[发明专利]核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置及热处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种核电站钢制安全壳安装焊接用的装置，尤其是一种核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，同时给出相应的热处理方法，属于核电站建造技术领域。

背景技术

安全壳（CV）作为非能动系统的重要组成部分，在事故工况下能有效阻止安全壳内部压力超出设计值和防止放射性物质外泄，是保证核电安全运行的重要设备之一。AP1000三代核电站钢制安全壳是一个密封性钢容器,包括底封头、筒体及顶封头三部分，均由40mm～50mm厚低合金高强韧SA738Gr.B钢板拼焊而成，焊缝总长约为3400m，坡口截面大，相比CPR1000、EPR等堆型核电站，焊接工作量至少增加了8倍。

核电建造对CV所有焊缝的质量要求非常严格，焊接接头的致密性、强韧性、焊接变形量等是必须控制和保证的质量指标。特别是，为防止40mm～50mm厚低合金高强韧SA738Gr.B钢板的焊接裂纹，消除焊后存在的残余应力确保焊接接头综合机械性能，CV所有焊缝均需采取严格、精确的热处理工艺，主要包括焊前预热、焊后消应力热处理等。

目前我国所有AP1000核电机组的建造中，热处理工作通常采用火焰烘烤法或简易支撑电加热法，存在以下问题：

1.火焰烘烤法为循环性局部集中加热，在散热面积大的客观条件下，采用此方法进行焊缝的热处理无法实现焊缝长度、厚度方向热处理温度的均匀分布和恒定化，热处理质量得不到保证，且烘烤到规定温度需要的时间长，消耗的可燃气体多。

2.简易支撑电加热法为重复性在焊缝上支撑固定加热块和在加热块上铺设保温棉，加热块与焊缝、保温棉与加热块不能紧密贴合，热传导和保温效果差，热处理质量存在较大风险，施工效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于：针对上述现有热处理技术存在的问题，提出一种有助于提高焊接效率、保证稳定焊接质量的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置，同时给出借助该装置的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理方法。

为了达到以上目的，本发明的基本技术方案为：

核电站钢制安全壳安装焊缝热处理装置主要由主体骨架（Z-1）、加热保温器（Z-2）、行走机构（Z-3）、温度传感器件（Z-4）、自动温控仪（Z-5）组成；

所述主体骨架（Z-1）主要由顶端带连接板（1-10）的至少两根立柱（1-11、1-12）、上下间隔固定在两根立柱之间的横梁（1-21、1-22、1-23、1-24）构成；

所述加热保温器（Z-2）主要由电加热器件（2-R）和保温棉（2-W）构成；所述保温棉（2-W）的一面具有凹槽，所述电加热器件（2-R）安置于凹槽内紧密贴合，用金属丝网（2-S）裹覆成整体；

所述行走机构（Z-3）由连接面板（3-1）、从连接面板下表面朝下延伸的两对行走限位板（3-2）、安装于相对的行走限位板上部之间的传力轴（3-4），以及套在传力轴上的行走滚轮（3-3）构成；

所述行走机构（Z-3）的连接面板（3-1）下表面两侧分别固定一主体骨架（Z-1），所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器（Z-2）；

所述温度传感器件（Z-4）的信号输出端接自动控温仪（Z-5）的对应端口，所述自动控温仪的控制输出端接电加热器件，用以根据温度传感器件输入温度值与预设温控值的比较结果控制电加热器件的通断。

借助本发明装置的核电站钢制安全壳安装焊缝热处理方法包括以下步骤：

第一步、将所述热处理装置行走机构的行走滚轮支撑在安全壳壁板的上沿，使分别固定有加热保温器的两主体骨架分别位于安全壳壁板内外表面；

第二步、将温度传感器安置在待热处理的垂向焊缝处；

第三步、沿环形的安全壳壁板上沿移动行走机构，使安全壳壁板两面的加热保温器处于夹持待热处理垂向焊缝的位置；

第四步、接通电加热器件，在自动温控仪的闭环控制下，将垂向焊缝加热至预定温度。

上述步骤如应用于焊接之前的预加热处理，则第四步之后移开热处理装置位于待焊面背面部分，进行焊接；如应用于焊接之后的去应力热处理，则第四步之后将热处理装置移至下一焊缝处。

本发明热处理装置进一步的完善是，所述主体骨架的相对表面分别安装一加热保温器（Z-2），并在主体骨架与热保温器之间安插活动传力板（B-1、B-2、B-3）；所述两根立柱（1-11、1-12）之间设有与横梁（1-21、1-22、1-23、1-24）固定连接的垂向加劲管（1-31、1-32、1-33）,所述加劲管上间隔分布有内端顶住活动传力板的压紧螺杆（G）。