CN114005556B - 一种适用于cvs的组合式限流文丘里管及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于CVS的组合式限流文丘里管及其加工方法，解决了现有技术中限流文丘里管整体加工，需要定制专用刀具，整体为多段的拼接件，焊接变形影响通道的水力特性明显，增加了因焊缝质量问题造成泄漏的风险的问题，具有可以分段加工，各段可单独更换，避免因焊缝质量增加泄漏风险的有益效果，一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，包括管路本体，管路本体中空设置，沿着管路本体的长度方向在管路本体内依次装配有拼装的拼装段，拼装段在管路本体内的位置可调使得文丘里管的入口直管段和出口直管段的长度可调整拼装段的总长度小于等于管路本体的长度，拼装段的内部形成文丘里管内部的全部或部分流动通道，拼装段中的至少一段同管路本体可拆卸连接。

Description

一种适用于CVS的组合式限流文丘里管及其加工方法

技术领域

本发明涉及机械与石油化工装备、核电设备领域，尤其是一种适用于CVS的组合式限流文丘里管及其加工方法。

背景技术

“非能动安全系统压水堆核电技术”是一种新三代+核电技术，例如AP1000和CAP1400，因其安全性和先进性，具有广阔的发展前景。“非能动安全系统压水堆核电技术”中的化学与容积控制系统(CVS)需维持反应堆冷却剂系统(RCS)所需的冷却剂，以保持核电站运行期间保持稳压器的液位。为保障CVS补水流量的稳定，防止系统超流量，需要开发一种流量控制精度高，反应灵敏，结构紧凑，使用寿命长的流量控制装置。

发明人发现，现有的文丘里管喉部段直径小，管道流速高，在高压环境下，运行阶段时间后，喉部段受到流体冲刷和气蚀，引起孔径变化，导致流量控制精度降低，最后需要对整个文丘里管更换，重新加工制造。更换周期长，成本高，同时限流文丘里管通常由锻件整体加工制成，需要定制专用刀具，过程复杂，并且其整体为多段的拼接件，因此焊接变形影响通道的水力特性明显，增加了因焊缝质量问题造成泄漏的风险。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种结构紧凑、入口喉部及锥管段部分或整体可更换、压降小、结构紧凑、使用寿命长、安全可靠的组合式限流文丘里管。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，包括管路本体，管路本体中空设置，沿着管路本体的长度方向在管路本体内依次装配有拼装的拼装段，拼装段在管路本体内的位置可调使得文丘里管的入口直管段和出口直管段的长度可调整，拼装段的总长度小于等于管路本体的长度，拼装段的内部形成文丘里管内部的全部或部分流动通道，拼装段中的至少一段同管路本体可拆卸连接，该段的长度为管路本体总长度的1/10-1/6，该段靠近管路本体的一端设置，且该段内部具有流动通道的喉管段，拼装段中同喉管段最远的一段同管路本体连接。。

如上所述的文丘里管，包括管路本体，管路本体内设置多段的可拼装结构，在保证文丘里管性能的前提下，充分降低了文丘里管的加工难度，而且多段可拼装的结构，使得各段均能够进行更换；拼装段相对于管路本体可移动，使得文丘里管的入口直管段和出口直管段的长度可调整；而可拆卸的其中一段，使得文丘里管的喉管段磨损后，对该段更换即可，保证了文丘里管整体的使用寿命。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，从所述管路本体的一端到另一端，所述拼装段包括依次设置的第一段、第二段和第三段，第二段的两端分别同第一段和第三段卡合装配；

第一段同管路本体可拆卸连接。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，考虑到文丘里管内部要形成流动通道，所述第一段、第二段和第三段采用轴孔公差配合以保证文丘里管内部流动通道曲线圆滑。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，所述管路本体的两端同法兰端连接，通过法兰端安装于管路本体，便于文丘里管同其他设备的连接。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，所述第二段的两端分别设置凹部以便第二段两端同第一段、第三段的卡合装配；

所述第一段靠近所述第二段的一端设置用于同第二段装配的第一凸部；

所述第三段靠近所述第二段的一端设置用于同第二段装配的第二凸部，通过凹部和凸部的卡合连接，方便第一段、第三段的定位和装配。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，从所述第一段的一端到另一端，第一段内部形成所述流动通道的曲线渐缩段、所述的喉管段和圆锥渐扩段的第一部分，喉管段为圆筒喉管段，第一段内部设置曲线渐缩段，有利于减小文丘里管的长度，使文丘里管结构较为紧凑；

考虑到设置成本和方便更换，第二段的长度大于第一段的长度，第三段的长度大于第一段的长度。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，所述第二段内部形成所述流动通道中圆锥渐扩段的第二部分，第二段为对称结构件；

第三段内部形成流动通道中曲线渐扩段的第一部分如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，所述第三段同所述管路本体间隙配合，第三段的一端同管路本体焊接连接，第三段同管路本体焊接处形成所述流动通道中曲线渐扩段的第二部分，曲线渐扩段的第二部分为曲线段，进一步相对缩短了文丘里管的长度，使得整体结构更加紧凑。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，所述第一段同所述管路本体间隙配合，这样利用第一段前后的大差压降，能够保证第一段设置的稳定性；

考虑第二段和第三段的方便安装，第二段、第三段同所述管路本体间隙配合。

第二方面，本发明还提供了一种适用于CVS的组合式限流文丘里管的加工方法，包括如下内容：

在管路本体内装配第一段；

第二段的一端同第一段装配，第二段的另一端同第三段装配；

第三段同管路本体内部进行焊接连接，对焊接部分进行车削加工，使得第三段内壁同焊接部分圆滑过渡；

或者，包括如下内容：

在管路本体内装配第三段；

第三段同管路本体内部进行焊接连接，对焊接部分进行车削加工，使得第三段内壁同焊接部分圆滑过渡；

第三段的一端同第二段装配，第二段的另一端同第一段装配。

如上所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管的加工方法，所述第三段通过焊接定位。

上述本发明的有益效果如下：

1)本发明通过在管路本体内设置多段可拼装结构，在保证文丘里管性能的前提下，充分降低了文丘里管的加工难度，而且多段可拼装的结构，使得各段均能够进行更换；而可拆卸的第一段，使得文丘里管的圆筒喉管段磨损后，对第一段更换即可，保证了文丘里管整体的使用寿命。

2)本发明通过设置第一段、第二段和第三段，使得文丘里管对应的喉部、锥管段和扩散段，可以分段加工，加工工艺简单，与普通整体加工方式，无须定制专用的加工刀具和精密设备；而且第一段、第二段和第三段可整体更换或部分更换，较整体加工使用的场景范围广。

3)本发明通过第一段、第二段和第三段的设置，可以在管路本体的内壁长度范围内调整和定位，使得文丘里管的入口直管段和出口直管段的长度可调整，使用范围广。

4)本发明外部设置管路本体，管路本体内设置多段，相比于现有技术的文丘里管整体为多段的拼接件来说，无焊接变形影响通道的水力特性，可有效避免因焊缝质量增加泄漏风险。

5)本发明通过在第二段的两端设置凹部，第一段和第三段的一端均设置同凹部配合的凸部，便于第一段和第三段的安装。

6)本发明通过内部设置曲线渐缩段，有利于减小文丘里管的长度，使文丘里管结构较为紧凑；圆锥渐扩段的第四部分为曲线段，进一步相对缩短了文丘里管的长度，使得整体结构更加紧凑。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明实施例中组合式限流文丘里管的立体结构示意图。

图2是本发明实施例中组合式限流文丘里管的配视图。

图3是本发明实施例中组合式限流文丘里管两端焊接连接示意图。

图4是本发明实施例中组合式限流文丘里管两端法兰连接示意图。

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。

其中：1、入口直管段，2、曲线渐缩段，3、圆筒喉管段，4、圆锥渐扩段，5、维多辛斯基曲线渐扩段，6、出口直管段，7、管路本体，8、第一段，9、第二段，10、第三段，11、圆锥渐扩段的第一部分，12、圆锥渐扩段的第二部分，13、曲线渐扩段的第一部分，14、曲线渐扩段的第二部分，15、法兰端。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本发明另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

正如背景技术所介绍的，现有技术中的问题，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种适用于CVS的组合式限流文丘里管。

实施例一

本发明的一种典型的实施方式中，参考图1-图2所示，一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，包括管路本体7，管路本体7中空设置，沿着管路本体的长度方向在管路本体内依次装配有拼装的拼装段，拼装段在管路本体内的位置可以调节，拼装段的总长度小于等于管路本体7的长度，从而可以根据拼装段在管路本体内壁长度范围内调整和定位，实现对入口直管段和出口直管段的长度进行调整，拼装段的内部形成文丘里管内部的全部或部分流动通道，拼装段中的至少一段同管路本体可拆卸连接，且该段内部具有流动通道的圆筒喉管段3，拼装段中同圆筒喉管段最远的一段同管路本体连接。

管路本体7内设置多段的可拼装结构，形成拼装段，在保证文丘里管性能的前提下，充分降低了文丘里管的加工难度，而且多段可拼装的结构，使得各段或部分段均能够进行更换，相比于整体加工使用的场景范围广，并且可以分段加工，加工工艺简单，与普通整体的加工方式，无需定制专用的刀具和精密设备，而可拆卸的其中一段，使得文丘里管的圆筒喉管段3磨损后，对该段更换即可，保证了文丘里管整体的使用寿命。

如图2所示，从管路本体7的一端到另一端，拼装段包括依次设置的第一段8、第二段9和第三段10，第二段9的两端分别同第一段和第三段卡合装配，考虑到文丘里管内部要形成流动通道，第一段、第二段和第三段采用轴孔公差配合以保证文丘里管内部流动通道曲线圆滑。具体的，加工分段的长度和定位可以根据加工工艺和流体动力学的需要进行分段和定位。

为了便于设置和更换，第一段同管路本体可拆卸连接，考虑到文丘里管内部流动通道的划分，第二段9的长度大于第一段8的长度，第三段10的长度也大于第一段8的长度，第一段的长度设置为管路本体总长度的1/10-1/6，降低了更换的成本，第三段的长度可以大于第二段的长度，也可以等于第二段的长度，第二段的长度设置为管路本体的3/10-1/3，第三段的长度可以设置为管路本体的2/5-1/3，入口直管段和出口直管段的长度可以具体根据第一段、第二段和第三段的长度进行调整，通常情况下，入口直管段的长度大于出口直管段的长度。

第二段的两端分别设置凹部以便第二段两端同第一段、第三段的卡合装配，第一段靠近第二段的一端设置用于同第二段装配的第一凸部，第三段10靠近第二段9的一端设置用于同第二段装配的第二凸部。

可以理解的是，第一段的第一凸部与第二段对应连接的凹部的长度相同，第三段的第二凸部与第二段对应连接的凹部的长度相同，通过凹部和凸部的卡合连接，方便第一段8、第三段10的定位和装配，管路本体内设置多段，相比于现有技术的文丘里管整体为多段的拼接件来说，无焊接变形影响通道的水力特性，可有效避免因焊缝质量增加泄漏发风险。

如图1所示，组合式文丘里管内部的流动通道包括入口直管段1、曲线渐缩段2、圆筒喉管段3、圆锥渐扩段4、曲线渐扩段(维多辛斯基曲线渐扩段5)，出口直管段6，内表面曲线圆滑完整、水力性能曲线好，压降小，从第一段的一端到另一端，第一段内部形成流动通道的曲线渐缩段2、圆筒喉管段3和圆锥渐扩段的第一部分11，第一段内部设置曲线渐缩段2，有利于减小文丘里管的长度，使文丘里管结构较为紧凑，上游管道输送的液体通过入口直管段1进入组合式文丘里管，随着曲线渐缩段2管径的缩小，液体流速增加，压力相应减小，当到达圆筒喉管段3后速度达到最大，压力达到最小，当压力低于被输送液体的饱和蒸汽压时发生气蚀，产生的气泡会阻塞喉部，从而达到限制流量的目的，因此组合式文丘里管也称为气蚀性文秋里管。

第二段9内部形成流动通道中圆锥渐扩段的第二部分12，第二段9为对称结构件，对称结构件的设置便于同第一段和第三段卡合连接，如图1和图2所示，第一段里圆锥渐扩段的第一部分11和第二段里圆锥渐扩段的第二部分12共同组成圆锥渐扩段4。

第三段内部形成流动通道中曲线渐扩段的第一部分13，第三段同管路本体间隙配合，第三段10同管路本体焊接处形成流动通道中曲线渐扩段的第二部分14，曲线渐扩段的第一部分13的长度大于曲线渐扩段的第二部分14的长度，曲线渐扩段的第二部分14和曲线渐扩段的第一部分共同组成整个维多辛斯基曲线渐扩段5，第三段的一端同管路本体焊接连接，具体为第三段的端部处，曲线渐扩段的第二部分14为曲线段，进一步相对缩短了文丘里管的长度，使得整体结构更加紧凑。

具体的，拼装段同管路本体的安装方式为第一段同管路本体间隙配合，考虑第二段和第三段的方便安装，第二段、第三段同管路本体间隙配合。

如图4所示，管路本体的两端同法兰端15连接，通过法兰端15安装于管路本体，便于文丘里管同其他设备的连接，如图3所示，管路本体的两端也可以采用直接焊接连接的方式，文丘里管的外部由承压管道组成，与整体分段焊接组成的文丘里管，无焊接变形影响通道的水力特性，可有效避免因焊缝质量增加泄漏发风险。

实施例二

本发明还提供了一种适用于CVS的组合式限流文丘里管的加工方法，如图2所示，包括如下内容：

可以正向装配，分别加工完成第一段8，第二段9和第三段10，采用轴孔公差配合，保证内表面水力曲线圆滑，管路本体7可以采用内孔镗孔加工，首先根据管路本体7内部入口直管段1和出口直管段6的长度要求进行定位，以第一段8作为定位基准，在管路本体内装配第一段，第二段的一端同第一段装配，第二段的另一端同第三段装配，具体的装配方式为第二段两端的凹部同第一段和第三段的凸部卡合装配。

具体的，第一段和管路本体可以采用间隙配合或过盈配合，第二段和第三段与管路本体可以采用间隙配合，最后将第三段的第四部分处，进行与管路本体的焊接定位，然后对焊接的位置进行车削加工，使得扩散段即第三部分和焊接部分圆滑过渡。

可以理解的是，也可以进行反向装配，其他加工方式与正向装配相同，只有装配顺序不同，即先在管路本体内装配第三段；

第三段同管路本体内部进行焊接连接，对焊接部分进行车削加工，使得第三段内壁同焊接部分圆滑过渡；

第三段的一端同第二段装配，第二段的另一端同第一段装配。

第三段通过焊接定位，第一段和第三段可以采用螺纹压块压紧和定位从而得到组合式文丘里管，通过在管路本体内设置多段可拼装结构，在保证文丘里管性能的前提下，充分降低了文丘里管的加工难度，而且多段可拼装的结构，使得各段均能够进行更换；而可拆卸的第一段，使得文丘里管的圆筒喉管段磨损后，对第一段更换即可，保证了文丘里管整体的使用寿命。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，其特征在于，包括管路本体，管路本体中空设置，沿着管路本体的长度方向在管路本体内依次装配有拼装的拼装段，拼装段在管路本体内的位置可调使得文丘里管的入口直管段和出口直管段的长度可调整拼装段的总长度小于等于管路本体的长度，拼装段的内部形成文丘里管内部的全部或部分流动通道，拼装段中的至少一段同管路本体可拆卸连接，该段的长度为管路本体总长度的1/10-1/6，该段靠近管路本体的一端设置，且该段内部具有流动通道的喉管段，拼装段中同喉管段最远的一段同管路本体连接；

从所述管路本体的一端到另一端，所述拼装段包括依次设置的第一段、第二段和第三段，第二段的两端分别同第一段和第三段卡合装配；

第一段同管路本体可拆卸连接；

所述第一段、第二段和第三段采用轴孔公差配合以保证文丘里管内部流动通道曲线圆滑；

所述第一段内部形成所述流动通道的曲线渐缩段、所述的喉管段和圆锥渐扩段的第一部分；第三段内部形成流动通道中曲线渐扩段的第一部分；第三段同管路本体焊接处形成所述流动通道中曲线渐扩段的第二部分，曲线渐扩段的第二部分为曲线段；

所述拼装段的各段均可更换，第一段和管路本体采用间隙配合或过盈配合，第二段和第三段与管路本体采用间隙配合，第三段的一端与管路本体的焊接定位，对焊接的位置进行车削加工，使得扩散段即第三部分和焊接部分圆滑过渡；

所述第二段的两端分别设置凹部以便第二段两端同第一段、第三段的卡合装配；所述第一段靠近所述第二段的一端设置用于同第二段装配的第一凸部；所述第三段靠近所述第二段的一端设置用于同第二段装配的第二凸部；

通过第一段、第二段和第三段的设置，实现在管路本体的内壁长度范围内调整和定位，使得文丘里管的入口直管段和出口直管段的长度能够调整；

喉管段为圆筒喉管段；

第二段的长度大于第一段的长度,第三段的长度大于第一段的长度。

2.根据权利要求1所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，其特征在于，所述管路本体的两端同法兰端连接。

3.根据权利要求1所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，其特征在于，所述第二段内部形成所述流动通道中圆锥渐扩段的第二部分。

4.根据权利要求1所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管，其特征在于，所述第一段同所述管路本体间隙配合；

第二段、第三段同所述管路本体间隙配合。

5.权利要求1-4中任一项所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管的加工方法，其特征在于，包括如下内容：

在管路本体内装配第一段；

第二段的一端同第一段装配，第二段的另一端同第三段装配；

第三段同管路本体内部进行焊接连接，对焊接部分进行车削加工，使得第三段内壁同焊接部分圆滑过渡；

或者，包括如下内容：

在管路本体内装配第三段；

第三段同管路本体内部进行焊接连接，对焊接部分进行车削加工，使得第三段内壁同焊接部分圆滑过渡；

第三段的一端同第二段装配，第二段的另一端同第一段装配。

6.根据权利要求5所述的一种适用于CVS的组合式限流文丘里管的加工方法，其特征在于，所述第三段通过焊接定位。

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