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(fā)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(xiàn)有技術(shù)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(chǎn)成本較高等的技術(shù)問題。本發(fā)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(shè)有若干環(huán)形的鰭片（2），鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設(shè)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)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(shù)】
[0002]由于核電廠使用的汽輪機組為飽和蒸汽機組。蒸汽發(fā)生器產(chǎn)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(chǎn)生汽蝕、水錘，將大大縮短汽輪機組的使用壽命。為避免出現(xiàn)這種情況，專門設(shè)計了汽水分離再熱器系統(tǒng)。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(tǒng)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(chǎn)換熱性能不高且成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)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(xiàn)有技術(shù)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(chǎn)成本較高等的技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
本發(fā)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(shè)有若干環(huán)繞的鰭片，鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設(shè)立在管體上。鰭片設(shè)計為T形，其與介質(zhì)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(fā)明的采用不破壞金相組織結(jié)構(gòu)，以固態(tài)金屬擠壓形成液態(tài)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(jié)構(gòu)獲得最佳的換熱性能。
[0005]作為優(yōu)選，所述的相鄰鰭片之間設(shè)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(yōu)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(tài)；(4)為了消除焊接后的殘余應(yīng)力等。
[0008]b.對光管進行渦流探傷，保證光管焊接后內(nèi)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(xiàn)象存在，并且保證光管不粘有金屬屑、污染物、顆粒物質(zhì)，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(huán)形的鰭片，鰭片的斷面為T形，從而形成高翅化比管，經(jīng)清洗后去除油污等雜質(zhì)；采用不破壞金相組織結(jié)構(gòu)，以固態(tài)金屬擠壓形成液態(tài)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(fā)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(zhuǎn)，管件旋轉(zhuǎn)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(jié)構(gòu)尺寸和外觀質(zhì)量要求。
[0010]可根據(jù)不同尺寸的技術(shù)要求，調(diào)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(shè)備非常精密。普通軋機調(diào)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(jù)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(nèi)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(nèi)，模具對準芯棒，讓芯棒和被軋管件同步旋轉(zhuǎn)達到不磨損管件的目的并能達到管件的技術(shù)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(fā)明對軋機動力部分進行了改進，將普通電機換成了電磁調(diào)速電機，根據(jù)各種不同規(guī)格鋼管，調(diào)試出刀片最佳角速度，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。根據(jù)技術(shù)要求，我們對模具的等邊三角的度數(shù)和進入率不斷進行實際操作，根據(jù)實際得出的數(shù)據(jù)不斷修改三角函數(shù)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(shù)據(jù)。
[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(nèi)，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(jié)構(gòu)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(tài)；(4)為了消除軋制后的殘余應(yīng)力等。
[0015]f.對翅片管進行渦流探傷，保證翅片管軋制后內(nèi)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(yīng)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(xiàn)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(zhì)穩(wěn)定是目前做核級蒸汽發(fā)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(nèi)的翅片，還不能夠穩(wěn)定，我們根據(jù)不銹鋼管的特性，研發(fā)了相應(yīng)的軋機和面向?qū)ο蟮奶刂颇＞呖朔瞬讳P鋼管的加工翅片難的問題。
[0017]作為優(yōu)選，所述的步驟c中軋制形成高翅化比管后，經(jīng)NaOH溶液進行清洗。
[0018]作為優(yōu)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?。粏蝹€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(nèi)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(fā)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(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量較高，生產(chǎn)成本較低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]附圖1是本發(fā)明的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖2是本發(fā)明鰭片的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖3是本發(fā)明刀 片的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
附圖4是圖3的側(cè)面結(jié)構(gòu)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(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)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(shè)有若干環(huán)形的鰭片2，如圖2，鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設(shè)立在管體上。相鄰鰭片之間設(shè)有U形槽3。光管的端部設(shè)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(nèi)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(xiàn)象存在，并且保證光管不粘有金屬屑、污染物、顆粒物質(zhì)，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(huán)形的鰭片，鰭片的斷面為T形，從而形成高翅化比管，經(jīng)NaOH溶液清洗后去除油污等雜質(zhì)；其中刀片為17組，其結(jié)構(gòu)如圖3、圖4所示,其尺寸如下表(長度、厚度單位:mm):
【權(quán)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(shè)有若干環(huán)形的鰭片(2)，鰭片的斷面為T形，鰭片垂直設(shè)立在管體上。
2.根據(jù)權(quán)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(shè)有U形槽(3)。
3.根據(jù)權(quán)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(nèi)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(xiàn)象存在，并且保證光管不粘有金屬屑、污染物、顆粒物質(zhì)，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(huán)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(jīng)清洗后去除油污等雜質(zhì)； 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(nèi)，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(nèi)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(yīng)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(xiàn)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(jù)權(quán)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(jīng)NaOH溶液進行清洗。
6.根據(jù)權(quán)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?。粏蝹€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?。粏蝹€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(yōu)先權(quán)日:2014年3月21日
【發(fā)明者】祁同剛, 朱曉鋒, 程雙九, 孫洪彬 申請人:浙江潤祁節(jié)能科技有限公司