300MW核电机组蒸汽发生器管子—管板胀接技术研究

发布时间：2020-08-10 19:00

【摘要】：300MW核电机组蒸汽发生器设计、制造技术是我国具有自主知识产权的核电技术。300MW核电机组蒸汽发生器管子管板胀接结构为间隔机械分段胀接,与目前广为推广的二代改进型蒸汽发生器全程液压胀接有较大区别。因为间隔机械分段胀接具有操作简单、方便、成本低、可靠性相对较高等诸多优点,所以在低功率核电机组蒸汽发生器管子管板制造中广为采用。本论文针对300MW核电机组蒸汽发生器管子管板间隔机械分段胀接技术从理论上进行了介绍和计算,分析了胀接功率、摩擦系数和管子厚度等对机械胀接方法的影响,确定了胀接试验验证的项目;进行了胀接尺寸测量和胀管率计算、二次侧未胀合长度测量及胀接表面质量检查、拉脱力试验、密封性试验、解剖检查及残余应力检测等检查和测试,并将理论计算结果与试验检测结果进行比较,最终获得满足实际产品胀接要求的最佳胀接参数。主要研究结果如下:通过胀前、胀后实测数据计算,整定胀接功率的胀管率实测值均满足产品要求范围值,也满足该结构尺寸下理论胀管率计算值。胀接功率增加后,拉脱力相应增大;也符合拉脱力与胀接残余应力以及胀接功率呈线性关系的理论分析。同时试验结果也远小于由管子抗拉极限计算获得的最大拉脱力数值,可以看出胀接功率整定是合理的。采用全新的全释放法对换热管制件进行了残余应力测定,在换热管胀接区、过渡区、未胀区不同程度上都存在残余应力;原始未胀管子的表面应力较小,而胀接区、过渡区应力增大均十分显著。进行了 12.75MPa的密封性试验,证明密封性符合要求;并按设备运行工况进行了极限承载压力试验,在25MPa的水压压力下,保持3.5小时才发生泄漏,充分证明300MW核电机组蒸汽发生器机械胀接方法的可靠性。从解剖试样可以看出,定位胀接操作、一次侧强度胀接操作、二次侧强度胀接操作均未对换热管内壁造成划伤;换热管内壁胀与未胀管段圆滑过渡;局部放大测量二次侧未胀合长度满足4± 1mm的要求。该胀接工艺达到了产品需要的胀接要求。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM623;TL353.13
【图文】：

胀管器,前进式,胀接

锥形胀杆通过旋转后前进或后退进而带动胀接滚珠对换热管孔内壁进行碾压，逡逑换热管产生变形后，已达到胀接效果［１Ｑ］。逡逑机械胀管类型包括螺旋式、前进式、后退式等，前进式胀管器结构如下图１．２。后逡逑退式和螺旋式胀管器对管子胀接时的作用形式是一致的。前进式胀管器一般适用于直径逡逑小于ｆ３８ｍｍ换热管的胀接，后退式适用于大于ｆ邋３８ｍｍ换热管的胀接。逡逑－．．．．逦逦逦—ｋ邋逦逦逡逑图１．２前进式胀管器逡逑６逡逑

橡胶胀管

（ａ）邋０形环法逦（ｂ）液袋法逡逑图１．３邋“０”形环法和液袋法液压胀管器逡逑采用“0”形环胀接方法的优点是芯轴结构简单，质量性能稳定，特别是对于管板孔逡逑径不一致的情况下，胀接效果好；缺点是对换热管直径公差（内径）、楠圆度、直线度、逡逑管内表面表面粗糙度等要求较高。在核电设备蒸汽发生器的制造中，普遍采用“０”形环逡逑方法。逡逑（３）橡胶胀接逡逑橡胶胀接原理是通过橡胶胀管器（见图１．４）胀枪中的驱动装置，一般为液压缸提逡逑供动力带动胀杆芯轴后退，胀杆后退时压缩橡胶圈或氨基甲酸酯等材料制成的膨胀圈，逡逑膨胀圈在压缩后膨胀进而对管子产生压力，在压力作用下，管子产生变形完成胀接。胀逡逑接后橡胶膨胀圈弹性恢复，进而进行后续重复胀接操作。逡逑管板逡逑／逦邋ｆｆｌＵＳ芯轴逡逑ｒ—￣士、￣￣－ｙ＝ｉ逦Ｗ±逡逑Ａ＃、厂逡逑Ｉ邋ｘ邋Ｃ邋＞＾ｉ：邋：ｘ邋：＾Ｋ邋＞＾ｎ＾逦／逡逑、橡胶阍逡逑逦．逦逦逦逡逑图１．４橡胶胀管器逡逑橡胶胀接的优点：因为胀接介质使用超弹性体橡胶圈或氨基甲酸酯材料

示意图,胀接机理,胀接

图２．２材料ａ－邋ｆ示意图逡逑结构形式逡逑单胀式和焊胀式两类［１６］〃７］［１８Ｌ逡逑接管子与管孔胀接面是光直的。管子经过胀接后，仅他变形形式。显然，这种胀接结构比较简单，但牢固２０ｍｍ，工作压力小于６个大气压的构件上采用。逡逑接管子胀接面是光直的，管孔中间开１？２条凹槽。这直径方向变形胀牢，而且使管子外壁的部分金属被挤式可提高胀接强度。常用在胀接长度大于２０ｍｍ，工于３００°Ｃ的构件上采用。逡逑接在胀接过程中，除胀接面的断面扩胀外，管口还需叭口和９０°两种，在低压锅炉上常采用这种胀接结构。逡逑

【参考文献】