CN209239258U - 一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于核电厂稳压器电加热元件现场更换或设备制造安装技术领域，具体涉及一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构，该结构包括紫铜温度调节块；紫铜温度调节块安装在电加热元件与套管的连接件和电加热元件的外壁上；紫铜温度调节块整体为环形，上部内壁的形状与电加热元件与套管的连接件和电加热元件包壳与连接件密封焊缝的外部形状相匹配，下部内壁与电加热元件包壳的外径相匹配。安装紫铜环后，焊接期间的焊接余热被紫铜环有效吸收，焊接结束30秒钟内，连接件温度减低到450℃以下，大大缩短了敏化区温度的停留时间，有助于预防奥氏体不锈钢的热裂纹，焊接预热被有效吸收。
Description
技术领域
本实用新型属于核电厂稳压器电加热元件现场更换或设备制造安装技术领域，具体涉及一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构。
背景技术
稳压器是核电厂一回路压力边界的重要设备，主要起到稳定一回路压力的作用，其中电加热元件是稳压器的主要功能元件。电加热元件是从稳压器底封头贯穿件插入稳压器内部，电加热元件套管贯穿稳压器底封头，且在稳压器底封头内壁采用J型焊缝密封焊接，其中电加热元件通过一个连接件与电加热元件套管焊接连接，材料同为Z2CND18-12(N)，连接件和电加热元件套管之间的连接焊缝采用对接焊缝连接，且构成核电厂一回路压力边界焊缝，焊缝等级为核安全I级。基本结构示意如图1所示。电加热元件连接件和电加热元件套管之间的连接焊缝结构示意如图2所示。
核电厂的稳压器电加热元件数量比较多，根据不同的设计，数量达到63个或更多，在稳压器底封头环状C形布置。若电加热元件失去加热功能，就需要现场更换电加热元件，以满足稳压器稳定一回路压力的功能要求。稳压器电加热元件的现场更换就是切割稳压器电加热元件的连接件与套管之间的连接焊缝，抽拔出电加热元件，对电加热元件套管端部进行焊接坡口现场机加工，使其符合焊接要求，再安装新电加热元件后重新焊接而成
由于电加热元件连接件尺寸短、壁薄，与电加热元件包壳之间有间隙，焊接时焊接预热不容易传导扩散，引起焊接热影响区过热，发红。这导致焊接起弧点的母材温度和焊接收弧阶段的母材相差很大。特别是对于不锈钢材料，焊接收弧阶段焊缝在高温区停留的时间长，低熔点共晶物容易聚集，容易产生热裂纹。
实用新型内容
本实用新型的目的吸收有害的焊接余热，平滑焊接起弧点和收弧阶段的焊缝的温度梯度，缩短焊缝在高温区停留的时间，防止热裂纹的产生，同时也有利于焊缝成形控制。
本实用新型是这样实现的：
一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接坡口结构，包括电加热元件套管、电加热元件、电加热元件与套管的连接件和电加热元件包壳与连接件密封焊缝；电加热元件套管和电加热元件与套管的连接件均套装在电加热元件的包壳上，电加热元件套管位于电加热元件与套管的连接件的上方，二者之间固定连接；电加热元件与套管的连接件的下端通过电加热元件包壳与连接件密封焊缝与电加热元件固定连接；其特征在于：电加热元件套管的下端圆环形的外侧开设有倒角，在电加热元件与套管的连接件的上端圆环形的外侧也开设有倒角，上述两个倒角的角度不同；在电加热元件套管的倒角和电加热元件与套管的连接件的倒角相对设置，使得在电加热元件套管和电加热元件与套管的连接件之间形成环形焊接坡口。
如上所述的电加热元件与套管的连接件的外径为32.5mm，内径为23mm，高度为28mm；在电加热元件与套管的连接件上端的内侧开设有环形凹槽，该凹槽的深度为1.5mm，高度为5mm，凹槽的底部设置有半径为1mm的圆角；凹槽内壁的上端沿径向向外延伸0.5mm至1.4mm后，向下延伸0.5mm至1.5mm，再向外开设角度为10°至30°的倒角；在电加热元件与套管的连接件的中部开设有横截面为三角形的凹槽，该凹槽底部中心位置与电加热元件与套管的连接件下端的距离为18mm。
如上所述的电加热元件套管的外径为32.5mm，内径为23mm；在电加热元件套管下端的内侧开设有环形凹槽，该凹槽的深度为1.5mm，高度为5mm，凹槽的底部设置有半径为1mm的圆角；凹槽内壁的下端向外开设角度为15°至35°的倒角。
本实用新型还包括紫铜温度调节块；紫铜温度调节块安装在电加热元件与套管的连接件和电加热元件的外壁上；紫铜温度调节块整体为环形，上部内壁的形状与电加热元件与套管的连接件和电加热元件包壳与连接件密封焊缝的外部形状相匹配，下部内壁与电加热元件包壳的外径相匹配。
本实用新型的有益效果是：
安装紫铜温度调节块10之前，整个连接件都发红过热，焊接完成后3分钟之内都处于450℃以上，温度长期处于奥氏体不锈钢的敏化区停留，焊缝容易产生热裂纹。安装紫铜温度调节块10后，焊接期间的焊接余热被紫铜环有效吸收，焊接结束30秒钟内，连接件温度减低到450℃以下，大大缩短了敏化区温度的停留时间，有助于预防奥氏体不锈钢的热裂纹。
若不加紫铜温度调节块10，焊缝收弧区的母材基础温度过高，相当于焊接热输入的提高，使得焊缝收弧区的焊缝宽度比起弧点的焊缝宽度大4-5毫米，加了紫铜温度调节块10后，焊接预热被有效吸收，焊接收弧电区的焊缝宽度比起弧区宽度不大于1毫米，说明紫铜温度调节块10对平滑焊缝温度梯度起到了积极的作用。
附图说明
图1是核电厂稳压器电加热元件与稳压器底封头连接结构示意图；
图2是核电厂稳压器电加热元件与套管焊缝接头原设计示意图；
图3是本实用新型的一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构的电加连接件侧焊接坡口设计示意图；
图4是本实用新型的一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构的套管侧焊接坡口设计结构形式示意图；
图5是本实用新型的一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构的整体坡口结构示意图；
图6是本实用新型的一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构的紫铜温度调节块的安装示意图。
其中：1.稳压器底封头，2.稳压器裙座支撑体，3.电加热元件套管，4.电加热元件与电加热元件套管连接焊缝，5.电加热元件，6.稳压器波动管，7.原设计连接焊缝，8.电加热元件与套管的连接件，9.电加热元件包壳与连接件密封焊缝，10.紫铜温度调节块。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步描述。
如图3至图5所示，一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接坡口结构，包括电加热元件套管3、电加热元件5、电加热元件与套管的连接件8和电加热元件包壳与连接件密封焊缝9。电加热元件套管3和电加热元件与套管的连接件8均套装在电加热元件5的包壳上，电加热元件套管3位于电加热元件与套管的连接件8的上方，二者之间固定连接。电加热元件与套管的连接件8的下端通过电加热元件包壳与连接件密封焊缝9与电加热元件5固定连接。在电加热元件套管3的下端圆环形的外侧开设有倒角，在电加热元件与套管的连接件8的上端圆环形的外侧也开设有倒角，上述两个倒角的角度不同。在电加热元件套管3的倒角和电加热元件与套管的连接件8的倒角相对设置，使得在电加热元件套管3和电加热元件与套管的连接件8之间形成环形焊接坡口。
如图3所示，电加热元件与套管的连接件8的外径为32.5mm，内径为23mm，高度为28mm。在电加热元件与套管的连接件8上端的内侧开设有环形凹槽，该凹槽的深度为1.5mm，高度为5mm，凹槽的底部设置有半径为1mm的圆角。凹槽内壁的上端沿径向向外延伸0.5mm至1.4mm后，向下延伸0.5mm至1.5mm，再向外开设角度为10°至30°的倒角。在电加热元件与套管的连接件8的中部开设有横截面为三角形的凹槽，该凹槽底部中心位置与电加热元件与套管的连接件8下端的距离为18mm。
如图4所示，电加热元件套管3的外径为32.5mm，内径为23mm。在电加热元件套管3下端的内侧开设有环形凹槽，该凹槽的深度为1.5mm，高度为5mm，凹槽的底部设置有半径为1mm的圆角。凹槽内壁的下端向外开设角度为15°至35°的倒角。
如图6所示，本实用新型还包括紫铜温度调节块10。紫铜温度调节块10安装在电加热元件与套管的连接件8和电加热元件5的外壁上。紫铜温度调节块10整体为环形，上部内壁的形状与电加热元件与套管的连接件8和电加热元件包壳与连接件密封焊缝9的外部形状相匹配，下部内壁与电加热元件5包壳的外径相匹配。利用吸收热量好的紫铜温度调节块10，包裹电加热元件与套管的连接件8，控制紫铜温度调节块10内壁和电加热元件与套管的连接件8外壁的贴合度，焊接余热被紫铜温度调节块10吸收，减低电加热元件与套管的连接件8的母材温度。
上面结合实施例对本实用新型的实施方法作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。本实用新型说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
Claims (3)
1.一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构，包括电加热元件套管(3)、电加热元件(5)、电加热元件与套管的连接件(8)和电加热元件包壳与连接件密封焊缝(9)；电加热元件套管(3)和电加热元件与套管的连接件(8)均套装在电加热元件(5)的包壳上，电加热元件套管(3)位于电加热元件与套管的连接件(8)的上方，二者之间固定连接；电加热元件与套管的连接件(8)的下端通过电加热元件包壳与连接件密封焊缝(9)与电加热元件(5)固定连接；其特征在于：电加热元件套管(3)的下端圆环形的外侧开设有倒角，在电加热元件与套管的连接件(8)的上端圆环形的外侧也开设有倒角，上述两个倒角的角度不同；在电加热元件套管(3)上设置的倒角，与电加热元件与套管的连接件(8)的倒角相对设置，使得在电加热元件套管(3)和电加热元件与套管的连接件(8)之间形成环形焊接坡口；所述的温度控制结构还包括紫铜温度调节块(10)；紫铜温度调节块(10)安装在电加热元件与套管的连接件(8)和电加热元件(5)的外壁上；紫铜温度调节块(10)整体为环形，上部内壁的形状与电加热元件与套管的连接件(8)和电加热元件包壳与连接件密封焊缝(9)的外部形状相匹配，下部内壁与电加热元件(5)包壳的外径相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构，其特征在于：所述的电加热元件与套管的连接件(8)的外径为32.5mm，内径为23mm，高度为28mm；在电加热元件与套管的连接件(8)上端的内侧开设有环形凹槽，该凹槽的深度为1.5mm，高度为5mm，凹槽的底部设置有半径为1mm的圆角；凹槽内壁的上端沿径向向外延伸0.5mm至1.4mm后，向下延伸0.5mm至1.5mm，再向外开设角度为10°至30°的倒角；在电加热元件与套管的连接件(8)的中部开设有横截面为三角形的凹槽，该凹槽底部中心位置与电加热元件与套管的连接件(8)下端的距离为18mm。
3.根据权利要求1所述的一种核电厂稳压器电加热元件现场更换焊接温度控制结构，其特征在于：所述的电加热元件套管(3)的外径为32.5mm，内径为23mm；在电加热元件套管(3)下端的内侧开设有环形凹槽，该凹槽的深度为1.5mm，高度为5mm，凹槽的底部设置有半径为1mm的圆角；凹槽内壁的下端向外开设角度为15°至35°的倒角。
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