CN111272530A - 核电高温取样冷却器蛇管的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其包括以下步骤:1)采用三段直管通过两个对接接头拼焊为一根长直管，接头焊缝进行无损检测和长直管水压试验；2)将长直管一端折弯，在蛇管绕制胎具上一次性绕制成带有L形弯管部分的完整蛇管；以及3)对蛇管进行通球试验和蛇管水压试验。相对于现有技术，本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法省去了1B‑103焊缝，消除了最大的泄露风险源，满足了核电设备长期安全稳定运行的需求。此外，省去1B‑103焊缝意味着也省去了目视检测、液体渗透和射线检测等无损检测工序，因此可降低制造成本，提高蛇管质量。

Description

核电高温取样冷却器蛇管的制造方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电高温取样冷却器蛇管的制造方法。

背景技术

目前，核电厂高温取样冷却器的主要功能是把来自蒸汽发生器排污系统的高能样品水在进行试验室的分析前降温减压，高温取样冷却器为第一级冷却。通常，高温取样冷却器为蛇管沉浸式热交换器，管程为蛇形管，材质00Cr19Ni10，规格

展开长度约27m，设计内压17.13MPa，水压试验压力为25.695MPa，制造工艺要求所有弯曲半径不得小于R40，对接后选取

的钢球对蛇管进行通球试验，以钢球通过为合格。

考虑到市场上难以采购足够长的换热管(如特殊定制价格高昂)，且现有的绕制胎具无法一次成型蛇管内直管，现有技术的高温取样冷却器蛇管一般采用四段三焊缝布局。蛇管制造方法包括：首先，用三段直管通过两个对接接头(1B-101、1B-102)拼焊为一根长直管，接头焊缝进行目视检测(VT)/液体渗透(PT)/射线检测(RT)，长直管进行水压试验；然后，将长直管在胎具上绕制成螺旋状盘管；接着，预制L形弯管；随后，将L形弯管与螺旋盘管通过接头1B-103组焊，对1B-103焊缝执行VT/PT/RT，采用

钢球对蛇管整体进行通球试验；以上均合格后，完成蛇管制造，最后对蛇管进行整体水压试验。

但是，现有技术中的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法至少存在以下缺陷：

1)含有三个对接接头的拼焊，焊缝数量越多，焊接质量存在隐患的风险越大。

2)现有工艺1B-101、1B-102焊缝组对及焊接时，焊缝两侧换热管(母材)有定心工装和防止焊接变形工装。焊接工艺规程规定这两个焊缝只能采用平焊位，工件(换热管)需要在焊接时连续转动，以保持焊接位置符合焊接工艺要求，因此，配置了换热管转动辅助工装。现有工艺的缺点是工件转动由人工完成，两侧转动人转动的同步误差、速度误差使两侧母材(换热管)有相对转动趋势，产生扭转应力，从而影响焊缝质量。此外，转动速度(焊速)大小和均匀度都不好掌握，焊接难度更高。

3)1B-103焊缝的组对和焊接由于结构限制无法使用工装，也要求采用平焊位。但是，相比1B-101、1B-102焊缝的直管焊接，1B-103焊缝焊接时偏心旋转螺旋盘管和L形管的难度更大，且有空间限制妨碍，施焊条件很差。因此，焊缝出现错边量、余高超标，焊缝外形差等缺陷的频率很高。

有鉴于此，确有必要提供一种安全、高效的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，以克服现有技术中的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种安全、高效的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其包括以下步骤:

1)采用三段直管通过两个对接接头拼焊为一根长直管，接头焊缝进行无损检测和长直管水压试验；

2)将长直管一端折弯，在蛇管绕制胎具上一次性绕制成带有L形弯管部分的完整蛇管；以及

3)对蛇管进行通球试验和蛇管水压试验。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，步骤2)中的蛇管绕制胎具上设有工艺通孔、上靠模和下靠模。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，步骤2)中，根据蛇管整体结构尺寸设定胎具外径尺寸，根据蛇管的末端位置和蛇管外径设定胎具工艺通孔的中心点位置和内径，根据L形弯管弯曲部分结构尺寸设定上靠模轮廓尺寸和厚度值。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，步骤2)中，蛇管绕制胎具外侧主体采用螺旋槽结构，胎具下靠模位于螺旋槽收尾处，与胎具轴线平行，与螺旋槽相交处曲率半径约R40。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，所述蛇管绕制胎具由不锈钢材质机床加工而成。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，步骤2)中的蛇管绕制过程包括：首先，将换热管插入工艺通孔中形成L形管直管部分；然后，紧贴胎具上靠模成型蛇管L形弯管弯曲部分；接下来，沿着胎具螺纹槽方向进行蛇管绕制；最后，利用胎具下靠模形成蛇管收尾部分。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，步骤3)中，采用

钢球对蛇管整体进行通球试验。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，步骤3)中，在试验压力25.695MPa下对蛇管整体进行水压试验。

作为本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法的一种改进，步骤1)中，无损检测包括目视检测、液体渗透和射线检测中的至少一种。

相对于现有技术，本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法具有以下优点：

通常，高温取样冷却器蛇管制造方法着眼于利用整根换热管制造无焊缝的蛇管，但是，由于换热管市场供应的原因，目前无法采购到足够长度的换热管，只能暂时保留1B-101、1B-102焊缝。调查报告显示，高温取样冷却器泄露时的泄漏点大都位于蛇管的1B-103焊缝处，呈现出共模高发的特征。本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法省去了1B-103焊缝，消除了最大的泄露风险源，满足了核电厂设备长期安全稳定运行的需求。此外，省去1B-103焊缝意味着也省去了目视检测(VT)、液体渗透(PT)和射线检测(RT)等无损检测工序，因此，可降低制造成本，提高蛇管质量。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式，对本发明核电高温取样冷却器蛇管制造方法进行详细说明，其中：

图1为本发明提供的核电高温取样冷却器蛇管的结构示意图。

图2为本发明提供的核电高温取样冷却器蛇管制造方法中所采用的蛇管绕制胎具的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

请参照图1和图2所示，本发明核电高温取样冷却器蛇管制造方法，其包括以下步骤:

1)采用三段直管通过两个对接接头1B-101、1B-102拼焊为一根长直管，接头焊缝进行VT/PT/RT等无损检测和长直管水压试验；

2)将长直管一端折弯，在蛇管绕制胎具上一次性绕制成带有L形弯管部分的完整蛇管；以及

3)对蛇管进行通球试验和蛇管水压试验。

请参照图1和图2所示，步骤2)中的蛇管绕制胎具上设有工艺通孔10、上靠模20和下靠模30。具体地，根据蛇管整体结构尺寸，设定胎具外径尺寸；根据蛇管俯视图(图1)中圆圈部位置和蛇管外径，设定胎具工艺通孔10的中心点位置和内径；根据图1中盘管L形管弯曲部分的结构尺寸设定上靠模20的轮廓尺寸和厚度值；胎具外侧主体采用螺旋槽结构；胎具下靠模30(开槽)位于螺旋槽收尾处，与胎具轴线平行，与螺旋槽相交处曲率半径约R40。采用图2所示结构的蛇管绕制胎具，绕制过程简单，应力残余少。此外，为防止铁素体污染，绕制胎具选用不锈钢材质，经机床加工而成。

具体地，步骤2)中的蛇管绕制过程包括：首先，将换热管插入工艺通孔中形成L形管直管部分；然后，紧贴胎具上靠模20成型蛇管L形管弯曲部分；接下来，沿着胎具螺纹槽方向进行蛇管绕制；最后，利用胎具下靠模30形成蛇管收尾部分。

具体地，在步骤3)中采用

钢球对蛇管整体进行通球试验，合格后，在试验压力25.695MPa下对蛇管整体进行水压试验，完成蛇管制造全过程。

结合以上对本发明具体实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明核电高温取样冷却器蛇管制造方法具有以下优点：

首先，本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法无需单独制造分立的L形弯管，将传统的四段三焊缝工艺改为三段二焊缝工艺，减少了焊缝数量，取消了焊接难度最大的1B-103焊缝，满足了核电厂设备长期安全稳定运行的需求。此外，省去1B-103焊缝意味着也省去了目视检测(VT)、液体渗透(PT)和射线检测(RT)等无损检测工序，因此，可降低制造成本，提高蛇管质量。

其次，优化了蛇管绕制方法，实现一次性绕制成带有L形管部分的完整蛇管。

最后，本发明核电高温取样冷却器蛇管的制造方法在1B-101、1B-102焊缝组对阶段的改进主要是对定心工装和限制变形工装的尺寸和间隙进行了试验和改进，在保证保护气体通畅的前提下，尽量减少间隙以减小错边量和焊接变形。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤:

1)采用三段直管通过两个对接接头拼焊为一根长直管，接头焊缝进行无损检测和长直管水压试验；

2)将长直管一端折弯，在蛇管绕制胎具上一次性绕制成带有L形弯管部分的完整蛇管；以及

3)对蛇管进行通球试验和蛇管水压试验。

2.根据权利要求1所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，步骤2)中的蛇管绕制胎具上设有工艺通孔、上靠模和下靠模。

3.根据权利要求2所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，步骤2)中，根据蛇管整体结构尺寸设定胎具外径尺寸，根据蛇管的末端位置和蛇管外径设定胎具工艺通孔的中心点位置和内径，根据L形弯管弯曲部分结构尺寸设定上靠模轮廓尺寸和厚度值。

4.根据权利要求2所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，步骤2)中，蛇管绕制胎具外侧主体采用螺旋槽结构，胎具下靠模位于螺旋槽收尾处，与胎具轴线平行，与螺旋槽相交处曲率半径约R40。

5.根据权利要求2所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，所述蛇管绕制胎具由不锈钢材质机床加工而成。

6.根据权利要求2所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，步骤2)中的蛇管绕制过程包括：首先，将换热管插入工艺通孔中形成L形管直管部分；然后，紧贴胎具上靠模成型蛇管L形弯管弯曲部分；接下来，沿着胎具螺纹槽方向进行蛇管绕制；最后，利用胎具下靠模形成蛇管收尾部分。

7.根据权利要求1所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，步骤3)中，采用

钢球对蛇管整体进行通球试验。

8.根据权利要求1所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，步骤3)中，在试验压力25.695MPa下对蛇管整体进行水压试验。

9.根据权利要求1所述的核电高温取样冷却器蛇管的制造方法，其特征在于，步骤1)中，无损检测包括目视检测、液体渗透和射线检测中的至少一种。

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