核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，包括板坯主體，所述板坯主體呈圓板狀結(jié)構(gòu)，在該板坯主體的一面整體鍛造有兩個(gè)人孔圓臺(tái)和兩個(gè)管孔圓臺(tái)，板坯主體的另一面鍛造有大錐角圓臺(tái)面。所述板坯主體的大錐角圓臺(tái)面上底直徑φ1與板坯主體的外徑φ與比：φ1/φ=1/（1.80—1.90）。所述板坯主體上的大錐角圓臺(tái)面的圓臺(tái)錐角為170°?175°。本實(shí)用新型的封頭板坯不僅便于實(shí)現(xiàn)下封頭板坯的一體化鍛造成型，而且鍛件組織均勻密實(shí)、金屬流線完整，更利于下封頭成品的鍛造和力學(xué)性能的提高。
【專利說明】
核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種核電設(shè)備用大型結(jié)構(gòu)件，尤其涉及用于鍛造核電蒸汽發(fā)生器整體式下封頭的封頭板坯件。
【背景技術(shù)】
[0002]目前核電技術(shù)正朝著大型化方向發(fā)展，核電設(shè)備關(guān)鍵部件均需要用到大型鍛件，新一代核電中反應(yīng)堆壓力容器及蒸汽發(fā)生器封頭鍛件的板坯直徑甚至超過7000_，單個(gè)成品部件重量均在數(shù)十噸以上，屬于超大型板塊狀構(gòu)件，鍛造難度非常大。其中核電蒸汽發(fā)生器下封頭是蒸汽發(fā)生器中承擔(dān)壓差最大的部件，起到密封和隔離一、二回路冷卻劑的作用，也是一回路側(cè)冷卻劑流過管束前或后的匯集腔室，它包含了冷卻劑入口管孔、冷卻劑出口管孔和兩個(gè)人孔。故蒸汽發(fā)生器下封頭是在半球冠狀的封頭主體上設(shè)有兩個(gè)管孔座和兩個(gè)人孔座;而要在如此大尺寸的球冠上一次性整體鍛造成型出符合尺寸要求和位置要求的管孔座和人孔座更是難以實(shí)現(xiàn)，但下封頭產(chǎn)品向大型化和一體化方向發(fā)展是必然趨勢(shì)。
[0003]現(xiàn)有下封頭是將封頭本體與人孔座和管孔座通過焊接的方法進(jìn)行拼接制造的，盡管隨著材料科學(xué)的發(fā)展，焊接材料的性能得到了很大的提高，焊接新工藝也層出不窮，但封頭主體與人孔座和接管孔座之間通過焊接而拼接的結(jié)構(gòu)總是不能形成完整的金屬流線，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。而且這樣球冠體和管嘴分開焊接制造的方法，焊接工藝十分復(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，制造成本大幅上升。采用現(xiàn)有鍛造方法又難以制造出如此大尺寸、大變形量及復(fù)雜曲面的整體板坯，更難以鍛造出具有理想金屬組織結(jié)構(gòu)、金屬流線完整的超大型鍛件，而鍛造出符合質(zhì)量要求的封頭板坯又是生產(chǎn)封頭合格產(chǎn)品的關(guān)鍵所在。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，它不僅能實(shí)現(xiàn)下封頭板坯的一體化鍛造成型，而且鍛件組織均勻密實(shí)、金屬流線完整。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，包括板坯主體，所述板坯主體呈圓板狀結(jié)構(gòu)，在該板坯主體的一面整體鍛造有兩個(gè)人孔圓臺(tái)和兩個(gè)管孔圓臺(tái)，板坯主體的另一面則鍛造為大錐角圓臺(tái)面。
[0006]采用上述結(jié)構(gòu)后，由于板坯主體的一面上的人孔圓臺(tái)和管孔圓臺(tái)整體鍛造為一體，這樣就保證了下封頭成品力學(xué)性能的極大提高，更能承受蒸汽發(fā)生器的高溫高壓以及交變荷載和蒸汽渦流所形成的惡劣工況，有利于封頭工作應(yīng)力的均勻化和運(yùn)行安全性的提高;而且通過人孔圓臺(tái)、管孔圓臺(tái)和封頭主體的整體鍛造既進(jìn)一步細(xì)化了金屬組織，又有利于人孔座和管孔座的準(zhǔn)確成型，使得封頭主體和人孔座、管孔座之間的金屬流線順暢連貫，且最大限度地與鍛件外形相一致。又由于封頭板坯的正面通過鐓拔鍛造形成了大錐角圓臺(tái)面，這樣在球冠沖壓成型過程中，封頭板坯的中部金屬會(huì)在沖壓時(shí)從中部流向周邊部，從而保證金屬流線的合理和半球坯件厚度的基本一致，不僅有利于后道的近終成型加工，而且使得鍛件的縱向力學(xué)性能和橫向力學(xué)性能均得到顯著提高。還由于整體鍛造成型的封頭板坯件，能夠大大減少成品加工過程中的材料切削量，以提高生產(chǎn)效率和材料利用率。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述板坯主體(I)的大錐角圓臺(tái)面上底直徑ΦI與板坯主體的外徑Φ與比:Φ I/Φ=1八1.80—1.90)。所述板坯主體上的大錐角圓臺(tái)面的圓臺(tái)錐角為170°-175°。該結(jié)構(gòu)既能保證在板坯沖壓過程中板坯中部金屬均勻流向板坯周邊，又能使得板坯沖壓所形成的球冠體壁厚趨于一致。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述板坯主體上兩個(gè)人孔圓臺(tái)的位置夾角為90°，兩個(gè)管孔圓臺(tái)的位置夾角為105°。所述人孔圓臺(tái)與管孔圓臺(tái)之間的位置夾角為82.5°。該結(jié)構(gòu)便于制造和安裝，更便于成品封頭上人孔和接管的空間合理布置。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯作進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本實(shí)用新型核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是圖1所示封頭板坯的A—A剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是圖2所示封頭板坯的B向結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖中:I一板還主體、2—管孔圓臺(tái)、3—人孔圓臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]圖1、圖2及圖3示出了核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯結(jié)構(gòu)示意圖。封頭板坯的板坯主體I呈圓板狀結(jié)構(gòu)，該圓板的外徑Φ=2600_。在板坯主體I的一面整體鍛造有兩個(gè)人孔圓臺(tái)3和兩個(gè)管孔圓臺(tái)2，人孔圓臺(tái)3的外徑為720mm,，人孔圓臺(tái)3的高度為250mm，管孔圓臺(tái)2的外徑為430mm，管孔圓臺(tái)2的高度為210mm。板坯主體I上兩個(gè)人孔圓臺(tái)3的位置夾角為90°，該位置夾角為通過兩圓臺(tái)中心線的板坯主體I兩半徑間的夾角。板坯主體I上兩個(gè)管孔圓臺(tái)2的位置夾角為105°，該位置夾角為通過兩該圓臺(tái)中心線的板坯主體I兩半徑間的夾角。相鄰的人孔圓臺(tái)與管孔圓臺(tái)之間的位置夾角為82.5°，該位置夾角為通過人孔圓臺(tái)和管孔圓臺(tái)中心線的板坯主體I上兩半徑間的夾角。板坯主體I的另一面鍛造有大錐角圓臺(tái)面，該圓臺(tái)面所在的圓臺(tái)錐頂角為172°，即該圓臺(tái)面與圓臺(tái)中心線所構(gòu)成的傾角為86°，圓臺(tái)面的上底直徑Φ l=1300mm。圓臺(tái)面的上底直徑Φ I與板坯主體I的外徑Φ之比Φ I/ Φ應(yīng)控制在I八1.80—1.90)之間，以便于沖壓成球冠型，且能保留截取試樣的余量。同樣板坯主體I的外徑Φ應(yīng)為成品下封頭球冠半徑R的3倍，優(yōu)選地Φ =(2.8—3.2)R，板坯主體I上的人孔圓臺(tái)和管孔圓臺(tái)與成品下封頭的兩個(gè)人孔座和兩個(gè)管孔座相對(duì)應(yīng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，包括板坯主體(I)，其特征在于:所述板坯主體(I)呈圓板狀結(jié)構(gòu)，在該板坯主體(I)的一面整體鍛造有兩個(gè)人孔圓臺(tái)(3)和兩個(gè)管孔圓臺(tái)(2)，板坯主體(I)的另一面則鍛造為大錐角圓臺(tái)面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，其特征在于:所述板坯主體(I)的大錐角圓臺(tái)面上底直徑Φ1與板坯主體(I)的外徑Φ與比:Φ1/Φ=1/(1.80 —1.90)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，其特征在于:所述板坯主體(I)上的大錐角圓臺(tái)面的圓臺(tái)錐角為170°-175°。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，其特征在于:所述板坯主體(I)上兩個(gè)人孔圓臺(tái)(3)的位置夾角為90°，兩個(gè)管孔圓臺(tái)(2)的位置夾角為105°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電蒸汽發(fā)生器一體化下封頭板坯，其特征在于:所述人孔圓臺(tái)(3)與管孔圓臺(tái)(2)之間的位置夾角為82.5°。
【文檔編號(hào)】F22B37/00GK205664346SQ201620530350
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年6月3日
【發(fā)明人】王興中, 戴挺, 周怡君, 劉布平, 楊銘
【申請(qǐng)人】上海新閔（東臺(tái)）重型鍛造有限公司