[发明专利]用于管道管壁孔周围局部快速高温加热的方法及其装置

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种可实现局部快速高温加热的方法和装置，本方法和装置专门针对核电主蒸汽管嘴成型前的局部加热而设计，也可适用于所有其它管道管壁孔周围的局部快速高温加热等类似的场合。

 

背景技术

超级管道是核电蒸汽管道的重要组成部分，传统的管嘴与管道的连接采用焊接方式，质量难以满足核电使用的工况要求。新的核电设计要求主蒸汽的管嘴与整体锻造成型，使管嘴与管道的连接连续无缝，以满足核电技术发展的需要。如中国发明专利CN101767171A和CN101767172A所述：在合格的管坯需要成型管嘴的位置处设有预置孔，预置孔的大小是根据管坯的可利用厚度以及管嘴成型后的尺寸确定的。根据挤压成型工艺的要求，需要在30~35min内将预置孔周围f350~400mm区域均匀加热到1150℃，且表面氧化烧损厚度小于0.8mm。

传统的整体加热方法耗能高、加热时间长、金属烧损大，且不能满足管嘴挤压成型的加热工艺要求。专利CN1191162A是利用电磁感应热效应对处于线圈内的钢坯进行的快速加热，不适合本研究中的仅对管坯上预置孔周围的局部区域快速加热升温的要求，且本研究中的主蒸汽截面直径大(f800mm以上）、管坯长、多个预置孔（4个或4个以上）分布于管坯纵向的不同径向位置上。专利CN201197641和CN201542449U的用于电煎烤器的局部高温加热器，也不能满足本研究中管嘴挤压成型前的局部快速加热工艺要求。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种用于管道管壁孔周围区域的局部快速升温的高温加热方法。

本发明还基于该方法设计了一种新的加热装置。

本发明的技术方案是这样实现的：用于管道管壁孔周围局部快速高温加热的方法，首先，在燃烧器和管道表面管壁孔周围需要加热的区域之间设置辐射隔热罩，同时，在管道内设置正对管壁孔的适配盘，与管道内壁配合形成一个加热空腔，利用适配盘挡接从管壁孔进入管道内的高温气流，使适配盘的辐射区域为管道内壁管壁孔周围需要加热的区域；然后，利用燃烧器产生的高温气流冲击加热管道表面需要加热的区域和辐射隔热罩定向高温热辐射效应对管道表面管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，同时，高温气流通过管壁孔进入管道内冲击加热适配盘，利用高温气流的冲击扰动和适配盘的定向高温热辐射效应对管道内壁管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，从而实现管壁孔周围区域的局部快速高温加热。

根据上述加热方法设计的加热装置，它包括燃烧器，燃烧器出口设有喇叭状的辐射隔热罩，辐射隔热罩前端具有与管道表面管壁孔周围需要加热区域边缘贴合的喇叭口；本加热装置还配置有适配盘，适配盘位于管道内正对管壁孔，适配盘具有与管道内壁孔周围需要加热区域边缘相贴合的端口。

进一步地，所述适配盘底面为矩形，适配盘正面中部设有弧形锅底状凹坑，凹坑口部与适配盘周围凸缘平滑过度，适配盘正面沿管道轴向两端具有与管道内壁贴合的弧形突起。

所述燃烧器为丙烷-空气燃烧器，燃烧器具有丙烷输送管和空气输送管。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

本发明合理组织空气-丙烷流动燃烧产生的高温气流冲击被加热区域，对管壁孔所在的管道管壁采用双面强化对流加热，同时利用定向高温热辐射效应对管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，从而实现管道管壁孔周围局部快速高温加热。本发明能实现超级管道预置孔周围f350~400mm区域均匀加热，并在30~35min内使管道管壁的内外表面加热温度均达到1150~1200℃，而表面氧化烧损厚度小于0.5mm，从而满足管嘴挤压工艺要求的局部高温加热要求。

 

附图说明

图1—本发明结构示意图。

图2—本发明适配盘结构示意图。

图3—图2A-A剖视图。

图4—图2B-B剖视图。

其中，1-丙烷输送管；2-空气输送管；3-燃烧器；4-辐射隔热罩；5-适配盘；6-管道；7-管壁孔；8-凹坑；9-弧形突起。

 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。