电站锅炉高加壳体球形封头结构制造技术

本发明专利技术提供了一种电站锅炉高加壳体球形封头结构，主要解决了传统的封头结构椭圆封头承压能力差、结构单一、壁厚、材料和焊材消耗大的问题。本发明专利技术根据承压设备壳体壁厚计算公式以及应力分析：在相同材料、内径、压力情况下，以下结构球形封头壁厚最小可以是筒体壁厚的二分之一，所述的筒体4右端设置有倾斜的表面过渡3，筒体4通过表面过渡3右端部的环缝坡口2与球形封头1焊接。球形封头材料消耗可以大为降低、承压能力和应力分布较好。

Spherical Head Structure of High Pressure Shell of Power Plant Boiler

The invention provides a spherical head structure of a power plant boiler high-pressure shell, which mainly solves the problems of poor pressure bearing capacity, single structure, wall thickness, high consumption of materials and welding materials of the traditional elliptical head structure. According to the formula for calculating the shell wall thickness of pressure equipment and stress analysis, under the same conditions of material, inner diameter and pressure, the wall thickness of spherical head of the following structure can be at least one half of the wall thickness of the cylinder body. The right end of the cylinder body 4 is provided with an inclined surface transition 3, and the cylinder body 4 is welded with the spherical head 1 through the ring seam groove 2 at the right end of the surface transition 3. The material consumption of spherical head can be greatly reduced, and the compressive capacity and stress distribution are better.

【技术实现步骤摘要】
电站锅炉高加壳体球形封头结构
本专利技术涉及涉及锅炉、压力容器、核电设备等承压设备的设计和制造领域，涉及高加壳体筒体与封头连接结构的设计和制造技术，具体是一种电站锅炉高加壳体球形封头结构。
技术介绍
长期以来，高压加热器（简称高加）作为高压U形管换热压力容器，其壳体一直是筒体与椭圆封头焊接结构，见图1。椭圆封头承压能力差、结构单一、壁厚、材料和焊材消耗大；椭圆封头环缝坡口外表面车削造成表面不连续，外观质量较差；导致锅炉、压力容器、核电等承压设备制造企业高加壳体以及类似结构产品的设计结构和制造技术落后。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，进而提供一种电站锅炉高加壳体球形封头结构，球形封头材料消耗可以大为降低、承压能力和应力分布较好，经济效益得到提高。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种电站锅炉高加壳体球形封头结构，包括球形封头、环缝坡口、外表面过渡、筒体，其特征在于，所述的筒体右端设置有倾斜的表面过渡，筒体通过表面过渡右端部的环缝坡口与球形封头焊接。所述的球形封头钢板毛坯厚度小于筒体钢板毛坯厚度，球形封头内球面半径大于筒体内圆半径，球形封头内球面半径大于内球面高度。所述的环缝坡口处精确加工使球形封头与筒体之间焊接处外表面平滑，焊接处外表面与筒体的外表面过渡具有相同坡度。球形封头壁厚不小于筒体壁厚的二分之一。本专利技术的有益效果是：通过采用本专利技术的技术方案，在相同材料、内径、压力情况下，以下结构球形封头壁厚不小于筒体壁厚的二分之一，球形封头材料消耗可以大为降低、承压能力和应力分布相比椭圆形封头较好。1、将高加壳体筒体与椭圆封头结构创新优化为筒体与球形封头结构；2、将高加壳体筒体与封头等钢板壁厚结构创新优化为不等壁厚结构；3、将高加壳体椭圆封头材料消耗大的厚壁结构创新优化为球形封头材料消耗小的相对薄壁结构；4、将高加壳体筒体与椭圆封头等厚连接结构创新优化为筒体与球形封头不等厚过渡连接结构；5、高加壳体筒体与球形封头的环焊缝外表面也保持一定坡度。降低材料消耗、能源消耗、焊材消耗、制造成本和费用，使高加壳体设计结构和制造技术方法、经济效益得到创新和优化。附图说明图1为现有高加壳体筒身和椭圆封头结构示意图。图2为本专利技术高加壳体球形封头的结构示意图。图3为本专利技术高加壳体D2500×110椭圆封头与筒体结构示意图。图4为本专利技术电站锅炉高加壳体球形封头结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明：本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本专利技术的保护范围不限于下述实施例。如图2所示，本实施例所涉及的一种电站锅炉高加壳体球形封头结构，包括球形封头1、环缝坡口2、外表面过渡3、筒体4，其特征在于，所述的筒体4右端设置有倾斜的表面过渡3，筒体4通过表面过渡3右端部的环缝坡口2与球形封头1焊接。所述的球形封头1钢板毛坯厚度小于筒体4钢板毛坯厚度，球形封头1内球面半径大于筒体4内圆半径，球形封头1内球面半径大于内球面高度。所述的环缝坡口2处精确加工使球形封头1与筒体4之间焊接处外表面平滑，焊接处外表面与筒体4的外表面过渡3具有相同坡度。球形封头1壁厚不小于筒体壁厚4的二分之一。作为本专利技术的一个实施例，如某高加壳体椭圆封头与筒体结构见图3，椭圆封头最小成品厚度110mm，钢板毛坯厚度125mm，环缝坡口处压制增厚至厚度140mm；筒节长度2700mm，钢板厚度110mm，椭圆封头环缝坡口需要削薄30mm=140-110，与筒节环缝对接焊；壳体筒节装焊一大口径管，壳体内有管系U形管。图3椭圆封头采用整板热压，消耗125mm厚钢板10.8吨；2700mm长筒节消耗110mm厚钢板19.1吨，合计消耗钢板材料29.9吨。可以看到，椭圆封头由于外表面削薄和加工过渡，表面不连续、外观质量较差；钢板较厚，消耗材料多；椭圆封头承压能力差，设计结构不合理。根据本专利技术的技术方案，在保持壳体长度不变的前提下，经过设计核算计算和应力分析，对高加壳体结构设计和制造技术进行优化和创新。图4球形封头60mm为最小成品厚度，钢板毛坯厚度取70mm，环缝最大宽度30mm，环缝坡口处厚度压制后达77mm，通过加工球形封头1内表面增厚17mm，可以使环缝坡口处厚度达到不小于60mm，球形封头高度1020mm，筒节长度2355mm，钢板厚度仍是110mm；筒节坡口过渡长度250mm、环缝坡口处需要削薄44mm=110-60-6，6mm为环焊缝外表面坡度的高度差，筒节上装焊的大口径管位置略有调整。图4中球形封头1采用整板冲压，采用SD2500×70压制模具，将压制增厚分布内表面，压制成型后加工封头内表面至SD2540、环缝坡口厚度60mm，以达到球形封头与筒节外表面圆滑过渡、表面质量较好。球形封头需要消耗厚度70mm钢板6.62吨，2355mm长筒节需要消耗材料16.66吨，合计消耗钢板材料23.3吨。比原方案降低钢板消耗6.6吨，经济效益明显。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，这些具体实施方式都是基于本专利技术整体构思下的不同实现方式，而且本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电站锅炉高加壳体球形封头结构，包括球形封头（1）、环缝坡口（2）、外表面过渡（3）、筒体（4），其特征在于，所述的筒体（4）右端设置有倾斜的表面过渡（3），筒体（4）通过表面过渡（3）右端部的环缝坡口（2）与球形封头（1）焊接。

【技术特征摘要】
1.一种电站锅炉高加壳体球形封头结构，包括球形封头（1）、环缝坡口（2）、外表面过渡（3）、筒体（4），其特征在于，所述的筒体（4）右端设置有倾斜的表面过渡（3），筒体（4）通过表面过渡（3）右端部的环缝坡口（2）与球形封头（1）焊接。2.根据权利要求1所述的电站锅炉高加壳体球形封头结构，其特征在于，所述的球形封头（1）钢板毛坯厚度小于筒体（4）钢板毛坯厚度，球形封头（1）内球面半径...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁承春，
申请(专利权)人：哈尔滨锅炉厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23