CN1070261A - 逐一识别热交换器各列管的方法 - Google Patents

Abstract

为逐一识别蒸汽锅炉的各列管(10)，提出了这样 的办法：用圆形印记(24)和无印记组成的二进制条型 码(12a)给这些列管打标记。有了这些无需剔除管 子材料打印出来的印记就可以借助于涡流探头读出 条型码。印记(24)可以在列管(10)制造过程中打印 在列管(10)的外表面上，也可以在列管(10)固定到管 板(16)上之后打印到列管的内表面上。然后一个查 明工序能定出各条型码在管板上特定的位置。

Description

本发明涉及一种逐一识别热交换器（例如核电站中使用的蒸汽锅炉）的各列管的方法，以便确保在热交换器的整个使用寿命中能即刻识别任意指定的列管。

核电站的装备之一-蒸汽锅炉，具有数千成束或成捆排列的倒置U形管，管的两端横切一个厚板，这个厚板叫做管板，管板中的各管经过焊接之后再进行胀管。这个管板确保在核反应堆一次回路中流动的水（叫做一次水）与在二次回路中流动的水（叫做二次水）进行热交换，因而各管中的一次水，其温度在其入口端和出口端之间显著下降。因此通常把分别从一次水的入口端和出口端延伸的向上和向下支管叫做“热支管”和“冷支管”。

蒸汽锅炉管束的各倒置U形管都装在垂直方向上逐渐变小的圆筒形外壳中，管板即固定在该外壳中。因此大部分管子的几何特点彼此不同。鉴于这些管子的制造和蒸汽锅炉的装配不是在同一个地方进行的，因而它们在运到装配地点之前必须逐一加以识。目前识别的方法是在各管上贴上粘性标签，标签上写上代码，确保各管装设到蒸汽锅炉管板上它们应有的适当位置。该位置一经确定，就把标签除去，把管子放入蒸汽锅炉中就位，并眷接到管板上。

这种识别管子的程序仅仅是部分令人满意。例如，粘性标签在管子搬运过程中会丢失，以后所需要的保管管理时间不少，存在各种各样出差错的风险等等。此外，目前的列管逐一识别程序决不能识别在管板的直角坐标上排列的列管，这是在列管固定到管板上之后，为对各列管进行机械加工、检验或维修而需要进行这种识别的。

特别是，目前是不可能逐一识别蒸汽锅炉在直角坐标上排列的列管，因而在用涡流探头检验列管之后不能在加工厂对它们自动进行机械加工或在现场对它们中的某些管进行密封。因此花费的时间相当多，而且检查人员在实际现场中受到一次回路高度辐射性介质影响的时间是比密封某些列管确实需要的时间要长得多。

此外，列管从它们开始制造就逐一对它们进行识别就可以在特别有利的条件下控制制造过程。而借助于标签识别列管时是不可能拥有这个有利条件的，标签只能在制造过程完毕之后贴到列管上。

本发明的主要目的是使原来逐一识别热交换器（例如蒸汽锅炉）列管的方法可以在热交换器的整个使用寿命中，必要时在列管制造的过程中，逐一识别各列管。

按照本发明，上述目的是通过这样一种逐一识别热交换器列管的方法实现的，该热交换器有一束列管，列管的端部部分固定在至少一个管板上，该方法的特征在于，它包括用专用代码给各管打上标记，该代码可以至少在热交换器工作的过程中用读出装置读出。

给各列管逐一打上标记，无论在装配蒸汽锅炉时，或者在逐一制造列管的过程中，都是可以进行的，因而在所有情况下，在蒸汽锅炉的整个使用寿命中都可以逐一识别热交换器的各列管。由于采取了上述措施，因而节省了大量时间，而且大大减少了工作人员受辐射影响的时间，但这必须事先在蒸汽锅炉制成之后即刻进行查明工序，以便将管板上各管端的位置坐标与各管的识别代码联系起来。

按照本发明的一个最佳实施例，各例管是用打印在其上表示其厚度的印记作为其标记的，这样就可以确保借助于涡流探头读取分派给各列管的专用代码，这里涡流探头也起检验列管的作用。这里不需要任何辅助性的工序。为了不削弱列管在打印点的强度，打印是通过压印进行的，无需从管子上剔除材料，这是本发明方法的好处。

各列管的专用识别码最好是条型码，即由预定数量沿管轴线等间距排列的符号组成，各符号从两个符号选取，一个是圆形的印记，另一个是无印记。

在蒸汽锅炉装有许多倒置的U形管，各U形管有一个冷支管和一个热支管，U形管两端固定在同一个管板的特别场合下，本发明的方法则将各管的端部部分打上专用代码的标记，专用代码包括同一个管的识别码和支管识别码。在这种情况下，最靠进管端的符号可构成支管的识别码。

为了从引入涡流检验探头起对列管进行识别，且为了不致削弱列管各工作部分的强度，各识别码最好标在固定在管板上各列管的端部部分，这样做有好处。

在本发明的第一实施例中，专用代码是在列管制造过程中标在各列管的外表面上的。此外，由于可以在制造蒸汽锅炉之前逐一识别各列管，本发明的上述解决办法可以确保在列管的制造过程中通过热处理进行胀管，从而可以消除打印区可能产生的残余应力。

在本发明的另一个实施例中，专用代码是在各列管固定到管板上之后标在各列管的内表面上的。显然，这种解决办法不能不使用粘性标签，或不能不利用由此而带来的好处。但这样做确实可以逐一控制蒸汽锅炉列管的质量，而这正是迄今为止所未能做到的。

下面参照一些对本发明不起限制作用的实施例并参照附图更详细地说明本发明的内容。

图1是本发明第一实施例的透视示意图，按照该实施例，各列管的标记是在制造过程中逐一标在列管的外表面上的。

图2A和2B示出了在本发明的第二实施例中本发明识别方法先后两个阶段的示意图，按照该实施例，各列管是在蒸汽锅炉装配过程中在内部打上标记的。

图3是以较大的比例示出了列管已标有专用识别码的一端的部分剖视图，图的左半部和右半部分别示出了本发明的第一和第二实施例。

图4是蒸汽锅炉倒置U形管的示意图，U形管的两端已借助于本发明的各型码加以识别。

图5示出了本发明的标记法如何使我们可以将检验探头或任意选择的一个工具一直推动到管束中所指定的管而不浪费时间。

蒸汽锅炉的各列管系制成U形管，蒸汽锅炉工时，U字处于倒置的位置。上面已经说过，所有的列管视其在蒸汽锅炉中的位置而具有不同的尺寸特点。特别是每一个列管中心部分的曲率半径以及热支管和冷支管的长度都不同。可以看到，其中一个管（图1中编号为10）快要制成了，即它已具既定的形状。

按照本发明的第一实施例，管10正是在这个阶段或甚至在弯制之前用专用条型码12a、12b在其各端部部分打上标记的，以后在图中我们将这样示出：给定的管10具有同样的识别码以及特定支管的识别码。

下面详细说明条型码的应用原则。条型码是用压印法压出印记标出的，丝毫没有将列管的材料剔除，因而管子的厚度在打印的位置是略为减小的。划条型码12a、12b使用的各印记是圆形的印记12，在部分或整个管的圆周上标出，印记的深度可以取几百分之一毫米，同时厚度达到管子最小工作机械强度的厚度。

在图1所示的本发明的第一实施例中，由于管10都尚未装入蒸汽锅炉的管板上，各管10端部部分的标记可以标在其外表面上。如示意图中所示，当时打印工具14是个旋转式的工具，可以装到管10上，且配备有打印辊可打印出所要求的印记。这种打印工具14很方便，可以装设到图中未示出的带坐标控制器的车架上，从而可以将各条型码12a、12b标到相对于管10两端极其精确的位置上。这样，各印记24的位置对条型码的读取是有决定作用的。

如图3和4更详细示出的那样，管10标有专用条型码12a、12b的端部部分相当于管10应固定到蒸汽锅炉管板16上的部分。

更具体地说，图3中用M表示的打印区位于管板16的孔20中，管10的端部部分即坐落在孔20中。按规定，该打印区M应处在紧靠着焊缝18的部位与毗邻板16上表面的部位之间，管10的端部即借助于焊缝18固定到板16在一次水侧的下表面上，后一部位相当于管10在孔20内二次水侧的胀管过渡区。因此，这两个部位成了管10连接到板16上的敏感部分，不得因列管打印而遭削弱。

在制管过程中用专用条型码给各管10打上标记时（如图1的示意图所示）就将与所述管有关的所有性能（例如冶金的、质量和其它性能）与该管上所标的专用代码联系起来。这个解决办法就可以避免借助于粘性标签识别列管，而这目前是在将各管运到蒸汽锅炉装配场所之前进行的。与使用这些标签有关的一些缺点（例如，标签可能丢失，因此出现的差错风险，以后需要花时间来管理这些标签等等）都消除了。

各逐一标有代码的管子运到蒸汽锅炉的制造场所之后，就按一般程序性方式先后焊接出焊缝18并胀管将管子固定到管板16接收该管子的孔20中。这样，各管10和两个有关的孔20就形成不可分割的组合件，用标在管端上的代码一个个加以识别。这时就可以在制造厂或在蒸汽锅炉安装好之后在核电站中绘制图表资料，以便将以直角坐标表示的表示标有所述代码的管10的端部和接收该端部的孔20在管板16上的位置的位置资料与各专用条型码联系起来。这样就可以在管子的整个使用寿命中（即从其制造到蒸汽锅炉停炉为止）监督和管理各列管。

本发明的这个第一实施例（其中标记是打在各列管的外皮上）还可以确保对位于（如图3所示）固定部分M的打印区的良好保护作用。这个实施例还有这样的好处，即无需改变蒸汽锅炉的制造过程，而且必要时，当发现所述列管中因打印而有剩余应力产生时可以在制造过程中通过热处理消除该应力。

在本发明的第二实施例中（如图2A和2B中所示），列管的打印只在它们固定到蒸汽锅炉管板上之后进行，或者在设备的制造过程中在制造厂中进行，或者直接在核电站中在业已运行的蒸汽锅炉上进行。

图2A和2B举例说明了管子的打印是在紧跟它们装配到管板16上之后进行的情况。如图2A中所示，管10到达蒸汽锅炉装配时就是这样，它们个个都配备有按现有技术所附的识别标签。管10在管板16适当的孔20中一经就位（如图2B所示），就按传统的程序（即通过焊接和胀管）固定到所述管板上。这时将专用的条型码打在位于图3的M区中各支管的端部部分内侧，该条型码与原先标在标签22上的识别码一致。

在本实施例中，打印工具14′可以是特制的胀管器或可扩大的配备有带打印器的套管的圆环。为确保工具14′打出的各印记打到精确的位置上，将工具14′装在图中示出的车架上，该架子带有象自动装置之类的坐标控制器。

在打印是直接在核电站现场进行的特殊情况下，打印工具是装在一个能在管板下面移动的车架上，车架移动的程序与支撑着涡流检验探头的车架和等效的装置在电站现场进行检验时的程序类似。

至于印记24的有关特点，即有关它们的位置以及它们无需剔除管子材料而打出的方式，完全与上述就本发明的第一实施例参照图3所述的一样。

现在参照图4说明给各列管逐一编码的原理，两个实施例使用的原理相同。

上面说过，采用条型码原理的所述编码是以打印出圆形的印记24为基础的，印记各部分的几何特性完全可以重复，而该几何特性则取决于作出标记所使用的工具的类型。这里推荐的编码采用单式印记24，这些印记可以在引入涡流探头过程中（该探头也起检验相应列管的作用）全部解码或全部不解码。

更具体地说，条型码是标在各管10的各端部部分M（图3）上，它由预定数目的符号等间距排列组成，且视具体情况，该符号可以是圆形的印记24，或没有印记。各符号相对于管端的位置也是已知的。

各管端部部分上符号的数目是根据蒸汽涡炉中管的总数选取的，使各管上标有一个可加以识别的专用代码。由于所使用的代码具二进制性质（有印记相当于1，无印记相当于0），因而蒸汽锅炉大约5600个的各列管就可借助于由13个逐次等间距排列的符号组成的代码加以识别，各符号由印记24或无印记形成。为便于读取，图4中只标有六个符号。

这里有这样的好处，可以令其中一个符号（例如靠近管10端部、在图4中用字母CRB表示的符号）对应于识别管10的特定支管的一个代码，例如无印记对应于冷支管，有印记24对应于热支管。各专用代码12a、12b中其余的符号也完全与管识别码（图4中用字母CIT表示）相同且相对应。

显然，上述解决办法仅仅是举例而已，任何能识别出列管的特定支管和能识别出列管的各管的类似编码方法都属于本发明的范围。

无论采用哪一个实施例，列管逐一打上标记之后，或列管是在制造蒸汽锅炉之前打上标记时在蒸汽锅炉制成之后，是要经过一个借助于装设在流动车架28上的涡流探头26查明或探测对应于所述代码的所有信号的过程的，方法是将管板16上管10相应端的位置与该信号联系起来。于是就可以根据这些信号在管板16上的位置绘制资料图表。该查明工序在图5中用箭头30示意表示出来，涡流探头26提供信号时，箭头30就将探头26连接到查明电路32上。查明电路32给计算机34提供编码信号36，计算机34就根据该信号根据坐标表在直角坐标上定出一个位置。这样就把所要求的图表存储起来。

以后想要进行任意选择的作业（例如在指定的管10上进行机械加工或密封）时，就将对应于所物色的管的位置信息38馈入计算机34中，如图5中的箭头36所示。根据这个信息，计算机参照原先得出的图表驱动车架控制件40，以此来控制车架30朝所寻求的位置的自动位移过程。

显然，本发明不局限于上面以举例方式所述的一些实施例，它包括所有的派生方案。因此，本发明也适用于对具有一束直管、各管两端固定在两个对置着的管板上的热交换器各列管的逐一识别过程。

Claims (11)

1、一种逐一识别热交换器列管的方法，该热交换器有一束列管(10)，列管的端部部分固定在至少一个管板(16)上，该方法的特征在于，它包括用专用代码(12a、12b)给各管打上标记，该代码可以至少在热交换器工作期间用读出装置读出。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，在管（10）固定到管板（16）上之后，来一个查明工序，在该工序中将各管端在管板上的位置坐标与各管的标记代码联系起来。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过打印出表明管子厚度的印记给各管打标记。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，打印是通过压印进行的，无需剔除管子材料。

5、如以上任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述专用代码是条型码（12a、12b）。

6、如权利要求5所述的方法，其特征在于，条型码（12a、12b）包括预定数目等间距沿管子轴线排列的符号，各符号从两个符号选取，一个符号为圆形印记（24），另一个符号为无印记。

7、如以上任一权利要求所述的方法，该方法应用到具有一个冷支管和一个热支管的U形管的识别上，U形管的端部部分固定到同一个管板上，其特征在于，该方法包括将各管的端部部分打上专用代码的标记，专用代码具有同一个管识别码和一个支管识别码。

8、如权利要求6所述的方法，与权利要求7结合起来，其特征在于，最靠近管端的符号构成支管识别码。

9、如以上任一权利要求所述的方法，其特征在于，专用代码标在各管固定在管板上的端部部分上。

10、如以上任一权利要求所述的方法，其特征在于，专用代码（12a、12b）是在管子制造过程中标在各管（10）的外表面上的。

11、如1至9任一权利要求所述的方法，其特征在于，专用代码（12a、12b）是在管（10）固定到管板（16）上之后标在各管（10）的内表面上的。

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