[實(shí)用新型]蒸汽發(fā)生器整體鍛造上封頭

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721296085.8
• 申請(qǐng)日: 2017-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN208670989U
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周怡君;陳麗換;任茂榮
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海新閔（東臺(tái)）重型鍛造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): F22B37/22
• 分類(lèi)號(hào): F22B37/22;B21J5/00
• 代理公司: 北京科億知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 劉忠祥

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種蒸汽發(fā)生器整體鍛造上封頭，包括封頭主體，以及設(shè)置于封頭主體上的封頭頂孔，所述封頭主體包括橢圓球冠和封頭筒段，該橢圓球冠和封頭筒段鍛為一整體，封頭筒段位于橢圓球冠的口端位置，在橢圓球冠和封頭筒段的內(nèi)壁上覆有堆焊層。所述橢圓球冠橫截面上的橢圓長(zhǎng)半軸為a為（1.8—2.2）短半軸為b。所述堆焊層厚度為h為（1/8?1/22）封頭主體的厚度為H。所述封頭主體的厚度為H為（1/10?1/13）短半軸為b。該整體鍛造上封頭不僅結(jié)構(gòu)合理，使用壽命長(zhǎng)，而且鍛件組織均勻密實(shí)，金屬流線(xiàn)完整，具有較高使用安全可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及核島一回路壓力邊界關(guān)鍵設(shè)備蒸汽發(fā)生器，尤其涉及蒸汽發(fā)生器的上封頭。

背景技術(shù)

核電由于資源消耗少，環(huán)境影響小和供電能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，成為與火電、水電并稱(chēng)的世界三大電力供應(yīng)支柱，核能發(fā)電所用的核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬(wàn)倍，因此核電是一種清潔、安全的能源，且核電的環(huán)境影響小。

蒸汽發(fā)生器是核島一回路壓力邊界關(guān)鍵設(shè)備，它主要由上封頭、筒體和下封頭等部件構(gòu)成，其中蒸汽發(fā)生器整體鍛造上封頭是蒸汽發(fā)生器中承壓較大的部件，蒸汽發(fā)生器所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)組運(yùn)行的高溫高壓蒸汽位于上封頭所形成的腔室中，并經(jīng)蒸發(fā)生器上封頭向外輸出。核電用蒸汽發(fā)生器上封頭屬于大體積、大斷面及復(fù)雜曲面的核一級(jí)鍛件，制造難度非常大，成品性能要求非常高，而且其結(jié)構(gòu)形狀和尺寸對(duì)蒸汽發(fā)生器的可靠性和安全影響非常大。

現(xiàn)有蒸汽發(fā)生器上封頭的主體結(jié)構(gòu)為一圓球型封頭，加之其體積大，重量重，且斷面形狀復(fù)雜；受制作工藝的限制，球形的上封頭大都采用了分體式結(jié)構(gòu)，以簡(jiǎn)化制作工藝，但這種上封頭主體上存在焊縫不能形成完整的金屬流線(xiàn)，由于核電蒸汽發(fā)生器長(zhǎng)期處于高溫高壓的惡劣運(yùn)行環(huán)境中，且承受交變荷載和管道渦流所形成的壓力突變，極易引起應(yīng)力分布不勻和應(yīng)力集中，容易產(chǎn)生疲勞、蠕變和損壞雖然隨著材料科學(xué)的發(fā)展。雖然隨著焊接材料性能的大幅提高，焊接新工藝也層出不窮，但分體式封頭仍存在焊接工藝復(fù)雜、焊接周期長(zhǎng)，復(fù)雜應(yīng)力區(qū)質(zhì)量穩(wěn)定性差，直接造成成品率低，使制造成本大幅上升。而且封頭圓球狀的主體結(jié)構(gòu)還存在諸多不足：首先圓球形封頭的球冠深度較大，使得上封頭占據(jù)空間變大，尤其是在小型核電設(shè)施中，占據(jù)空間大小要求十分嚴(yán)格，因此要求上封頭盡可能減少空間占據(jù)體積。也由于球形封頭深度較大，加之封頭本身又屬于大體積、難加工的鍛造件，這不僅增加封頭主體的鍛造難度，而且也增加了鍛造坯件的機(jī)加工難度，且加工余量大，提高了制作成本。更由于蒸汽發(fā)生器整體鍛造上封頭長(zhǎng)期處于高溫、高壓和強(qiáng)輻射的惡劣環(huán)境中，上封頭更是容易被腐蝕，力學(xué)性能下降，給核電安全性能帶來(lái)很大的隱患。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種蒸汽發(fā)生器整體鍛造上封頭，它不僅結(jié)構(gòu)合理，使用壽命長(zhǎng)，而且鍛件組織均勻密實(shí)，金屬流線(xiàn)完整。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的蒸汽發(fā)生器整體鍛造上封頭，包括封頭主體，以及設(shè)置于封頭主體上的封頭頂孔，所述封頭主體包括橢圓球冠和封頭筒段，該橢圓球冠和封頭筒段鍛為一整體，封頭筒段位于橢圓球冠的口端位置，在橢圓球冠和封頭筒段的內(nèi)壁上覆有堆焊層。

優(yōu)選地，所述橢圓球冠橫截面上的橢圓長(zhǎng)半軸為a，該橢圓的短半軸為b，a=（1.8—2.2）b。

優(yōu)選地，所述橢圓球冠橫截面上的橢圓長(zhǎng)半軸a兩倍于橢圓短半軸b。

優(yōu)選地，所述封頭主體（1）的厚度為H，堆焊層（2）的厚度為h，h=（1/8-1/22）H。

優(yōu)選地，所述堆焊層（2）的厚度h=2㎜—3㎜。

優(yōu)選地，所述封頭主體（1）的厚度為H，所述橢圓球冠的短半軸為b，H=（1/10-1/13）b。