

所述2个板材分别在在核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长度方向、核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长度方向和核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向留有余量。

3.根据权利要求1或2所述方法，其特征在于，所述2个板材在核电蒸汽发生器锥形筒节的大端圆周长长度方向留+8～+10毫米的余量，核电蒸汽发生器锥形筒节的小端圆周长长度方向留+20～+25毫米的余量，核电蒸汽发生器锥形筒节的高度方向两端各留5毫米的余量。

4.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤3中，通过所述卷制放射线对做坡口成型处理后的2个板材分别做预弯和卷制处理，在预弯和卷制处理过程中使用圆度样板检查。

5.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤4中，2个锥瓣拼接在一起生成两条纵缝，所述两条纵缝分别为纵缝A和纵缝B，在装焊过程中，只焊接纵缝A不焊接纵缝B。

6.根据权利要求1所述方法，其特征在于，步骤5中，所述余量去除样板的厚度小于或等于1毫米。

7.根据权利要求1或5所述方法，其特征在于，步骤6中，所述装焊是对纵缝B进行装焊。