一种耐热合金异径无缝管、翅片管制造技术

本发明专利技术涉及一种耐热异径无缝管、翅片管，属于核能用换热管制备领域。一种耐热合金异径无缝管，包括内径相同且一体连接的常规段、变径段和异径段；所述的异径段与常规段通过所述的变径段过渡连接；所述变径段的外径沿着常规段指向异径段的方向逐渐增大。本发明专利技术具有内径偏差小，过渡管体长度短，管体直线度优的特点，可在600℃以上高温环境下长期服役。可在600℃以上高温环境下长期服役。可在600℃以上高温环境下长期服役。

【技术实现步骤摘要】
一种耐热合金异径无缝管、翅片管


[0001]本专利技术涉及一种耐热合金异径无缝管、翅片管，属于核能用换热管制备领域。

技术介绍

[0002]热管反应堆是一种全静态、非能动、体积小的反应堆系统。但热管堆的功率水平与其他三代、四代核反应堆相比较小，因此需提高其反应堆的堆芯温度，提升换热效率，以降低单位功率造价，提升该技术的经济竞争力。
[0003]堆芯热管是反应堆的核心部件，其功能是将堆芯核反应产生的热量传导到堆芯外部，用于发电。热管在堆芯以内部分是表面光滑的钢管，在堆芯以外部分通常是外翅片钢管，通过增大表面积提升换热效率。但核电系统需确保绝对的安全，尽可能减少风险隐患，以确保核电站不发生泄漏等核安全事故，因此热管的设计和选材对于热管堆安全运行至关重要。
[0004]通常制造翅片管所采用的管为普通的钢管，根据需要，在钢管一定区域内加工一定数量的翅片，满足换热要求。但此类常规产品和制造技术中，存在如下几个问题：（1）钢管多数采用焊接钢管，焊缝及其热影响区本身会因内部存在缺陷而失效，若遭到介质长时间的腐蚀或在高参数特殊工况下长时运行，焊缝区域非常容易发生腐蚀开裂、应力开裂等事故。
[0005]（2）翅片轧制成形后，翅片区域的管体剩余壁厚比未加工翅片的管体壁厚薄，在高参数工况下运行一定时间后易出现翅片段管体材料氧化脱落、开裂等失效等问题，造成事故。
[0006]（3）常规的材料合金元素含量低，材质耐高参数运行工况能力差，无法应用于核反应堆堆芯高效换热设备，无法提升设备运行参数，进而提升设备的整体经济性。
[0007]针对热管堆高功率参数要求，现有的产品和技术无法满足低翅片热管的制造要求。

技术实现思路

[0008]针对现有产品和技术的不足之处，本专利技术提供一种耐热合金异径无缝管，可以用于制造低翅片热管，具有耐高温的特点。
[0009]一种耐热合金异径无缝管，包括内径相同且一体连接的常规段、变径段和异径段；所述的异径段与常规段通过所述的变径段过渡连接；所述的异径段的外径大于所述常规段的外径，所述变径段的最小外径等于常规段的外径，所述变径段的最大外径等于异径段的外径，所述变径段的外径沿着常规段指向异径段的方向逐渐增大。
[0010]本专利技术上述技术方案中，耐热材料是指，能在600℃以上温度环境下长期工作的高温金属材料，其通常具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能。
[0011]通常耐热金属的主要元素有铁和镍。通常分为铁基合金、镍基合金和铁镍基合金。含镍＞30%，且镍加铁＞50%的耐蚀合金，习惯上称为铁镍基合金。
[0012]本专利技术上述技术方案中，无缝管的内径无论是常规段、变径段和异径段，都是一样的；而异径段的壁厚值明显更大，这是为了方便通过轧制或者切削等方式后加工成翅片管。
[0013]作为上述技术方案的优选，所述无缝管的内径范围为10mm~28mm，管体全长内径偏差≤0.15mm。
[0014]作为上述技术方案的优选，所述的异径段的壁厚为所述常规段壁厚的1.1~2.4倍。
[0015]作为上述技术方案的优选，所述变径段的长度≤200mm；变径段内部为圆柱形中空，外部呈锥台形状。
[0016]本专利技术的另一个目的是提供一种基于上述耐热异径无缝管制备的翅片管。
[0017]一种耐热翅片管，包括内径相同且一体连接的常规段、变径段和异径段；所述的异径段与常规段通过所述的变径段过渡连接；所述的异径段的外径大于所述常规段的外径，所述变径段的最小外径等于常规段的外径，所述变径段的最大外径等于异径段的外径；所述的异径段上设置有散热翅片；所述的变径段的外径沿着常规段指向异径段的方向逐渐增大。
[0018]作为上述技术方案的优选，所述的异径段包括与所述变径段衔接的连接端、设有所述散热翅片的中间段和衔接所述中间段的尾端。
[0019]作为上述技术方案的优选，所述的中间段的壁厚为所述常规段壁厚的0.8~1.2倍。
[0020]作为上述技术方案的优选，所述的连接端的壁厚等于尾端的壁厚；所述中间段的壁厚与散热翅片高度之和不小于所述连接端的壁厚。
[0021]作为上述技术方案的优选，所述的散热翅片为盘旋设置在所述中间段上的螺旋条带，且与所述的中间段一体连接。
[0022]作为上述技术方案的优选，所述的螺旋条带，螺距和螺旋条带的厚度是灵活可调的。更为优选的，所述的螺旋条带，螺距为外径的0.1~0.3倍，螺旋条带的厚度为螺距的0.8~1.2倍。所述外径，是与外螺纹牙顶相重合的假想圆柱体直径。
[0023]本专利技术具有以下有益效果：本专利技术具有内径偏差小，过渡管体长度短，管体直线度优的特点，可在600℃以上高温环境下长期服役。
附图说明
[0024]图1是本专利技术耐热合金异径无缝管的结构示意图；图2是本专利技术耐热合金翅片管的结构示意图；图中，1
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常规段，2
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变径段，3
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异径段，300
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散热翅片，31
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连接端，32
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中间段，33
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尾端。
具体实施方式
[0025]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术作进一步详细说明。
[0026]实施例一如图1所示，一种耐热合金异径无缝管，包括一体连接的常规段1、变径段2和异径段3；所述的异径段3与常规段1通过所述的变径段2过渡连接；具体尺寸如下：（1）管体总长度为6180mm，内径通长为Φ17mm；
（2）常规段1管体外径为Φ19.2mm，壁厚为1.1mm，长度为3000mm；（3）异径段3管体外径为Φ21mm，壁厚为2mm，长度为3000mm；（4）异径段3管体与常规段1管体壁厚的差值为0.9mm；（5）变径段2管体为长度为180mm，内部为圆柱形中空，外部呈锥台形状。
[0027]管体化学成分为铬元素质量为22%，钴元素质量为12%，钼元素质量为9%，铁元素质量2%，铝元素质量为1.2%，锰元素质量0.8%，铜元素质量0.2%，钛元素质量0.2%，硅元素质量0.1%，碳元素质量为0.08%，磷元素质量≤0.012%，硫元素质量≤0.012%，硼元素质量≤0.006%，镍元素余量。
[0028]实施例二对实施例一制备得到的无缝管进行翅片加工，制成耐热合金翅片管。
[0029]如图2所示，一种耐热合金翅片管，包括一体连接的常规段1、变径段2和异径段3；所述的异径段3与常规段1通过所述的变径段2过渡连接；所述的异径段3上设置有散热翅片300。所述的异径段3包括与所述变径段2衔接的连接端31、设有所述散热翅片300的中间段32和衔接所述中间段32的尾端33。
[0030]所述的散热翅片300为盘旋设置在所述中间段32上的螺旋条带，且与所述的中间段32一体连接。所述的螺旋条带，螺距为外径的0.2倍，螺旋条带的厚度为螺距的1.0倍。
[0031]高温合金翅片管的规格如下：（1）管体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐热合金异径无缝管，其特征在于：包括内径相同且一体连接的常规段（1）、变径段（2）和异径段（3）；所述的异径段（3）与常规段（1）通过所述的变径段（2）过渡连接；所述的异径段（3）的外径大于所述常规段（1）的外径，所述变径段（2）的最小外径等于常规段（1）的外径，所述变径段（2）的最大外径等于异径段（3）的外径；所述变径段（2）的外径沿着常规段（1）指向异径段（3）的方向逐渐增大。2.根据权利要求1所述的一种耐热合金异径无缝管，其特征在于：所述的异径段（3）的壁厚为所述常规段（1）壁厚的1.1~2.4倍。3.一种耐热合金翅片管，其特征在于：包括内径相同且一体连接的常规段（1）、变径段（2）和异径段（3）；所述的异径段（3）与常规段（1）通过所述的变径段（2）过渡连接；所述的异径段（3）的外径大于所述常规段（1）的外径，所述变径段（2）的最小外径等于常规段（1）的外径，所述变径段（2）的最大外径等于异径...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文强，宋印玺，吉海，门启明，王哨兵，方焰冰，谭鹏程，翁娜，卢培民，黄伟，周全，王振锋，张振华，杨红，江华，於升贤，周珠，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：