核岛蒸汽发生器水室封头组件的制作方法

本发明涉及核电核岛设备用大型结构件，尤其涉及核岛蒸汽发生器下封头结构的改进 。

背景技术：

1、核电核岛蒸汽发生器是是压水堆核岛一回路、二回路的边界，蒸汽发生器壳体套件主要有上封头、下封头、筒体等锻件，这些套件均属于大型厚壁形锻件，其长期处于高温高压的恶劣环境中，且承受高变荷载和管道涡流冲击所产生的压力突变，极易引起应力分布不匀或者应力集中。

2、蒸汽发生器水室下封头内腔被半圆板状的水室隔板分隔成冷却剂进口腔和冷却剂出口腔两个腔室，设置于水室下封头上的两个主管道接口分别连通至对应的水腔室；为了方便工作人员进入下封头水室进行安全检查和维护，在各个水腔室对应的封头壁上还各设置有一人孔。下封头上的人孔尺寸往往大于冷却剂进出口管孔直径，并且在蒸汽发生器正常工作状态下人孔是处于封闭状态，而冷却剂进出口管孔则通过管道与核岛其他设备连通。

3、因此，现有蒸汽发生器水室下封头上至少设置有冷却剂进口管孔、冷却剂出口管孔和两个人孔共四个尺寸相对较大的孔洞。水室下封头在恶劣的工作状况下，其开孔数量越多，水室下封头的应力愈加复杂，同时下封头的强度也会被削弱，使得对下封头铸造材料的力学性能要求更高，同时还增加了下封头的锻造厚度。在下封头上设置四个孔洞还会增加核岛各主设备之间的布局难度。因此很有必要提供一种结构简单，开口数量少，能够使核岛各主设备之间的布局更为紧凑的蒸汽发生器水室下封头结构。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种核岛蒸汽发生器水室封头组件，使下封头上的孔洞能够兼具人孔和管孔作用，以减少下封头上的孔洞数量，改善封头锻件的应力状况。

2、为了解决上述上述问题，本发明的核岛蒸汽发生器水室封头组件，包括封头主体，该封头主体呈球冠结构，所述封头主体上设置有两个孔道座，每一孔道座上均设置有一孔道，孔道座与封头主体锻为一整体；在所述孔道座的孔道上插装有孔道隔板，该孔道隔板将孔道座上的孔道分隔成孔道一和孔道二；所述封头主体的腔室内插装有封头腔隔板，该封头腔隔板将封头主体的腔室分隔成封头腔室一和封头腔室二，封头腔室一和封头腔室二分别与对应的孔道座上的孔道相连通；所述孔道座的端面上固定安装有管孔法兰，管孔法兰上设置有管孔座，管孔座上的进出管孔与孔道座上的孔道一或孔道二相连通。

3、在上述结构中，由于在孔道座的孔道上插装有孔道隔板，该孔道隔板将孔道分隔成二个通道孔；在核岛蒸汽发生器正常工作时封闭其中一通道孔，而另一通道孔与冷却剂进、出管道相连通，以满足冷却剂循环进出的工作要求；当需要对蒸汽发生器进行定期维护和安全检测时，从孔道座的孔道中抽出孔道隔板，使通孔尺寸变大，而满足工作人员和必要仪器设备的进出，因此孔道座上的孔道兼具了检修人孔和冷却剂进出管孔的双重作用。由于孔道兼具了封头双重作用，因而使下封头上的孔洞数量从四个减少为二个，孔洞数量的减少使得封头这样的大型锻件上应力分布变得更加均衡，有效改善了下封头锻件应力状况，大大提高蒸汽发生器的工作可靠性和安全性能；同时封头上孔洞数量的减少，又方便了孔洞位置的安排，有利于蒸汽发生器及核岛各主设备之间管路的合理布局。又由于孔道隔板是采用插装结构安装于孔道上的，封头隔板同样也是采用插装结构安装于封头主体的腔室内壁上的；而传统的隔板固定采用全穿透焊接结构，在如此大的焊接量下产生焊接收缩易使下封头产生较大的焊接应力和焊接变形，容易出现焊接缺陷，降低连接牢固性和密闭性能，本发明采用插接结构，不仅可以大大减少结构件间的焊接量，而且可以增强结构件间连接可靠性和使用安全性，提高连接缝间的密闭性。也由于孔道座与封头主体锻为一整体，使得封头主体形成了完整连续的金属流线，锻件的金属纤维组织与锻件外形能够最大限度地保持一致，封头成品的力学性能得极大的提高。更由于在孔道座的端面上固定安装有管孔法兰，既达到固定孔道隔板的作用，又能封闭部分孔道口，以满足冷却剂进出管孔管径大小的性能要求。

4、本发明的进一步实施方式，所述孔道一和孔道二的截面积相等。满足冷却剂进出管孔管径大小的性能要求。

5、本发明的进一步实施方式，所述孔道座的内孔壁上设置有两对称布置的孔槽垄，在孔槽垄上设置有孔道隔板槽，所述孔道隔板插装于孔道隔板槽中。有利于增强孔道隔板在孔道内壁的连接强度，提高孔道隔板与孔道壁间的密封可靠性。

6、本发明的进一步实施方式，所述封头主体的内腔壁上设置有封头腔室垄，封头腔室垄上设置有隔板插装槽，所述封头腔隔板插装于封头腔室垄的隔板插装槽中。所述封头腔隔板对称平面通过封头主体的球心，该封头腔隔板将封头主体的内腔分隔成容积相等的封头腔室一和封头腔室二。增强封头腔隔板插接连接强度和可靠性，提高插接密封性。

7、本发明的进一步实施方式，所述孔道一和孔道二分别位于孔道隔板的两侧；所述插接于孔道座孔道中的孔道隔板与封头腔隔板间的夹角α=45。有利于孔道的空间布局和空间连接。

技术特征：

1.一种核岛蒸汽发生器水室封头组件，包括封头主体（1），该封头主体（1）呈球冠结构，其特征在于：所述封头主体（1）上设置有两个孔道座（2），每一孔道座（2）上均设置有一孔道，孔道座（2）与封头主体（1）锻为一整体；在所述孔道座（2）的孔道上插装有孔道隔板（3），该孔道隔板（3）将孔道座（2）上的孔道分隔成孔道一（6）和孔道二（7）；所述封头主体（1）的腔室内插装有封头腔隔板（9），该封头腔隔板(9)将封头主体(1) 的腔室分隔成封头腔室一（10）和封头腔室二（11），封头腔室一（10）和封头腔室二（11）分别与对应的孔道座（2）上的孔道相连通；所述孔道座（2）的端面上固定安装有管孔法兰（12），管孔法兰（12）上设置有管孔座（13），管孔座（13）上的进出管孔（14）与孔道座（2）上的孔道一（6）或孔道二（7）相连通。

2.根据权利要求1所述的核岛蒸汽发生器水室封头组件，其特征在于：所述孔道一（6）和孔道二（7）的截面积相等。

3.根据权利要求1所述的核岛蒸汽发生器水室封头组件，其特征在于：所述孔道座(2)的内孔壁上设置有两对称布置的孔槽垄(5)，在孔槽垄(5)上设置有孔道隔板槽（4），所述孔道隔板（3）插装于孔道隔板槽（4）中。

4.根据权利要求1所述的核岛蒸汽发生器水室封头组件，其特征在于：所述封头主体（1）的内腔壁上设置有封头腔室垄（8），封头腔室垄（8）上设置有隔板插装槽，所述封头腔隔板（9）插装于封头腔室垄（8）的隔板插装槽中。

5.根据权利要求5所述的核岛蒸汽发生器水室封头组件，其特征在于：所述封头腔隔板（9）对称平面通过封头主体（1）的球心，该封头腔隔板（9）将封头主体（1）的内腔分隔成容积相等的封头腔室一（10）和封头腔室二（11）。

6.根据权利要求1所述的核岛蒸汽发生器水室封头组件，其特征在于：所述孔道一（6）和孔道二（7）分别位于孔道隔板（3）的两侧；所述插接于孔道座（2）孔道中的孔道隔板（3）与封头腔隔板（9）间的夹角α=45。

技术总结本发明公开了一种核岛蒸汽发生器水室封头组件，包括封头主体，该封头主体呈球冠结构，封头主体上设置有两个孔道座，每一孔道座上均设置有一孔道，孔道座与封头主体锻为一整体；在所述孔道座的孔道上插装有孔道隔板，该孔道隔板将孔道座上的孔道分隔成孔道一和孔道二；封头主体的腔室内插装有封头腔隔板，该封头腔隔板将封头主体的腔室分隔成封头腔室一和封头腔室二，封头腔室一和封头腔室二分别与对应的孔道座上的孔道相连通；所述孔道座的端面上固定安装有管孔法兰，管孔法兰上设置有管孔座，管孔座上的进出管孔与孔道座上的孔道一或孔道二相连通。该水室封头组件兼具有人孔和管孔作用，减少了下封头上的孔洞数量，改善了封头锻件的应力状况。技术研发人员：陈飞,王玉立,马武江,宣禹澄受保护的技术使用者：上海新闵（东台）重型锻造有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27