一種核級不銹鋼高翅化比換熱管及其制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種核級換熱管，尤其是涉及一種核級不銹鋼高翅化比換熱管及其制造方法。其主要是解決現有技術所存在的不銹鋼低翅換熱管的制造過程較為繁雜換熱性能差，制造出來的不銹鋼低翅換熱管的生產成本較高等的技術問題。本發明包括光管（1），其特征在于所述的光管（1）由不銹鋼制成，光管平直的管身外表面設有若干環形的鰭片（2），鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設立在管體上。
【專利說明】一種核級不銹鋼高翅化比換熱管及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種核級換熱管，尤其是涉及一種核級不銹鋼高翅化比換熱管及其制造方法。
【背景技術】
[0002]由于核電廠使用的汽輪機組為飽和蒸汽機組。蒸汽發生器產生的飽和蒸汽被送到高壓缸作功，高壓缸末級的排汽濕度達到了 15%左右，如果此種蒸汽仍被送往低壓缸，將對低壓缸產生汽蝕、水錘，將大大縮短汽輪機組的使用壽命。為避免出現這種情況，專門設計了汽水分離再熱器系統。高壓缸的蒸汽作完功后，被送入到汽水分離再熱器MSR(MoistUreSeparator and Reheater)。在MSR中進行分離和再熱,使進入低壓缸的蒸汽為過熱蒸汽，減低了對低壓缸葉片的沖蝕。同時，汽水分離再熱系統還起到了合理分配低壓缸負荷，減輕高壓缸負載的功能，而不銹鋼高翅化比換熱管是核級汽水分離再熱器最核心的部件。而目前不銹鋼高翅化比換熱管的制造過程較為繁雜，制造出來的不銹鋼高翅化比換熱管的生產換熱性能不高且成本較高。
【發明內容】
[0003]本發明是提供一種核級不銹鋼低翅換熱管及其制造方法，其主要是解決現有技術所存在的不銹鋼低翅換熱管的制造過程較為繁雜換熱性能差，制造出來的不銹鋼低翅換熱管的生產成本較高等的技術問題。
[0004]本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的:
本發明的一種核級不銹鋼高翅化比換熱管，包括光管，所述的光管彎曲成U型，光管平直的管身外表面設有若干環繞的鰭片，鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設立在管體上。鰭片設計為T形，其與介質的接觸面積較大，核級高精密高翅化不銹鋼換熱管長達40多米，翅片軋制加工時，本發明的采用不破壞金相組織結構，以固態金屬擠壓形成液態流動方法，制得高精密高翅化的鰭片管，鰭片的表面光潔度、翅化比、翅片圓心度等遠遠高于國家機械手冊中要求，精度能做到翅片厚度0.lmm-0.2mm、翅片高度1.3mm-1.8mm,使得新型鰭片結構獲得最佳的換熱性能。
[0005]作為優選，所述的相鄰鰭片之間設有U形槽。鰭片與光管之間都是圓弧過渡，因此增強了鰭片與光管之間的連接強度，防止其被折斷。
[0006]作為優選，所述的光管彎曲成U型或S形，或者是所需的其它形狀。
[0007]一種核級不銹鋼高翅化比換熱管的制造方法，所述的方法包括:
a.采用一根平直的核級不銹鋼管，對其進行800-1200°C左右的熱處理，形成換熱管用的光管；熱處理是為了提高不銹鋼管的機械性能；(2)為了改善金屬的塑性；(3)為了獲得一定的組織狀態；(4)為了消除焊接后的殘余應力等。
[0008]b.對光管進行渦流探傷，保證光管焊接后內表面無裂紋，再對光管進行超聲波探傷，保證光管無氣孔、夾渣、未焊透、未融合、裂紋現象存在，并且保證光管不粘有金屬屑、污染物、顆粒物質，光管上沒有明顯的劃痕；
C.通過軋機在光管的外表面用多組刀片進行軋制，軋制出若干環形的鰭片，鰭片的斷面為T形，從而形成高翅化比管，經清洗后去除油污等雜質；采用不破壞金相組織結構，以固態金屬擠壓形成液態流動方法，制得高精密高翅化比的鰭片管，鰭片的表面光潔度、翅化比、翅片圓心度等遠遠高于國家機械手冊中要求，本發明在軋機裝刀片的三根軸上加裝限位塊進行定位，精確地確定刀片的位置，保證了不同批次的尺寸的正確性、翅片的圓心度等，大大提聞乳機的加工精度。
[0009]鰭片擠壓的方式，我們采用單片多組疊合，從而形成整套滾翅模具，為達到高精密高翅化的鰭片管，模具增加到至少15組，第一組模具對管件定位，隨著模具旋轉，管件旋轉前進，模具直徑按循序逐漸增大，模具壓入管件深度逐步增大，直至到后幾組，鰭片軋制成型，末端幾組模具對鰭片進行校正，確保鰭片的結構尺寸和外觀質量要求。
[0010]可根據不同尺寸的技術要求，調整模具的直徑以及多組模具的排列距離，軋制出聞精度聞標準的換熱管。
[0011]核級不銹鋼高翅化比換熱管對尺寸、精度等要求非常高，所以需要軋機和模具等加工設備非常精密。普通軋機調試過程中，通過試驗軋制，測繪軋制成型后翅片管的尺寸，確定軋機模具的位置，這樣操作，不同批次的軋制尺寸有偏差，并且翅片直徑的圓心度不準等。我們對軋機進行改進，在裝模具的三根軸上加裝限位塊進行定位，精確地確定模具的位置，保證了不同批次的尺寸的正確性、翅片的圓心度等，大大提高軋機的加工精度。
[0012]在軋機的模具與出管端中間加裝翅片管限位固定座，根據需軋制的不銹鋼管外徑為Φ 19，翅片管限位固定座采用兩個內徑Φ 22的軸承鑲套在長約30mm的鋼管中，加裝固定座，并保證與三組模具的中心同心，保證尺寸的偏差以及翅片管的直線度等。同時將芯棒穿入被軋管件內，模具對準芯棒，讓芯棒和被軋管件同步旋轉達到不磨損管件的目的并能達到管件的技術指標，確保軋制過程中管件不變形，并避免軋制過程中不銹鋼管過度的擺動。
[0013]本發明對軋機動力部分進行了改進，將普通電機換成了電磁調速電機，根據各種不同規格鋼管，調試出刀片最佳角速度，極大地提高了生產效率和產品質量。根據技術要求，我們對模具的等邊三角的度數和進入率不斷進行實際操作，根據實際得出的數據不斷修改三角函數和進入率還有每組模具的相互比例，最終得出了完整最佳的模具數據。
[0014]d.對翅片管進行尺寸檢查，軋制后的光管尺寸變化在±5mm以內，精度做到翅片厚度0.lmm-0.2mm、翅片高度1.3mm-1.8mm,使得新型鰭片結構獲得最佳的換熱性能；
e.對翅片管進行800、1000°C左右的退火處理；(I)為了提高翅片管的機械性能；(2)為了改善金屬的塑性；(3)為了獲得一定的組織狀態；(4)為了消除軋制后的殘余應力等。
[0015]f.對翅片管進行渦流探傷，保證翅片管軋制后內表面沒有裂紋；
g.通過折彎機對翅片管進行彎制，翅片管被彎制成U形，在U形的翅片管兩端加工出螺紋；
h.將彎制好后的U形翅片管均應用A級水進行水壓試驗，試驗壓力在21.42-22.49MPa，保壓時間為8-12s，管子不允許出現滲漏，水壓試驗后，去除管子上殘留的水并干燥，即得到成品核級不銹鋼高翅化比換熱管。
[0016]不銹鋼管的耐腐性能好，材質穩定是目前做核級蒸汽發生器的理想材料，但是不銹鋼管的硬度很高，在價格翅片是的難度很高，一般的刀片只能價格到五金手冊以內的翅片，還不能夠穩定，我們根據不銹鋼管的特性，研發了相應的軋機和面向對象的特制模具克服了不銹鋼管的加工翅片難的問題。
[0017]作為優選，所述的步驟c中軋制形成高翅化比管后，經NaOH溶液進行清洗。
[0018]作為優選，所述的刀片為17組以上，每組刀片為3-4個；單個刀片的外徑為90-95mm,其外徑從前道工序到后道工序逐漸減小；單個刀片的頂寬為0.3-0.5mm,其頂寬從前段工序、中段工序到后段工序逐漸減小；單個刀片的角度為3-10°，其角度從前段工序、中段工序到后段工序逐漸減小；單個刀片的臺階厚度為0-0.1_，其臺階厚度從前段工序、中段工序到后段工序逐漸增大。刀片的內孔直徑可以使45-45.03mm，鍵槽直徑12mm，刀片的備用墊塊為80，墊塊厚度為0.075mm。這樣對鰭片的加工更加精確。
[0019]因此，本發明的不銹鋼高翅化比換熱管的加工精度較高，鰭片的圓心度較為準確，翅片管的直線度較好，換熱管的生產效率和產品質量較高，生產成本較低。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]附圖1是本發明的一種結構示意圖；
附圖2是本發明鰭片的一種結構示意圖；
附圖3是本發明刀 片的一種結構示意圖；
附圖4是圖3的側面結構示意圖。
[0021]圖中零部件、部位及編號:光管1、鰭片2、U形槽3、螺紋連接頭4。
【具體實施方式】
[0022]下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。
[0023]實施例:本例的一種核級不銹鋼高翅化比換熱管，如圖1，包括光管I由核級TP439鐵素體不銹鋼不銹鋼管制成，平直的光管外表面設有若干環形的鰭片2，如圖2，鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設立在管體上。相鄰鰭片之間設有U形槽3。光管的端部設有螺紋連接頭4。
[0024]一種核級不銹鋼高翅化比換熱管的制造方法，其步驟為:
a.采用一根平直的核級不銹鋼管，對其進行800、1000°C左右的熱處理，形成換熱管用的光管；
b.對光管進行渦流探傷，保證光管焊接后內表面無裂紋，再對光管進行超聲波探傷，保證光管無氣孔、夾渣、未焊透、未融合、裂紋現象存在，并且保證光管不粘有金屬屑、污染物、顆粒物質，光管上沒有明顯的劃痕；
c.通過軋機在光管的外表面用多組刀片進行軋制，軋制出若干環形的鰭片，鰭片的斷面為T形，從而形成高翅化比管，經NaOH溶液清洗后去除油污等雜質；其中刀片為17組，其結構如圖3、圖4所示,其尺寸如下表(長度、厚度單位:mm):
【權利要求】
1.一種核級不銹鋼高翅化比換熱管，包括光管(1)，其特征在于所述的光管(I)由不銹鋼制成，光管平直的管身外表面設有若干環形的鰭片(2)，鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設立在管體上。
2.根據權利要求1所述的一種核級不銹鋼高翅化比換熱管，其特征在于所述的相鄰鰭片(2)之間設有U形槽(3)。
3.根據權利要求1所述的一種核級不銹鋼高翅化比換熱管，其特征在于所述的光管(I)彎曲成U型或S形。
4.一種核級不銹鋼高翅化比換熱管的制造方法，其特征在于所述的方法包括: a.采用一根平直的核級不銹鋼管，對其進行800-1200°C的熱處理，形成換熱管用的光管； b.對光管進行渦流探傷，保證光管焊接后內表面無裂紋，再對光管進行超聲波探傷，保證光管無氣孔、夾渣、未焊透、未融合、裂紋現象存在，并且保證光管不粘有金屬屑、污染物、顆粒物質，光管上沒有明顯的劃痕； c.通過軋機在光管的外表面用多組刀片進行軋制，軋制出若干環繞的鰭片，鰭片的斷面為T形，從而形成不銹鋼高翅化比換熱管，經清洗后去除油污等雜質； d.對翅片管進行尺寸檢查，軋制后的光管尺寸變化在±5mm以內，精度做到翅片厚度0.lmm-0.2mm、翅片高度 1.3mm-1.8mm ； e.對翅片管進行800、1000°C的退火處理； f.對翅片管進行渦流探傷，保證翅片管軋制后內表面沒有裂紋； g.通過折彎機對翅片管進行彎制，翅片管被彎制成U形； h.將彎制好后的U形翅片管均應用A級水進行水壓試驗，試驗壓力在21.42-22.49MPa，保壓時間為8-12s，管子不允許出現滲漏，水壓試驗后，去除管子上殘留的水并干燥，即得到成品核級不銹鋼高翅化比換熱管。
5.根據權利要求4所述的一種核級不銹鋼高翅化比換熱管的制造方法，其特征在于所述的步驟c中軋制形成不銹鋼高翅化比換熱管后，經NaOH溶液進行清洗。
6.根據權利要求4所述的一種核級不銹鋼高翅化比換熱管的制造方法，其特征在于所述的刀片為17組以上，每組刀片為3-4個；單個刀片的外徑為90-95mm，其外徑從前道工序到后道工序逐漸減小；單個刀片的頂寬為0.3-0.5_，其頂寬從前段工序、中段工序到后段工序逐漸減小；單個刀片的角度為3-10°，其角度從前段工序、中段工序到后段工序逐漸減小；單個刀片的臺階厚度為0-0.1_，其臺階厚度從前段工序、中段工序到后段工序逐漸增大。
【文檔編號】F28F1/08GK103983135SQ201410105046
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月21日 優先權日:2014年3月21日
【發明者】祁同剛, 朱曉鋒, 程雙九, 孫洪彬 申請人:浙江潤祁節能科技有限公司