一种核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置及固定方法与流程

本发明涉及核电蒸汽发生器制造领域，具体涉及一种蒸汽发生器内部垂直管筒组件之间临时固定装置及固定方法。

背景技术：

1、核电站蒸汽发生器为核反应堆主要设备之一，通过位于下部的换热管89内一回路携带的核反应热量，将二回路水加热形成高温高压的水蒸汽，水蒸气在压力下上升，分别通过分离器和干燥器84进行干燥后从顶部进入汽轮机进行做功发电。

2、第三代压水堆ap1000型蒸汽发生器内部各组件间结构设计缜密，设备由上、下两部分组件组成，上部组件包含上壳体81、干燥器84、分离器以及在分离器内侧的给水环，下部组件包括下壳体83及换热管。

3、制造该第三代压水堆ap1000型蒸汽发生器时，该蒸发器设备的上、下两部分制造完毕后进行卧式水平对接壳体焊和内件焊。壳体焊获得的焊缝为设备主要承压焊缝，须在内、外侧分别焊接以及多项无损探伤检测。

4、如图10所示，由于设备结构的限制分离器安装就位后内侧操作空间极小，无法进行焊接，所以在上部组件制造时，在干燥器和给水环安装就位后，将分离器如图9所示向干燥器方向移动一段距离使壳体焊缝88对接后内侧有足够的操作空间，待焊缝检测合格后再将分离器复位，进行内套筒对接焊接得到内件焊缝，完成设备制造。

5、所述分离器为由多根内侧带有旋风叶片的直管筒组成的直管筒组件，所述给水环为环形横管筒，其安装在分离器直管筒中间，并与直管筒垂直布置；在分离器制造过程中，会将给水环放置在其内部但并未与其固连。给水环的横管筒与分离器的直管筒之间设有均匀的间隙。

6、上部组件的内件为立式安装，当干燥器安装后，分离器与给水环如图11所示一同安装。人员从人孔进入上壳体并进行给水环与上壳体的安装和焊接使其与壳体固定。随后将分离器下落至临时固定高度，再放倒上部组件准备与下部组件对接。分离器此阶段应与壳体保持同轴放置，但结构上分离器与壳体环向存在约50mm间隙。当上壳体由竖立状态翻转至水平放置后分离器会随自重下移并压在给水环上，在壳体回转焊接时分离器因未固定导致与给水环发生碰撞和偏心扭转造成分离器位置偏移以及零件的损坏等质量事故的发生。

7、通常大型容器内件安装临时可采用在内件和壳体间焊接临时零件进行固定的方法，但蒸汽发生器属于核电站核一级主设备，由于承压壳体材料的特殊性设计上不允许在其表面进行随意焊接；并且蒸汽发生器制造过程中壳体内有严格的清洁要求，内部临时焊接固定件会因焊接、切割和打磨产生焊接药皮、铁屑、灰尘等大量杂质。蒸汽发生器内件结构复杂、精密，一旦杂质进入狭窄空间将难以清理，对容器内部造成较大的污染。

8、由此可见分离器在壳体内的同轴固定存在一定的难度，亟待设计出一种使得分离器在壳体内通过非焊接形式同轴固定且与壳体同步回转的装置及相应的固定方法。

技术实现思路

1、为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置及固定方法，该装置包括支撑卡座、万向块、铰座、连接轴、螺杆以及连接螺母；支撑卡座一侧固定在直管外壁，另一侧通过两组可摆动的铰座支撑在横管外壁，通过螺杆连接预紧使其随管路形状支撑在两垂直方向管路之间使其固定连接；该装置结构新颖、使用便捷、通用性强，能够在蒸汽发生器内部复杂的垂直管路狭小空间任意位置安装形成径向支撑，实现内件在壳体内良好固定并随壳体同步回转，从而完成本发明。

2、具体来说，本发明的目的在于提供一种核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置，该装置包括支撑卡座1、万向块2和铰座3；

3、其中，支撑卡座1的一侧为大弧面14，另一侧与万向块2铰接，所述支撑卡座1通过该大弧面14与直管筒72抵接；

4、所述万向块2一侧与支撑卡座1铰接，另一侧与铰座3铰接，且两处铰接的旋转方向彼此垂直；

5、所述铰座3一侧与万向块2铰接，另一侧设置有两个小弧面31，所述铰座3通过该小弧面31与横管筒71抵接。

6、其中，在所述支撑卡座1上铰接连接有两个万向块2，在每个万向块2上都铰接连接有一个铰座3，即一个支撑卡座1上连接有两个铰座3，从而能够适应横管筒71的弧度，通过铰座3顶紧横管筒71。

7、其中，该装置还包括螺杆5和连接螺母6；通过所述螺杆5和连接螺母6连接两个支撑卡座1，并且能够根据横管筒71的外径尺寸调节两个支撑卡座1间的距离。

8、其中，在所述支撑卡座1上，在与大弧面14相对的一侧设置有向内凹陷的万向块连接槽11，所述万向块2的一端能够伸入到所述万向块连接槽11中；

9、在所述支撑卡座1上还设置有两条上下贯穿所述万向块连接槽11的连接孔12，该连接孔12中能够穿入铰接连接的连接轴4；

10、在所述支撑卡座1的端部还设置有向内凹陷的螺杆连接槽13；所述螺杆5能够嵌入到所述杆连接槽13中，能够通过预紧连接螺母6来推动支撑卡座1沿着螺杆5长度方向平移；

11、优选地，所述大弧面14的弧面半径尺寸小于直管筒72的半径尺寸。

12、其中，所述万向块连接槽11中铰接连接两个万向块2时，所述万向块2从垂直于支撑卡座1的状态朝着远离另一个万向块2的方向摆动的最大允许角度为α，α取值为10至20度优选为15度。

13、其中，万向块2包括伸入到万向块连接槽11中的单板端21和位于万向块连接槽11外部的双板端22；

14、所述双板端22包括两块彼此平行的夹板，夹板之间的间距允许铰座3的铰接端伸入，所述单板端21和双板端22上都开设供连接轴4穿入的通孔；

15、所述单板端21和双板端22彼此垂直设置。

16、其中，所述铰座3一侧设置有铰接端32，通过该铰接端32与万向块2铰接；

17、所述铰座3另一侧为带有两个外凸的小弧面31的管筒支撑端，且所述两个小弧面31之间通过内凹的弧形结构相连。

18、其中，所述两个支撑卡座1成组使用，即所述两个支撑卡座1的大弧面14共同抵接在一个直管筒72上；两个支撑卡座1上连接的铰座3各自独立地抵接在横管筒71的两侧，且所述两个支撑卡座1通过螺杆5和连接螺母6彼此拉紧固定。

19、其中，所述直管筒72为分离器上的直管筒，有多个，且彼此平行设置；

20、横管筒71为给水环上的环状管筒，横向布置并嵌入到多个直管筒72之间。

21、本发明还提供一种核电蒸汽发生器水平回转时的内部垂直管筒间固定方法，该方法通过上文所述的核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置实现。

22、本发明所具有的有益效果包括：

23、(1)根据本发明提供的核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置及固定方法，该装置通过机械连接支撑取代了在容器内部焊接固定的方法，安装和拆除十分便捷和干净，避免了焊接方法所带来的焊接粉尘、药皮碎片，拆除造成的切割残渣、铁屑以及打磨焊疤造成的灰尘等壳体内部污染，更好地提高了容器内部的清洁度；

24、(2)根据本发明提供的核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置及固定方法，该装置结构设计小巧，方便从人孔带入带出壳体内部，可在蒸汽发生器或大型压力容器内部狭小空间使用；

25、(3)根据本发明提供的核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置及固定方法，该装置支撑稳定，效果显著，仅通过简单的机构便可实现对大型垂直管筒的平稳支撑和固定；

26、(4)根据本发明提供的核电蒸汽发生器内部垂直管筒间固定装置及固定方法，该装置通用性强，通过万向块和铰座的转动可在直管、弯管以及间隙不均匀以及不同管路直径等多种情况下使用。