CN109317896A - 一种防热冲击套管与安全端装配固定装置 - Google Patents

一种防热冲击套管与安全端装配固定装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了防热冲击套管与安全端装配固定装置，该装配固定装置包括固定连接的柱状导向部和柱状支撑部；装配后，所述导向部的端面位于在焊缝B的下方并插入防热冲击套管的内孔内；所述支撑部位于导向部的上方并部分伸入安全端内。该装置通过导向作用提高防热冲击套管与安全端的同轴度；并通过特别设置的豁口将防热冲击套管与安全端点焊初步固定，提高了防热冲击套管与安全端的装配精度。

Description

一种防热冲击套管与安全端装配固定装置
技术领域
本发明涉及一种防热冲击套管与接管安全端装配固定装置，特别涉及压水堆核电站稳压器防热冲击套管与安全端装配时的固定装置。
背景技术
稳压器是压水堆核电站冷却系统的重要设备之一，稳压器每条焊缝的质量都直接影响到稳压器的可靠性，进而影响到核电站的运行安全。
稳压器安全端与防热冲击套管的焊接焊缝比较特殊，防热冲击套管与安全端都是位于核电主设备上封头处的独立体，需要对中固定。然而，防热冲击套处于接管内部，安全端与防热冲击套管的焊接焊缝也处于管内壁位置，在安全端与接管焊接完成后方可进行安全端与防热冲击套管的焊接。稳压器安全端与防热冲击套管的内孔孔径非常狭小，只有8～8.7mm，安全端与防热冲击套管的焊缝可视性很差，很难判断二者是否对中。
其次，由于该焊缝位于核电主设备上，对于焊接质量要求很高，而焊接质量与防热冲击套管与安全端的装配精度有关。为了保证核电主设备的运行安全，该焊缝的错边量不可高于0.5mm。防热冲击套管与接管安全端的装配精度可直接影响焊缝的焊接质量，这对防热冲击套管与安全端的装配精度提出很高要求。
另外，由于该焊缝位于核电主设备上封头处，焊接时焊枪只能从安全端侧进入管内进行焊接，操作空间非常窄，焊枪活动的空间非常有限。
由于安全端与防热冲击套管的焊缝处于管内，无法看到和调整，在高装配要求下，实现安全端与防热冲击套管的对中固定难度很大。因此，安全端与防热冲击套管的焊接是核电主设备研发过程中的一个技术难点。
为了提高防热冲击套管与安全端的同轴度，保证防热冲击套管与安全端的装配精度，在现有技术的基础上，研究出一种适用于压水堆核电站稳压器的安全端与防热冲击套管装配固定装置。
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：通过采用外径与安全端内径基本相同的防热冲击套管与安全端装配固定装置，并深入防热冲击套中实现装配固定装置的导向作用。透过装配固定装置特别设置的豁口，通过点焊初步固定连接防热冲击套管与安全端，在撤去装配固定装置后周向焊接。通过装配固定装置提高了防热冲击套和安全端的同轴度，保证了防热冲击套管与安全端的装配精度，防热冲击套管和安全端的错边量不超过0.5mm，从而完成了本发明。
本发明的目的在于提供一种防热冲击套管与安全端装配固定装置，该装配固定装置包括固定连接的柱状导向部11和柱状支撑部12，
装配后，所述导向部11的端面位于在焊缝B5的下方并插入防热冲击套管3的内孔内；所述支撑部12位于导向部11的上方并部分伸入安全端1内。
其中，所述导向部11的端部设有多个用于焊机点焊的豁口111。所述豁口111周向均匀分布；豁口111的外圆侧设置有倒角112。所述豁口111的深度为40～90mm，优选为50～70mm。
所述导向部11的外圆外径小于安全端内孔直径0.5mm，优选小于0.4mm，最优选小于0.3mm。所述导向部11的制作公差为0～-0.1mm，优选为0～-0.06mm。
所述支撑部12的外圆外径小于安全端1的内孔孔径2.3mm，更优选小于2mm。
所述支撑部12的一端设置有用于取出装配固定装置的通孔121。所述通孔121位于支撑部12端面5～20mm处。
所述装配固定装置的外表面粗糙度不大于3.2μm。
根据本发明提供的防热冲击套管与安全端装配固定装置，具有以下有益效果：
(1)该装置使用时插入防热冲击套管及安全端即可，结构简单，制造容易，操作方便，实现装配固定装置的导向作用，可有效控制安全端与防热冲击套管装配时的错边量和装配间隙，保证产品的制造品质；
(2)所述装配固定装置的相关尺寸可以根据不同型号的防热冲击套管和安全端进行加工，适用性广泛；
(3)该装置外径与安全端或防热冲击套管的内径适配，通过特别设置的豁口，将防热冲击套管与安全端点焊初步固定，在撤去装配固定装置后周向焊接，提高了防热冲击套和安全端的同轴度，保证了防热冲击套管与安全端的装配精度。
附图说明
图1示出安全端和防热冲击套焊接位置的结构示意图；
图2示出图1中安全端和防热冲击套焊接位置的放大图；
图3示出一种优选实施方式的防热冲击套与安全端装配固定装置；
图4示出图3中方框标注部分的放大图；
图5中左图示出一种优选实施方式的防热冲击套与安全端装配固定装置的俯视图；右图示出左图A-A向视图；
图6示出一种优选实施方式的防热冲击套与安全端装配固定装置使用状态示意图。
图7示出一种优选实施方式的稳压器上封头中安全端和防热冲击套结构示意图。
附图标号说明：
1-安全端；2-接管；3-防热冲击套；4-焊缝C；5-焊缝B；10-装配固定装置；11-导向部；111-豁口；112-倒角；12-支撑部；121-通孔；6-上封头
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示例性说明而变得更为清楚、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。
以下详述本发明。
本发明提供了一种防热冲击套管与安全端装配固定装置，该装置特别适用于压水堆核电站稳压器上封头安全端与防热冲击套管的装配固定。
如图7所示，稳压器的安全端1结构复杂，其内部与防热冲击套3周向焊接，外部与接管2周向焊接。由于下端的接管2壁厚，与安全端1焊接难度大，需要安全端1与接管2焊接完成后才能进行安全端1内部与防热冲击套3的焊接。
如图1所示，接管2与安全端1焊接后的焊缝为焊缝C4，防热冲击套3设置于接管2的内侧，其上部的周向突起紧挨接管内壁。
图2为图1焊接部位的放大图，在图2中，图中黑色三角形表示防热冲击套3与安全端1的焊缝B5，该焊缝B5位于焊缝C4的上方并处于安全端1的内侧。该焊缝B5的深度(或焊接坡口深度)远小于焊缝C4的深度，当安全端1和防热冲击套3装配精度较差、同轴度低时，焊缝B5的焊接质量显然会受到严重影响，进而影响压水堆核电站稳压器的质量和核电站的运行安全。
为了提高安全端1和防热冲击套3的装配精度，发明人经过研究，提供了一种装配固定装置10，所述装配固定装置10用于稳压器上封头6中防热冲击套管与安全端的装配固定。
所述防热冲击套管与安全端装配固定装置10包括固定连接的导向部11和支撑部12，所述导向部11和支撑部12为与安全端内部形状相同的圆柱形。
本发明提供的装配固定装置10与安全端1装配后，所述导向部11的端面在焊缝B5的下方并伸入防热冲击套管3的内孔内；所述支撑部12部分伸入安全端1内并位于导向部11的上方。
导向部11和支撑部12可以焊接固定，更优选装配固定装置10一体成型，因此，优选该装配固定装置10由金属制成。例如由不锈钢管制备。在保证装配固定装置10机械强度的基础上，最好降低装配固定装置10的壁厚。
如图3所示，所述导向部11的端部开设有多个豁口111，并沿导向部11端部周向分布。
防热冲击套管3与安全端1装配固定后，该豁口111为焊机留出点焊空间，以便将防热冲击套管3与安全端1点焊初步固定。
优选所述豁口111周向均匀分布，使得点焊时焊点也均匀分布，从而提高固定效果。
所述豁口111的数量可以根据安全端内径的大小设置，也可以根据焊点数量的多少设置。在一种优选的实施方式中，所述豁口111设置有4个，并周向均匀分布。
豁口111的形状并不会对点焊产生影响，可以设置为机械领域常用的方形、弧形或多边形。为了便于制备，优选在导向部11的一端切除部分弧面，使得豁口111的呈长方形，特别是深度大于宽度的长方形，不仅为焊机留出充足的点焊空间，还降低了导向部11与安全端1和/或防热冲击套3的接触面积，降低安装和拆除的操作难度。
所述豁口111的深度根据焊机需求进行设定，在一种优选的实施方式中，所述豁口111的深度可以为40～90mm，优选为50～70mm。
防热冲击套3和安全端1的内径基本相同，当导向部11安装于二者内部时，优选导向部11的外径小于二者的内径。然而，当导向部11的外圆外径过小时，其与安全端1或防热冲击套3无法适配，安装时难以确定导向部11中心轴的位置，更无法保证导向部11的中心轴和安全端1或防热冲击套3的中心轴的同轴度。
因此，导向部11的外圆外径小于安全端内孔直径0.5mm，优选小于0.4mm，更优选小于0.3mm，最好小于0.2mm，例如0.15mm。
并且，导向部11制作时的尺寸公差为0～-0.1mm，优选为0～-0.06mm，更优选为0～-0.05mm，导向部11插入安全端1后与防热冲击套的内孔壁基本上均匀接触，有效降低和控制安全端1和防热冲击套3装配时的错边量。
在本发明提供的装配固定装置10中，导向部11由安全端1的开口处进入并向防热冲击套3推进，位于导向部11端部的豁口111在前进过程中会承受很大的阻力。导向部11的端面和豁口111的端面很容易在强大阻力下损坏棱角，进而影响安全端1或防热冲击套3的内表面。
较好地，可以在装配固定装置10的各个端面设置倒角，不仅增加机械强度，还具有导向作用。
在一种优选的实施方式中，在豁口111的端面设置倒角112，如图5所示，所述倒角112设置于豁口111的外圆侧，便于装配固定装置10与安全端1装配。
所述倒角112根据需求任意设定，例如，可以将豁口111端部的倒角112设置为2×45°。
装配固定装置10中，支撑部12连接导向部11，通过支撑部12安装和拆卸所述装配固定装置10。
进一步地，如图4所示，所述支撑部12的外径小于导向部11的外径，优选支撑部12的外径小于导向部11的外径1～3mm，更优选为1.5～2.5mm。
在一种优选的实施方式中，所述支撑部12的外圆外径小于安全端1的内孔孔径2.3mm，更优选小于2mm。
通过对支撑部12外圆外径进行设置，可以减少支撑部12在安全端1内孔中的径向移动，有利于对导向端11进行限位，从而提高装配固定装置10和安全端1的同轴度；由于导向部11会插入防热冲击套管3的内孔中，进而保证了安全端1和防热冲击套管3的同轴度。
通过该设置，当装配固定装置10安装和拆除时，可以减少导向部11与安全端1和/或防热冲击套3的接触面积，降低安装和拆除的操作难度。
在支撑部12的一端设置通孔，优选距端面5～20mm位置处设置有通孔121，便于取出防热冲击套管与接管安全端装配固定装置10。
所述通孔121的大小和个数根据需要设定，在一种优选的实施方式中，在距离支撑部12端面10mm处设置2或4个φ5mm的通孔。
本发明提供的防热冲击套管与安全端装配固定装置在使用时，将导向部11从安全端1的开口处插入，防热冲击套3从接管2的下方入口插入。如图6所示，当待焊接的焊缝B5出现在豁口111处时便可以停止插入，此时，导向部11的端部已经部分插入防热冲击套管3内，使得防热冲击套管3和安全端1的装配精度和同轴度达到现有的压水堆稳压器的要求，特别是防热冲击套管3和安全端1的错边量不超过0.5mm。当导向部11无法插入防热冲击套管3中，则说明防热冲击套管3和安全端1无法同轴，需要对防热冲击套的安装位置进行调整，以使装配固定装置10插入防热冲击套3内。
将防热冲击套管3与安全端1点焊后撤去装配固定装置10，再按照焊接要求对焊缝B5进行焊接。
所述装配固定装置10的长度根据安全端1的长度设定。其中，导向部11在满足前端能够超过焊缝B5的前提下根据需要设定，导向部11的长度最好不要超过安全端1的深度，以使支撑部12能够至少部分进入安全端1内，发挥支撑和降低安装与拆卸难度的作用。
优选地，所述支撑部12和导向部11的长度比为1～4，优选为1～3，更优选为1～2。
在一种优选的实施方式中，所述支撑部12的长度为150～180mm，例如160mm；导向部11的长度为50～150mm。
进一步地，所述装配固定装置10的外表面不允许有棱角和金属突起，可以通过设置倒角和加工外表面，防止装配固定装置10在装配和拆除过程中划伤安全端1和防热冲击套管3的内表面。
所述防热冲击套与安全端装配固定装置10的外表面粗糙度不大于6.3μm，优选不大于3.2μm。
本发明提供的一种防热冲击套管与安全端装配固定装置中，在导向部11的端部设置豁口，用于防热冲击套管与安全端装配完成后进行点焊处理。该装置使用时插入防热冲击套管及安全端即可，结构简单，制造容易，操作方便，可有效控制安全端与防热冲击套管装配时的错边量和装配间隙，保证产品的制造品质。
通过该装配固定装置，避免了因不可视造成的对中固定难度大；并且，焊枪在该装置内还留有活动空间。
同时，所述装配固定装置的相关尺寸可以根据不同型号的防热冲击套管和安全端进行加工，适用性广泛。
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)

1.一种防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，该装配固定装置包括固定连接的柱状导向部(11)和柱状支撑部(12)，
装配后，所述导向部(11)的端面位于在焊缝B(5)的下方并插入防热冲击套管(3)的内孔内；
所述支撑部(12)位于导向部(11)的上方并部分伸入安全端(1)内。
2.根据权利要求1所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述导向部(11)的端部设有多个用于焊机点焊的豁口(111)。
3.根据权利要求2所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述豁口(111)周向均匀分布；
豁口(111)的外圆侧设置有倒角(112)。
4.根据权利要求2或3所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述豁口(111)的深度为40～90mm，优选为50～70mm。
5.根据权利要求1所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述导向部(11)的外圆外径小于安全端内孔直径0.5mm，优选小于0.4mm，最优选小于0.3mm。
6.根据权利要求1所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述导向部(11)的制作公差为0～-0.1mm，优选为0～-0.06mm。
7.根据权利要求1所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述支撑部(12)的外圆外径小于安全端(1)的内孔孔径2.3mm，更优选小于2mm。
8.根据权利要求1或7所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述支撑部(12)的一端设置有用于取出装配固定装置的通孔(121)。
9.根据权利要求9所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述通孔(121)位于支撑部(12)端面5～20mm处。
10.根据权利要求1所述的防热冲击套管与安全端装配固定装置，其特征在于，所述装配固定装置的外表面粗糙度不大于3.2μm。
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