高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構，包括給水管板1、螺旋換熱管3，和給水連接管2，所述給水連接管2一端與給水管板1相連，另一端與螺旋換熱管3相連，所述給水連接管2包括多個直段和多個過渡彎頭，給水連接管2與給水管板1連接后能沿管孔軸線旋轉，給水連接管2上所有的過渡彎頭都在豎直平面內。本發明填補了該領域的空白，實現了單根穿管，降低穿管難度和風險，并在有限的空間內設置了多組連接管束7的給水連接管，能夠滿足流致振動、熱應力、焊接、裝配等要求。
【專利說明】
高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構
技術領域
[0001]本發明涉及核電設備領域，尤其涉及一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構。
【背景技術】
[0002]高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管是蒸汽發生器連接螺旋換熱管和給水管板的橋梁。如何在有限的空間內布置能夠滿足流致振動、熱應力、焊接、固定支承，實現單根穿管，降低穿管難度和風險是給水連接管設計的關鍵。
[0003]據了解德國曾經設計公開過大直徑螺旋盤管的蒸發器，屬于非組件式的安裝方式，即采用獨立的大直徑管束連接。而對于組件式又具有在有限的空間里布置的中、小螺旋盤管的蒸發器，卻無法實現。
[0004]中國專利CN201944823U公開了一種高溫氣冷堆蒸汽發生器連接管的連接結構，包括蒸汽出口管板、螺旋換熱管，在螺旋換熱管上按幾何形狀排列安裝有多組管束的蒸汽出口連接管，蒸汽出口連接管作為連接螺旋換熱管和蒸汽給水管板的橋梁均通過過渡彎頭過渡連接，連接后的蒸汽出口連接管均有兩種過渡彎頭:彎曲平面垂直于水平面的過渡彎頭和彎曲平面平行于水平面的過渡彎頭，所述水平面為螺旋換熱管所在的平面，在安裝時，需要先將所有的蒸汽出口連接管按照預設的要求安裝連接之后作為一個整體再與蒸汽出口管板連接，而且在安裝過程中所述連接后的蒸汽出口連接管不能沿管孔軸線方向旋轉，因為任何角度的旋轉都會引起彎曲平面垂直于水平面的過渡彎頭與彎曲平面平行于水平面的過渡彎頭碰撞在一起，所以對生產制造工藝和裝配工藝有極高的要求。因此，此連接結構只能用于整體穿管，不能實現單根穿管，裝配難度大，穿管質量和穿管效率較低。
[0005]由于上述原因，本發明人對現有的高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管的連接結構進行了深入研究，以便設計出既能實現單根穿管的安裝方式又能在有限的空間內布置能夠滿足流致振動、熱應力、焊接、固定支承的給水連接管的連接結構。
【發明內容】
[0006]為了克服上述問題，本發明人進行了銳意研究，設計出一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管的連接結構，能夠實現單根穿管，能夠滿足流致振動、熱應力，便于焊接、固定連接，大大降低裝配難度，提高穿管質量和穿管效率。
[0007]具體來說，本發明的目的在于提供以下方面:
[0008]第一方面、一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構，其特征在于，包括蒸汽發生器的給水管板1、螺旋換熱管3和給水連接管2，其中，所述給水連接管2—端與給水管板I相連，另一端與螺旋換熱管3相連。
[0009]第二方面、根據第一方面所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述給水連接管2包括多個直段和多個過渡彎頭，
[0010]所述直段包括橫向放置的直段和豎向放置的直段，
[0011]所述過渡彎頭包括彎制成U形或V形或Z形的彎頭。
[0012]第三方面、根據第二方面所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述U形過渡彎頭用于連接兩根橫向放置的直段或兩根豎向放置的直段，其中，所述兩根橫向放置的直段在同一豎直平面內，
[0013]所述V形過渡彎頭用于連接豎向放置的直段和橫向放置的直段，
[0014]所述Z形過渡彎頭用于連接兩根橫向放置的直段或兩根豎向放置的直段。
[0015]第四方面、根據第二方面所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述給水連接管2上所有相鄰的過渡彎頭均在豎直平面內。
[0016]第五方面、根據第一至第四方面任一項所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述給水連接管2通過管夾4捆綁成連接管束7，
[0017]其中，所述連接管束7包括多根給水連接管2，
[0018]所述管夾4具有兩個或多個夾體。
[0019]第六方面、根據第五方面所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述連接管束7依次包括匯聚段71、規則段72和發散段73，
[0020]所述匯聚段71—端與螺旋換熱管束5相連，另一端與規則段72相連，
[0021]所述發散段73—端與給水管板I相連，另一端與規則段72相連。
[0022]第七方面、根據第六方面所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，在匯聚段71內的多根給水連接管2之間的距離逐漸減小直至與規則段72相連，在規則段72內的多根給水連接管2相互平行直至與發散段73相連，在發散段內的多根給水連接管2之間的距離逐漸增大直至與給水管板I相連。
[0023]第八方面、根據第一方面所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述管夾4的組合形狀為三角形或矩形或六邊形或多邊形。
[0024]第九方面、一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管的方法，其特征在于，該方法采用如第一方面至第八方面中任一項所述的給水連接管單根穿管的連接結構進行，該方法包括以下步驟:
[0025]步驟I):選取其中一根給水連接管2，穿入給水管板I對應的管孔中；
[0026]步驟2):將所述給水連接管2旋轉一定角度，使給水連接管2與對應的豎直放置的螺旋換熱管3的直管段對齊并焊接；
[0027]步驟3):重復步驟I)和步驟2)直至所有的給水連接管2均與給水管板I和螺旋換熱管3焊接。
[0028]第十方面、根據第九方面所述方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟:
[0029]步驟4):通過管夾4將給水連接管2捆綁成連接管束7，所述連接管束7包括多根給水連接管2。
[0030]本發明所提供的高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管的結構，填補了中螺旋盤管的蒸發器的空白，并且能夠實現單根穿管，大大降低了穿管難度和穿管風險，能夠在有限的空間內布置滿足流致振動、熱應力、焊接的多組連接管束7。
【附圖說明】
[0031]圖1示出根據本發明一種優選實施方式的高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管的結構示意圖。
[0032I圖2示出圖1中螺旋換熱管的結構示意圖。
[0033]圖3示出本發明一種優選實施方式的Z形過渡彎頭。
[0034]圖4-a示出本發明一種優選實施方式的夾角為90°的V形過渡彎頭。
[0035]圖4-b示出本發明一種優選實施方式的夾角為45°的V形過渡彎頭。
[0036]圖5示出本發明一種優選實施方式的U形過渡彎頭。
[0037]圖6-a示出本發明一種優選實施方式的正方形的管夾4。
[0038]圖6-b示出本發明一種優選實施方式的矩形的管夾4。
[0039]圖6-c示出本發明一種優選實施方式的三角形的管夾4。
[0040]圖6-d示出本發明一種優選實施方式的六邊形的管夾4。
[0041 ]圖7示出本發明一種優選實施方式的連接管束的結構示意圖。
[0042]圖8示出本發明一種優選實施方式的連接管束的結構示意圖。
[0043]附圖標號說明:
[0044]1-給水管板
[0045]2-給水連接管[0046I3-螺旋換熱管
[0047]4-管夾
[0048]5-螺旋換熱管束
[0049]6_定位板
[0050]7-連接管束
[0051]71-匯聚段
[0052]7 2-規則段
[0053]73-發散段
[0054]TOl-第一直段
[0055]T02-第二直段
[0056]T03-第三直段
[0057]T04-第四直段
[0058]T05-第五直段
【具體實施方式】
[0059]下面通過附圖和實施例對本發明進一步詳細說明。通過這些說明，本發明的特點和優點將變得更為清楚明確。
[0060]在這里專用的詞“示例性”意為“用作例子、實施例或說明性”。這里作為“示例性”所說明的任何實施例不必解釋為優于或好于其它實施例。盡管在附圖中示出了實施例的各種方面，但是除非特別指出，不必按比例繪制附圖。
[0061]在本發明中，以螺旋換熱管3所在平面為水平面，垂直于水平面的平面為豎直平面。所述橫向為平行于水平面或與水平面有一定的夾角的方向，所述豎向為豎直平面或與豎直平面成一定角度的方向，所述一定角度大于0°小于180°，具體角度可以根據產品要求設定。在本發明中，V形過渡彎頭的夾角在0°?180°范圍內，可以是該范圍內的任何角度，例如30°、45°、60°、90°、150°，具體角度可以根據產品要求設定。本發明附圖中只給出了 45°和90°的V形過渡彎頭的示意圖，但本發明所述V形過渡彎頭包括但不限于45°和90°的V形過渡彎頭。
[0062]如圖2所示，將螺旋換熱管3集合成螺旋換熱管束5，用定位板6固定，螺旋換熱管束5包含的螺旋換熱管3的橫截面構成一個幾何形狀，其中，幾何形狀可以是三角形、矩形、六邊形或多邊形。
[0063]本發明提供的一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構，包括蒸汽發生器的給水管板1、螺旋換熱管3和給水連接管2，其中，所述給水連接管2—端與給水管板I相連，另一端與螺旋換熱管3相連。
[0064]其中，所述給水連接管2包括多個直段和多個過渡彎頭，所述直段包括橫向放置的直段和豎向放置的直段，所述過渡彎頭包括但不限于彎制成如圖3所示的Z形過渡彎頭、如圖4-a和4-b所示的V形過渡彎頭和如圖5所示的U形過渡彎頭。
[0065]所述U形過渡彎頭用于連接兩根橫向放置的直段或兩根豎向放置的直段，其中，所述兩根橫向放置的直段在同一豎直平面內，所述V形過渡彎頭用于連接豎向放置的直段和橫向放置的直段，所述Z形過渡彎頭用于連接兩根橫向放置的直段或兩根豎向放置的直段。
[0066]在一個優選的實施方式中，給水連接管2上所有相鄰的過渡彎頭均在豎直平面內。
[0067]下面將結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0068]如圖1至圖5所示的高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構，包括蒸汽發生器的給水管板1、螺旋換熱管3和給水連接管2，本實施例中，在所述螺旋換熱管3上連接有豎向放置的第一直段TOl，使所述直段通過呈V形過渡彎頭與橫向放置的第二直段T02連接，所述橫向放置的第二直段T02通過V形過渡彎頭與豎向放置的第三直段T03連接，所述豎向放置的第三直段T03通過V形過渡彎頭與豎向放置的第四直段T04連接，豎向放置的第四直段T04通過V形過渡彎頭與豎向放置的第五直段T05連接組成一根完整的給水連接管2，使所述豎向放置的第五直段T05與蒸汽發生器的給水管板I連接。
[0069]在本發明中，是以單獨一根給水連接管2為單位與給水連接管板I連接的，而不是以所有的給水連接管2為一個整體與給水連接管板I連接的，而且，給水連接管2包含的所有過渡彎頭都在豎直面內，因此，給水連接管2穿入給水管板I后能沿管孔軸線方向旋轉，避免連接管束7之間相互碰撞，便于給水連接管2穿管和與螺旋換熱管3焊接。
[0070]考慮實際應用效果，在有限的空間內布置滿足流致振動、熱應力、固定支承等要求的給水連接管2就必須有相應的過渡彎頭，通過過渡彎頭可消除管束膨脹所產生的二次應力。
[0071]考慮單根穿管，一根給水連接管2包括的所有過渡彎頭均垂直于水平面，更優選的，所有過渡彎頭均在同一個豎直平面內，實現了給水連接管2穿入給水管板I后能沿管孔軸線旋轉，便于給水連接管2與螺旋換熱管3焊接。
[0072]本實施例的給水管板I為水平放置，可根據需要以其它形式放置，而給水連接管2作為蒸汽從螺旋換熱管3到給水管板I的橋梁，其形狀和安裝位置也會有所變化。
[0073]另外，在實際應用中，考慮過渡彎頭數量限制和穿管難度，給水連接管2之間可留一定間隙，但其間隙必須降到最小，本發明中利用管夾4將所述間隙去掉，以減小所述給水連接管2之間的滑動，增加管束的剛性。
[0074]在本發明中，利用管夾4將多根給水連接管2捆綁為連接管束7，以減小所述給水連接管2之間的滑動，增加管束的剛性。
[0075]在本發明中，所述連接管束7包括多根給水連接管2，主要根據流致振動計算要求而定。
[0076]在一個優選的實施方式中，所述連接管束7依次包括匯聚段71、規則段72和發散段73，
[0077]所述匯聚段71—端與螺旋換熱管束5相連，另一端與規則段72相連，
[0078]所述發散段73—端與給水管板I相連，另一端與規則段72相連。
[0079]更優選地，在匯聚段71內的多根給水連接管2之間的距離逐漸減小直至與規則段72相連，在規則段72內的多根給水連接管2相互平行直至與發散段73相連，在發散段內的多根給水連接管2之間的距離逐漸增大直至與給水管板I相連。
[0080]在一個優選的實施方式中，在規則段72內的多根給水連接管2相互平行，并且，所述多根給水連接管2之間的距離相等。
[0081]在一個優選的實施方式中，在匯聚段71、規則段72和發散段73內的每根給水連接管2可以包括一個或多個過渡彎頭，也可以沒有過渡彎頭，更優選的，所述過渡彎頭均在豎直面內。在一個優選的實施方式中，如圖7所示，匯聚段71內的每根給水連接管2包含一個V形過渡彎頭，匯聚段71通過V形過渡彎頭與規則段72相連，在規則段72內的每根給水連接管2包含一個V形過渡彎頭，規則段72通過V形過渡彎頭與發散段73相連，在發散段73內的每根給水連接管2包含一個V形過渡彎頭。
[0082]實際應用中，每根給水連接管2都包含有多個過渡彎頭，又通過管夾4將多根給水連接管2捆綁成連接管束7，因此將所述多個過渡彎頭設置在豎直平面內使得給水連接管2穿入給水管板I后能沿管孔軸線方向旋轉，避免連接管束7之間相互碰撞，便于給水連接管2穿管和與螺旋換熱管3焊接。
[0083]在本發明中，所指的連接管束7的給水連接管2是一個換熱單元，而每一換熱單元由η根換熱的給水連接管組成。在應用中，換熱單元數量及每一組換熱單元管子數量可根據蒸發器換熱功率而定。
[0084]在一個優選的實施方式中，管夾4具有兩個或多個夾體。在本發明中，管夾4的組合形狀為N邊形的夾體。應用時，該管夾4的形狀為三角形、正方形、矩形或多邊形。使其管夾4的形狀與所述集合成的連接管束7的截面形狀一致。
[0085]在本發明中，如圖6-a、6-b、6_c和6_d所示，所述的管夾4是由兩個對稱的N邊形的夾體組成，每一夾體的對接處帶有用于緊固的連接部件，連接形式可選用螺栓連接、銷軸連接或焊接中任一種或多種連接形式，圖中圓圈位置為可選連接位置，但不限于此位置。
[0086]在本發明中，所述的管夾4是采用兩個對稱的夾體組成。除此之外，所述的管夾4還可以是非對稱的夾體組成。
[0087]在本發明中，根據應用特點，若給水管板1、螺旋換熱管3，給水連接管的管外介質流速、溫度等發生變化時，給水連接管2的形狀也會有所變化。
[0088]在一個優選的實施方式中，實現圖1所示的高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構的方法，該方法包括以下步驟:
[0089]步驟I):選取其中一根給水連接管2，穿入給水管板I對應的管孔中；
[0090]步驟2):將所述給水連接管2旋轉一定角度，使給水連接管2與對應的豎直放置的螺旋換熱管3的直管段對齊并焊接；
[0091]步驟3):重復步驟I)和步驟2)直至所有的給水連接管2均與給水管板I和螺旋換熱管3相連。
[0092]在一個優選的實施方式中，該方法還包括步驟4):通過管夾4將給水連接管捆綁成連接管束7，所述連接管束7包括多根給水連接管2。
[0093]本發明所提供的高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構也可以實現整體穿管。
[0094]在一個優選地實施方式中，本發明中所述過渡彎頭是由給水連接管彎制而成。
[0095]以上結合了優選的實施方式對本發明進行了說明，不過這些實施方式僅是范例性的，僅起到說明性的作用。在此基礎上，可以對本發明進行多種替換和改進，這些均落入本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管連接結構，其特征在于，包括蒸汽發生器的給水管板(1)、螺旋換熱管(3)和給水連接管(2)，其中，所述給水連接管(2)—端與給水管板(I)相連，另一端與螺旋換熱管(3)相連。2.根據權利要求1所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述給水連接管(2)包括多個直段和多個過渡彎頭， 所述直段包括橫向放置的直段和豎向放置的直段， 所述過渡彎頭包括彎制成U形或V形或Z形的彎頭。3.根據權利要求2所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述U形過渡彎頭用于連接兩根橫向放置的直段或兩根豎向放置的直段，其中，所述兩根橫向放置的直段在同一豎直平面內， 所述V形過渡彎頭用于連接豎向放置的直段和橫向放置的直段， 所述Z形過渡彎頭用于連接兩根橫向放置的直段或兩根豎向放置的直段。4.根據權利要求2所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述給水連接管(2)上所有相鄰的過渡彎頭均在豎直平面內。5.根據權利要求1-4任一項所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述給水連接管(2)通過管夾(4)捆綁成連接管束(7)， 其中，所述連接管束(7)包括多根給水連接管(2)， 所述管夾(4)具有兩個或多個夾體。6.根據權利要求5所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述連接管束(7)依次包括匯聚段(71)、規則段(72)和發散段(73)， 所述匯聚段(71)—端與螺旋換熱管束(5)相連，另一端與規則段(72)相連， 所述發散段(73) —端與給水管板(I)相連，另一端與規則段(72)相連。7.根據權利要求書6所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，在匯聚段(71)內的多根給水連接管(2)之間的距離逐漸減小直至與規則段(72)相連，在規則段(72)內的多根給水連接管(2)相互平行直至與發散段(73)相連，在發散段內的多根給水連接管(2)之間的距離逐漸增大直至與給水管板(I)相連。8.根據權利要求1所述給水連接管單根穿管的連接結構，其特征在于，所述管夾(4)的組合形狀為三角形或矩形或六邊形或多邊形。9.一種高溫氣冷堆蒸汽發生器給水連接管單根穿管的方法，其特征在于，該方法采用如權利要求1-8中任一項所述的給水連接管單根穿管的連接結構進行，該方法包括以下步驟: 步驟I):選取其中一根給水連接管(2 )，穿入給水管板(I)對應的管孔中； 步驟2):將所述給水連接管(2)旋轉一定角度，使給水連接管(2)與對應的豎直放置的螺旋換熱管(3)的直管段對齊并焊接； 步驟3):重復步驟I)和步驟2)直至所有的給水連接管(2)均與給水管板(I)和螺旋換熱管(3)焊接。10.根據權利要求9所述方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟: 步驟4):通過管夾(4)將給水連接管(2)捆綁成連接管束(7)，所述連接管束(7)包括多根給水連接管(2)。
【文檔編號】F22B37/00GK105823034SQ201610392844
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年6月2日
【發明人】白海永, 張渲楠, 王福春, 王強, 王星, 袁美艷, 張紅升, 張慧, 趙登東, 鄭明濤, 韓小會, 劉晶, 張美靜, 高英
【申請人】哈電集團（秦皇島）重型裝備有限公司