WO2023029800A1 - 一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法 - Google Patents

一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法 Download PDF

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周全
吴俊鹏
黄帅
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    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30—Nuclear fission reactors

Definitions

  • the invention belongs to the technical field of thermal engineering, and in particular relates to a method for fitting multilayer spiral tube bundles with special-shaped space bends.
  • the design of a single heat transfer tube is changed from the U shape of the conventional PWR to the spiral shape to increase the heat exchange area.
  • the final heat exchange tube structure is composed of multi-layer spiral tube bundles.
  • the spiral diameters of each layer are different. They are set together from small to large to form an integral spiral tube bundle.
  • the two ends of the spiral tube are usually It is designed as a special-shaped space bend shape, which not only has high requirements for the manufacture of heat transfer tubes, but also increases the difficulty of spiral tube bundle assembly.
  • This kind of multi-layer spiral tube bundle set with special-shaped space bends has high technical specifications.
  • the main technical indicators include: spiral diameter, verticality, parallelism, etc., which require extremely strict tolerances, space bend phases with extremely high position requirements, and simultaneous layers.
  • the small gap between layers is also a major difficulty in the suit. Therefore, it is necessary to design a method for fast, safe and reliable multi-layer spiral tube bundle with special-shaped space bend.
  • the purpose of the present invention is to provide a method for quickly and accurately carrying out the fitting of multi-layer spiral tube bundles with special-shaped space bends.
  • the suit tooling includes two upper and lower ring plates, and the two ring plates are supported by a plurality of columns; the column and the upper and lower two ring plates They are connected by a connecting plate; the connecting plate is provided with a waist-shaped hole; the inner edge of the upper ring plate is detachably provided with a simulated tube plate, and the simulated tube plate is provided with a space elbow hole; the outer side of the spiral tube bundle Closely attached to the column, the spiral tube bundle is fixed vertically by the support bar; the phase position of the tube end of the special-shaped space bend is positioned by simulating the tube sheet;
  • steps (3) to (6) set and fix the spiral tube bundles of the remaining layers layer by layer.
  • the support bar is a slender straight strip with slots, each slot snaps into a spiral tube during assembly.
  • the simulated tube plate is made of nylon material
  • holes are drilled on the simulated tube plate, the positions of the holes correspond to the phase positions of the tube ends, and the diameter of the holes is 0.1-0.2mm larger than the outer diameter of the tube.
  • the outer diameter of the spiral tube is 12-22mm
  • the spiral diameter is 300-1800mm
  • the deviation of the spiral diameter is within ⁇ 2mm
  • the spiral height is 500-10000mm
  • the spiral tubes of each layer of spiral tube bundles are 4-30
  • the number of layers of the suit is 3-18 layers
  • the gap between layers is not more than 10mm.
  • the verticality of the inner cylinder is ⁇ 1mm, and the horizontality is ⁇ 1mm.
  • the turning sleeve of the spiral tube bundle is carried out on the turning sleeve trolley, and the bottom of the turning sleeve trolley is equipped with rollers, which can be moved as a whole, and a rotatable bracket is set on the rollers, which rotates with the rotation of the spiral tubes, keeping the first The position of the first spiral tube does not move, and the second spiral tube is manually rotated and slowly screwed into the first spiral tube until the spiral sections of the two spiral tubes are completely embedded. In this way, all the spiral tubes of each layer are screwed together. Form a separate spiral tube bundle.
  • step (3) use the suit tooling to adjust the helical diameter tolerance of the spiral tube bundle within ⁇ 2mm, the space bending phase position size deviation within ⁇ 1mm, the straightness of the space bending straight pipe section within ⁇ 1mm, and the parallelism within ⁇ 1mm Inside.
  • the method of the present invention can quickly and accurately realize the suiting of the steam generator of the spiral heat exchange tube bundle with a special-shaped space bend through the special suit tooling, and only one set of tooling is needed to realize the positioning and suiting of the spiral tube bundles of different diameters, thereby improving
  • the efficiency of the multi-layer spiral tube bundle set with special-shaped space bend is improved, and the accuracy and quality of the multi-layer spiral tube bundle set are guaranteed.
  • Fig. 1 is a schematic diagram of a single-layer helical tube sleeve of the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic diagram of assembling and adjusting a single-layer spiral tube bundle with a suit tooling in the present invention.
  • Fig. 3 is a schematic diagram of the spiral tube bundle set in the present invention.
  • a method for wrapping a multi-layer spiral tube bundle with a special-shaped space bend comprising the following steps:
  • a connecting plate 4 is respectively fixed with bolts and nuts up and down the column 5, a total of four groups (determined according to the number of support bars), and then connected with two ring plates 6 with bolts and nuts, Use the waist-shaped hole on the connecting plate 4 to adjust the distance between the two opposite columns 5, and the tolerance of the outer diameter of the spiral tube bundle 7 of the first layer to be assembled is within ⁇ 2mm, and the distance between the two connecting plates 4 and the ring plate The distance between the edges is within ⁇ 0.5mm to ensure the coaxiality of the subsequent spiral tube bundle and the tooling.

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Abstract

一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，先将内筒（10）竖立调平，保证垂直度和水平度，根据每一层螺旋管束（7）的螺旋直径由小至大依次套入内筒（10）并固定。具体步骤如下：1、将盘制好的带异形空间弯的螺旋管（1,2）单层旋套；2、将多支旋套好的单层螺旋管束（7）装入套装工装，装配支撑条（8），调整并固定螺旋直径、螺距及空间弯的相位角，确保螺旋管束的尺寸精度；3、起吊螺旋直径最小的螺旋管束装入内筒（10），固定支撑条（8）；4、按照螺旋直径由小至大依次套装其余层的螺旋管束。多层螺旋管束套装方法提高了带异形空间弯的多层螺旋管束套装的效率，保证了多层螺旋管束套装的精度和质量。

Description

一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法 技术领域
本发明属于热力工程技术领域，特别是涉及一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法。
背景技术
随着全球能源日益紧张，核能作为可靠的清洁能源得到越来越多的重视。由于大型商业化反应堆存在建造周期长，建设成本高、建设区域受限等因素，小型化(模块化)反应堆成为核能发展的一种新的途径。小型反应堆由于其体积紧凑、建设成本低、经济性好等优势被各国广泛关注，已经成为目前核电设计的主流方向。
为了保证小型堆的传热管在有限的空间内达到最佳的换热效率，单支传热管设计由常规压水堆的U形转变为螺旋形，以增加换热面积。最终换热管结构由多层螺旋管束组成，每一层的螺旋直径均不相同，由小至大套装在一起形成整体的螺旋管束而且为了便于连接给水端和出口端，螺旋管两端通常会设计为异形空间弯形状，这不仅仅对传热管制造的要求高，更是提高了螺旋管束套装的难度。
这种带异形空间弯的多层螺旋管束套装技术指标要求很高，主要技术指标有：公差要求极严的螺旋直径、垂直度、平行度等，位置度要求极高的空间弯相位，同时层与层之间间隙较小，也是套装的一大难点。因此，需要设计一种可以快速、安全、可靠进行带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种用于快速、精准进行带异形空间弯的多层螺旋管束套装的方法。
本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：
一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于包括下述步骤：
(一)利用行车将内筒立起放置，调整内筒垂直度和水平度在设定值之内，调整完成后采取刚性固定；
(二)在螺旋管卧式的状态下采用逐支旋转的方式将螺旋管逐层旋套在一起，每一层组成单独的螺旋管束；
(三)将螺旋直径最小的第一层装配至套装工装；所述套装工装包括上下两个环板，两个所述环板之间通过多根立柱支撑；所述立柱和上下两块环板之间通过连接板连接；所述连接板 上设置有腰形孔；上部环板内侧边缘可拆卸的设置有模拟管板，所述模拟管板上设置有空间弯管孔；使螺旋管束的外侧紧贴立柱，通过支撑条将螺旋管束竖向固定；通过模拟管板定位异形空间弯的管端相位位置；
(四)利用行车吊装套装工装将螺旋管束立起，缓缓起吊带工装的螺旋管束，调整支撑条的位置与内筒相应位置对应，将螺旋管束缓缓套入内筒，直至设定位置；
(五)在支撑条两端装配支撑条固定块并焊接固定在内筒上，以此固定螺旋管束与内筒的相对位置；
(六)采用柔性工具多方位径向收紧螺旋管束，使螺旋直径保持在公差范围内，拆除套装工装；
(七)按照步骤(三)～(六)逐层套装固定其余层的螺旋管束。
其进一步特征在于：所述支撑条为带有卡槽的细长直条，装配时每个卡槽卡入一根螺旋管。
其进一步特征还在于：：所述模拟管板为尼龙材质，所述模拟管板上钻有孔洞，孔洞位置与管端相位位置一一对应，孔洞直径比管外径大0.1-0.2mm。
进一步的：所述螺旋管外径为12-22mm，螺旋直径为300-1800mm，螺旋直径尺寸偏差在±2mm内，螺旋高度500-10000mm，每一层螺旋管束的螺旋管为4-30支，套装层数为3-18层，层与层之间间隙不大于10mm。
优选的：所述步骤(一)中内筒垂直度≤1mm，水平度≤1mm。
所述步骤(二)中在螺旋管束的旋套在旋套小车上进行，旋套小车底部配有滚轮，可以整体移动，滚轮上设置可旋转的支架，随着螺旋管旋转而旋转，保持第一螺旋管位置不动，手动旋转第二螺旋管慢慢旋入第一螺旋管，直至两支螺旋管的螺旋段完全嵌入，按照此种方式将每一层的螺旋管全部旋套在一起，组成单独的螺旋管束。
所述步骤(三)中利用套装工装调整螺旋管束的螺旋直径尺寸公差在±2mm内，空间弯相位位置尺寸偏差在±1mm内，空间弯直管段直线度在±1mm内，平行度在±1mm内。
本发明方法可以通过特制的套装工装快速、精确的实现具有异形空间弯的螺旋换热管束蒸汽发生器的套装，而且仅仅需要一套工装就可以实现不同直径的螺旋管束的定位和套装，从而提高了带异形空间弯的多层螺旋管束套装的效率，保证了多层螺旋管束套装的精度和质量。
附图说明
图1是本发明单层螺旋管旋套示意图。
图2是本发明中用套装工装装配调整单层螺旋管束示意图。
图3是本发明中螺旋管束套装示意图。
具体实施方式
一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，包括下述步骤：
(一)如图3所示，利用行车将内筒10立起放置在经过调平的平台13上，调整内筒10垂直度≤1mm，水平度≤1mm，调整完成后采取刚性固定。
(二)如图1所示，在螺旋管卧式的状态下采用逐支旋转的方式将螺旋管逐层旋套在一起，旋套在旋套小车3上进行，旋套小车3底部配有滚轮，可以整体移动，滚轮上面是可旋转的支架，能够随着螺旋管旋转而旋转，保持第一螺旋管1位置不动，手动旋转第二螺旋管2慢慢靠近第一螺旋管1，然后旋入，直至两支螺旋管的螺旋段完全嵌入，按照此种方式将每一层的螺旋管全部旋套在一起，组成单独的螺旋管束。
(三)组装套装工装，如图2所示，立柱5上下用螺栓螺母各固定一块连接板4，共四组(根据支撑条的数量确定)，然后与两块环板6用螺栓螺母连接，利用连接板4上的腰形孔调整相对两个立柱5之间的间距，与所要装配的第一层螺旋管束7螺旋外径尺寸公差在±2mm内，且相对两块连接板4距离环板边缘的距离相差在±0.5mm以内，保证后续螺旋管束与工装的同轴度。
(四)将对应的螺旋管束7装配至套装工装，如图2所示，使螺旋管束7的外侧紧贴立柱5，装配支撑条8，支撑条8是带有卡槽的细长直条，装配时每个卡槽卡入一根螺旋管，将相邻两根管间隔开，支撑条8装配好后采用尼龙扎带将其与立柱5捆扎固定。最后装配模拟管板9，模拟管板9是根据图纸异形空间弯的相位位置设计的工装，装配在环板6的对应位置，调整螺旋管束7的空间弯管段，保证直管段能够顺利穿入模拟管板9的管孔，保证了异形空间弯管段的相位位置满足图纸要求。
(五)如图3所示，利用行车12吊装套装工装11将螺旋管束7立起，缓缓起吊带套装工装11的螺旋管束7，行车须具备无级变速功能，调整支撑条8的位置与内筒10相应位置对应，将螺旋管束8缓缓套入内筒10，直至图纸指定位置。
(六)在支撑条8两端装配支撑条固定块(图上为标出)并焊接固定在内筒10上，以此固定螺旋管束7与内筒10的相对位置。
(七)采用柔性松紧带或其他收紧工具多方位径向收紧螺旋管束7，使螺旋直径保持在公差范围内，拆除套装工装11。
(八)按照步骤(三)～(七)逐层套装和固定其余层的螺旋管束7。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本专利要求的保护范围。

Claims (7)

  1. 一种带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于包括下述步骤：
    (一)利用行车将内筒立起放置，调整内筒垂直度和水平度在设定值之内，调整完成后采取刚性固定；
    (二)在螺旋管卧式的状态下采用逐支旋转的方式将螺旋管逐层旋套在一起，每一层组成单独的螺旋管束；
    (三)将螺旋直径最小的第一层装配至套装工装；所述套装工装包括上下两个环板，两个所述环板之间通过多根立柱支撑；所述立柱和上下两块环板之间通过连接板连接；所述连接板上设置有腰形孔；上部环板内侧边缘可拆卸的设置有模拟管板，所述模拟管板上设置有空间弯管孔；使螺旋管束的外侧紧贴立柱，通过支撑条将螺旋管束竖向固定；通过模拟管板定位异形空间弯的管端相位位置；
    (四)利用行车吊装套装工装将螺旋管束立起，缓缓起吊带工装的螺旋管束，调整支撑条的位置与内筒相应位置对应，将螺旋管束缓缓套入内筒，直至设定位置；
    (五)在支撑条两端装配支撑条固定块并焊接固定在内筒上，以此固定螺旋管束与内筒的相对位置；
    (六)采用柔性工具多方位径向收紧螺旋管束，使螺旋直径保持在公差范围内，拆除套装工装；
    (七)按照步骤(三)～(六)逐层套装固定其余层的螺旋管束。
  2. 如权利要求1所述的带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于：所述支撑条为带有卡槽的细长直条，装配时每个卡槽卡入一根螺旋管。
  3. 如权利要求1所述的带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于：所述模拟管板为尼龙材质，所述模拟管板上钻有孔洞，孔洞位置与管端相位位置一一对应，孔洞直径比管外径大0.1-0.2mm。
  4. 如权利要求1-3任一项所述的带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于：所述螺旋管外径为12-22mm，螺旋直径为300-1800mm，螺旋直径尺寸偏差在±2mm内，螺旋高度500-10000mm，每一层螺旋管束的螺旋管为4-30支，套装层数为3-18层，层与层之间间隙不大于10mm。
  5. 如权利要求4所述的带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于：所述步骤(一)中内筒垂直度≤1mm，水平度≤1mm。
  6. 如权利要求4所述的带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于：所述步骤(二)中在螺旋管束的旋套在旋套小车上进行，旋套小车底部配有滚轮，可以整体移动，滚 轮上设置可旋转的支架，随着螺旋管旋转而旋转，保持第一螺旋管位置不动，手动旋转第二螺旋管慢慢旋入第一螺旋管，直至两支螺旋管的螺旋段完全嵌入，按照此种方式将每一层的螺旋管全部旋套在一起，组成单独的螺旋管束。
  7. 如权利要求4所述的带异形空间弯的多层螺旋管束套装方法，其特征在于：所述步骤(三)中利用套装工装调整螺旋管束的螺旋直径尺寸公差在±2mm内，空间弯相位位置尺寸偏差在±1mm内，空间弯直管段直线度在±1mm内，平行度在±1mm内。
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