超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及核電或火力發(fā)電機(jī)組，尤其涉及發(fā)電機(jī)組超臨界鍋爐用主蒸汽出口斜三通結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
【背景技術(shù)】
[0002]超臨界、超超臨界發(fā)電技術(shù)是一項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)、高效的發(fā)電技術(shù)，該技術(shù)通過提高蒸汽溫度和壓力參數(shù)來改善發(fā)電機(jī)組熱效率的一種最為有效的途徑。超臨界機(jī)組的鍋爐主蒸汽管道壓力達(dá)24MPa以上，溫度達(dá)到538°C，發(fā)電效率達(dá)41%，而超臨界機(jī)組的鍋爐主蒸汽管道壓力達(dá)到30MPa，溫度達(dá)到600°C，發(fā)電效率可達(dá)近50%。因此不管是超臨界鍋爐，還是超超臨界鍋爐均承受較高的壓力和溫度。
[0003]位于主蒸汽管道出口的斜三通是蒸汽改向和分流的重要結(jié)構(gòu)件，具有大直徑、超長度的特點(diǎn)，長期處于高溫高壓的惡劣環(huán)境中，且承受交變荷載和管道渦流所形成的壓力突變。目前的主蒸汽管道斜三通，大都采用熱擠壓和焊接成型工藝，通過熱擠壓和焊接成型的斜三通管體材料的內(nèi)部組織和機(jī)械性能均難以滿足超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通的性能要求。雖然通過整體鍛造成型的斜三通，從理論上講可以有效地改善材料的內(nèi)部組織缺陷，在鍛造過程中能夠使原有的偏析、疏松、氣孔和夾渣等缺陷得以壓實(shí)和焊合，材料組織更加緊湊，但現(xiàn)有的斜三通結(jié)構(gòu)形式尤其是三通外部結(jié)構(gòu)并不適宜整體鍛造成型，或難以通過整體鍛造來達(dá)到目標(biāo)尺寸和結(jié)構(gòu)要求，從而在一定程度上阻礙了鍛造技術(shù)在斜三通制造工藝上的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)合理、機(jī)械性能優(yōu)，且便于整體鍛造成型的超臨界機(jī)組蒸汽管道斜三通。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，它包括三通主管，以及傾斜設(shè)置于三通主管上的三通支管，該三通主管和三通支管連為一整體，所述三通主管和三通支管的外管壁呈多邊形結(jié)構(gòu)；三通支管和三通主管的連接內(nèi)側(cè)設(shè)有管肩加強(qiáng)部，三通支管與三通主管的連接外側(cè)則通過過渡連接弧相連接。
[0006]在上述結(jié)構(gòu)中，由于三通主管和支管的管壁外廓呈多邊形結(jié)構(gòu)，這種多邊形結(jié)構(gòu)形成的角邊棱從結(jié)構(gòu)上提高了斜三通的剛性和機(jī)械強(qiáng)度，使斜三通能承受更高的輸汽內(nèi)壓和蒸汽溫度，也使斜三通在輸送高溫高壓蒸汽過程中更能承受交變荷載和壓力突變。又由于三通主管和支管采用了多邊形輪廓，具有更好的鍛造性能，更容易通過鐓粗、拔長等鍛造成型工序來整體鍛造出斜三通，鍛造斜三通的金屬纖維組織連續(xù)，金屬流線完整，金屬組織得到強(qiáng)化和細(xì)化，既避免了鍛造缺陷的產(chǎn)生，又能獲得較好的鍛造件力學(xué)性能。還由于在三通主管和支管連接處的內(nèi)側(cè)設(shè)置有管肩加強(qiáng)部，既提高主支管連接處的機(jī)械強(qiáng)度，又避免了連接處應(yīng)力集中現(xiàn)象的產(chǎn)生。又由于在三通支管和主管連接處側(cè)通過過渡連接弧相連接，這種平滑的連接方式避免了應(yīng)力集中，增強(qiáng)斜三通的機(jī)械性能。
[0007]本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，所述三通主管和三通支管的外管壁呈正八邊形結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)更便于斜三通的整體鍛造成型。
[0008]本實(shí)用新型的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述管肩加強(qiáng)部的頂面為平面，該平面的上端與三通支管的一棱面相連，該平面的下端與三通主管的一棱面相連。所述三通主管的兩管端端口內(nèi)側(cè)均設(shè)置有主管內(nèi)坡口，該管端端口外側(cè)設(shè)置有主管外坡口。該結(jié)構(gòu)便于與蒸汽管道的牢固焊接。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型超臨界機(jī)組蒸汽管道斜三通作進(jìn)一步說明。
[0010]圖1是本實(shí)用新型超臨界機(jī)組蒸汽管道斜三通一種【具體實(shí)施方式】的主剖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是圖1所示結(jié)構(gòu)的左視圖；
[0012]圖3是圖1所示結(jié)構(gòu)中I部的局部放大視圖；
[0013]圖4是圖1所示結(jié)構(gòu)中II部的局部放大視圖。
[0014]圖中，I一三通主管、2—管肩加強(qiáng)部、3—支管內(nèi)坡口、4一支管外坡口、5—三通支管、6—過渡連接弧、7—主管外坡口、8—主管內(nèi)坡口。
【具體實(shí)施方式】
[0015]如圖1、圖2所示，該斜三通用于1000MW級(jí)超超臨界發(fā)電機(jī)組主蒸汽管道中，采用整體鍛造成型，使得三通主管I和三通支管5鍛為一體，鍛造鋼錠材料為馬氏體耐熱鋼。在該斜三通結(jié)構(gòu)中，三通主管I的管中心線與設(shè)于三通主管I上的三通支管5的管中心線相互傾斜交叉設(shè)置，其兩中心線夾角為45°。三通主管I的全長為3000 mm，三通支管5的全長為1800mm，三通主管I內(nèi)管孔直徑為650 mm，三通支管5的內(nèi)管孔直徑為500 mm，三通主管I和三通支管5的外管壁呈正八邊形結(jié)構(gòu)，三通支管5相對(duì)的平行棱面間的距離580 mm。
[0016]在三通支管5與三通主管I的連接內(nèi)側(cè)(主管、支管中心線交叉角為銳角一側(cè))設(shè)置有管肩加強(qiáng)部2，管肩加強(qiáng)部2的頂面為平面，該平面的上端部與三通支管5的對(duì)應(yīng)棱面相連接，該平面的下端部與三通主管I的相對(duì)應(yīng)棱面相連，形成從三通主管I對(duì)應(yīng)棱面經(jīng)管肩加強(qiáng)部2頂面延伸至三通支管5對(duì)應(yīng)棱面的折面，管肩加強(qiáng)部2頂面與三通主管I對(duì)應(yīng)棱面夾角為45°。這種結(jié)構(gòu)既利于增強(qiáng)其機(jī)械強(qiáng)度，又方便鍛造成型。
[0017]三通支管5和三通主管I的連接處的外側(cè)則通過過渡連接弧相連接，即在三通支管5和三通主管I除與管肩加強(qiáng)部2相對(duì)應(yīng)的棱面均是通過過渡連接弧6相互過渡平滑相接。該過渡連接弧6的圓弧半徑應(yīng)當(dāng)在250 mm一350 mm中選擇。
[0018]如圖1、圖3所示，在三通支管5的管端端口外側(cè)設(shè)置有用于焊接的支管外坡口 4，其內(nèi)側(cè)設(shè)有支管內(nèi)坡口 3，與其對(duì)接的坡口形成U型對(duì)接坡口。如圖1、圖4所示，在三通主管I兩端的端口外側(cè)均設(shè)置有主管外坡口 7，其內(nèi)側(cè)則設(shè)有主管內(nèi)坡口 8，它們與其對(duì)接坡口形成U型對(duì)接坡口。
[0019]上述舉出了本實(shí)用新型的一些優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于此。在不違背本實(shí)用新型基本原理的情況下還可以有其它的改進(jìn)和變換。如管端的對(duì)焊坡口除為U型夕卜，還可以是V型、X型或Y型等對(duì)接坡口形式。三通主管I和三通支管5的外管壁除呈正八角型外，還可以是正六邊形，甚至可以是正方形或正十邊形等。同時(shí)主管與支管的交叉角度也限于45°等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，包括三通主管(1)，以及傾斜設(shè)置于三通主管(I)上的三通支管(5 )，該三通主管(I)和三通支管(5 )連為一整體，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈多邊形結(jié)構(gòu)；三通支管(5)和三通主管(I)的連接內(nèi)側(cè)設(shè)有管肩加強(qiáng)部(2)，三通支管(5)與三通主管(I)的連接外側(cè)則通過過渡連接弧(6)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈正八邊形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述管肩加強(qiáng)部(2)的頂面為平面，該平面的上端與三通支管(5)的一棱面相連，該平面的下端與三通主管(I)的一棱面相連。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述管肩加強(qiáng)部(2)頂面與相連的三通主管(I)棱面夾角為45°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述過渡連接弧(6)的圓弧半徑R=250 mm—350 mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通支管(5)的管端端口內(nèi)側(cè)設(shè)置有支管內(nèi)坡口(3)，該管端端口外側(cè)設(shè)置有支管外坡口(4)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)的兩管端端口內(nèi)側(cè)均設(shè)置有主管內(nèi)坡口(8)，該管端端口外側(cè)設(shè)置有主管外坡口(7)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)的中心線與三通支管(5)的中心線夾角為45°。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈正六邊形結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種超臨界機(jī)組主蒸汽管道斜三通，它包括三通主管，以及傾斜設(shè)置于三通主管上的三通支管，該三通主管和三通支管連為一整體，所述三通主管和三通支管的外管壁呈多邊形結(jié)構(gòu)；三通支管和三通主管的連接內(nèi)側(cè)設(shè)有管肩加強(qiáng)部，三通支管與三通主管的連接外側(cè)則通過過渡連接弧相連接。所述三通主管和三通支管的外管壁呈正八邊形結(jié)構(gòu)。該主蒸汽管道斜三通結(jié)構(gòu)合理、機(jī)械性能優(yōu)，且便于整體鍛造成型。
【IPC分類】F16L41/02
【公開號(hào)】CN204717195
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520376348
【發(fā)明人】王興中, 高錦張, 戴挺, 周怡君, 馬武江
【申請(qǐng)人】上海新閔（東臺(tái)）重型鍛造有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年6月3日