[发明专利]一种非能动余热排出系统换热器封头组件整体成型的方法

说明书

本发明公开了一种非能动余热排出系统换热器封头组件整体成型的方法，所述非能动余热排出系统换热器封头组件整体成型的方法包括：选择合适型号和规格的钢锭，并对钢锭进行加热；将加热后的钢锭反复镦拔，打碎晶粒，制成圆柱体坯料；将圆柱体坯料进行第一次冲压成型，制成带两个凸台的圆饼形板坯；对带两个凸台的圆饼形板坯上的两个凸台冲孔，制成带两个冲孔后凸台的饼形板；将带两个冲孔后凸台的饼形板进行第二次冲压成型，制成一体化封头组件。能够实现封头本体与进口接管嘴安全端、人孔密封件三者同工序一体化锻造成型的效果，而且达到封头锻件组织更加均匀密实，三者连接处形成连续不间断的金属流线，不用焊接，加工周期短，质量更高的效果。

技术领域

本发明专利涉及一种封头成型方法，具体涉及一种民用核电非能动余热排出系统中换热器的上、下封头组件整体式成型的制造方法。

背景技术

非能动余热排出系统是第三代先进压水反应堆核电厂的特征之一，其作用是利用系统工质的自然循环特性，在不施加外部动力的情况下，在较长的时间内直接或间接地对反应堆堆芯进行冷却，以保证反应堆的安全。

非能动余热排出系统为第三代先进压水反应堆核电厂的主要特征之一。非能动余热排出系统换热器(简称：PRS换热器)是自主三代核电“华龙一号”机组非能动余热排出系统中最关键的设备，其工作性能及制造质量对非能动余热排出系统的安全运行有着重要的影响。

PRS换热器有两个封头组件，即上封头组件和下封头组件，这两个封头组件结构相同，组成的零部件包括：封头本体、进口接管嘴安全端、人孔密封件。

如图6所示，现有PRS换热器封头组件是将封头本体与进口接管嘴安全端、人孔密封件分别锻造加工，然后通过焊接的方式进行拼接成型的。尽管如今我国焊接工艺和焊接材料的性能都得到了很大的提高，但封头主体与进口接管嘴安全端、人孔密封件之间通过焊接而拼接的结构是不能形成一体完整不间断的金属流线。封头主体与进口接管嘴安全端、人孔密封件为分别锻造，三者之间难免会存在组织差异，通过焊接拼装难以消除性能差异性，质量十分不稳定。由于PRS换热器也是构成二回路压力边界的一部分，PRS换热器封头组件工作环境为高温高压的恶劣运行环境，且承受蒸汽—冷凝水回路的温度差所形成的温度突变，极易引起应力分布不匀和应力集中，容易产生疲劳、蠕变和损坏。而且封头本体和接管嘴安全端、人孔密封件分开焊接制造的方法，焊接工艺复杂、焊接周期长，复杂应力区质量稳定性差，直接造成成品率低，制造成本大幅上升。PRS换热器在役使用过程中，还需经常对封头组件焊缝区域进行在役检查，增加维护成本和风险。

发明内容

鉴于封头成型方法存在的上述不足，本发明提供一种非能动余热排出系统换热器封头组件整体成型的方法，能够实现封头本体与进口接管嘴安全端、人孔密封件三者同工序一体化锻造成型的效果，而且达到封头锻件组织更加均匀密实，三者连接处形成连续不间断的金属流线，不用焊接，加工周期短，质量更高的效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种非能动余热排出系统换热器封头组件整体成型的方法，所述非能动余热排出系统换热器封头组件整体成型的方法包括：

选择合适型号和规格的钢锭，并对钢锭进行加热；

将加热后的钢锭反复镦拔，打碎晶粒，制成圆柱体坯料；

将圆柱体坯料进行第一次冲压成型，制成带两个凸台的圆饼形板坯；

对带两个凸台的圆饼形板坯上的两个凸台冲孔，制成带两个冲孔后凸台的饼形板；

将带两个冲孔后凸台的饼形板进行第二次冲压成型，制成一体化封头组件。

依照本发明的一个方面，所述将加热后的钢锭反复镦拔，打碎晶粒，制成圆柱体坯料具体为：将加热后的钢锭反复镦粗拔长，打碎粗晶，制成高径比2～2.5的圆柱体坯料。