压力容器的锻造管嘴壳段制造技术

压力容器（１０）的一种锻造管嘴壳段（１６），包括至少一个从该壳段的外表面（５８）径向向外延伸的加强部分（５６），每一个加强部分包括一个具有一半径的管嘴（３６）。该管嘴包括一个从加强部分的外表面（６０）延伸到该壳段的内表面（５２）的孔（５０），该管嘴还包括至少一个与该孔同轴线并与其相邻的延伸附着表面（６２）。该加强部分有一个大约等于该管嘴半径２．０倍的纵向尺寸（７４），和一个大约等于该管嘴半径１．５倍的圆周尺寸（７２），这些尺寸都是从管嘴孔的中心线量起的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
压力容器的锻造管嘴壳段的制作方法 专利技术背景本专利技术总的涉及反应器的压力容器，尤其涉及包含管嘴的反应器压力容器的壳段，该壳段由单一整体锻造件制成。沸水原子反应器一般包括一个位于反应器压力容器(RPV)内的反应器核心。一个公知的RPV包括一个基本上是圆柱形的壳体。举例来说，该壳体可以是大约60英尺长，直径大约是20英尺，大约7英寸厚。因为其长度，该壳体由多个环或壳段焊接在一起制成。圆柱形壳体通过一可拆卸的顶盖将其顶端封闭。因为顶盖可拆卸，从而可以接近位于RPV内部的部件。RPV圆柱壳体由焊接于壳体上的底部圆帽形的底部装置将底端封闭。圆柱形壳体上开有多个管嘴开孔以便于压力容器与外部管系的联接。结构设计标准要求当在压力容器上设开孔时，必须在开孔周围增加加强材料。另外，用于连接管嘴加强材料和连接管系的焊接的任何接合处须经100％体积探伤检查。公知压力容器壳段由整体锻造件或成形焊接板制成的段制成。这些段由焊接或由螺栓连接在一起以形成整个容器。当壳段由成形和焊接板制成时，纵向焊接接合处与圆周焊接接合处相比其应力值较高。这些管嘴由锻造制成并焊接于压力容器的圆柱形段或壳段上开的孔中。该锻造管嘴包括为确保管嘴完整性所必需的加强材料和为管嘴壳段与管嘴管的焊接接合处而预留的焊缝。公知的核压力容器内的受压边界焊缝将周期性地用超声波检验进行体积探伤以确定焊接的完整性。因此，需要配置检查设备，并且使该核压力容器具有能提供检修入口的结构。公知的压力容器和制造压力容器的过程有几个缺点。第一，锻造管嘴与壳体的焊缝必须定期检查。这一检查过程是费时的而且还要耗费大量的劳力和资财。另外，反应器的压力容器的可靠性依赖于各锻造管嘴与壳体焊缝的完整性。因此，最好是提供一种比现有压力容器包含更少焊接连接处并符合所有应力要求、而且还消除了垂直焊缝的压力容器。专利技术概述在一示例性实施例中，一种核反应器的压力容器包含至少一个整体锻造的管嘴壳段。整体锻造的管嘴壳段简化了反应器压力容器的制造过程并减少了压力容器的连接焊缝。该压力容器具有一基本上是圆柱形的形状，并包含多个焊在一起的环形壳段。至少一个壳段是锻造壳段，该锻造壳段包含至少一个加强部分，该加强部分具有沿径向向外扩展的增大的厚度，并有一个在该锻造壳段壁上的加强部分中加工出来的管嘴。一个孔从该锻造壳段的内表面延伸到管嘴的外端。该加强部分和该管嘴从一个环形锻件加工出来，该环形锻件有足够的厚度以形成包括至少一个从外壁凸出的管嘴加强部分的整体壳段。该管嘴的半径为Rn，该管嘴孔的半径为Rnb。该加强部分包括一纵向尺寸和一圆周尺寸。该纵向尺寸大约为该管嘴半径Rn的两倍，而该圆周尺寸大约为该管嘴半径Rn的1.5倍。该锻造管嘴壳段通过如下方法制造提供一具有希望的内径的环形锻件并且该环形件所具有的所需厚度等于壳壁厚度再加上至少是加强部分厚度的总和。从锻造管嘴壳段中加工出管嘴，其方法如下将环形锻件加工成具有从壳壁沿径向向外凸出的加强部分，再在加强部分内加工出管嘴。具有半径Rnb的该管嘴孔加工成与管嘴同轴，并且从管嘴的外端穿过壳壁延伸至壳壁的内表面。上述锻造管嘴壳段消除了在单独管嘴锻件和该壳段之间的压力边界的连接焊缝，因而提供了减少了焊缝数量的反应器的压力容器，而这些焊缝在运行期间是必须检查的。连接焊缝数量的减少提高了RPV结构的完整性。另外，该上述锻造管嘴壳段还简化了反应器压力容器的制造过程，并无须检查管嘴与壳体间的焊缝。专利技术详述图1概略地显示了反应器压力容器(RPV)10。RPV10包括一顶盖12，四个基本上是圆柱形的壳段14、16、18和20，和一底盖22。根据本专利技术的一实施范例，壳段16是一整体锻造管嘴壳段16。顶盖12包括一顶盖法兰24。第一壳段14包括一容器法兰26。顶盖12用螺栓28固定于壳段14上，螺栓穿过顶盖法兰24。顶盖12还包括起吊法兰30以便于将顶盖12吊离第一壳段14。第一壳段14包括主蒸汽管嘴32，蒸汽通过此管嘴流出RPV10。第一壳段14上还形成有一些稳定器支撑架34。锻造管嘴壳段16包含多个在其上形成的锻造管嘴36。为了形成一整体的锻造管嘴壳段16，锻造管嘴壳段16和锻造管嘴36都是从一个锻造件加工出来的。第四壳段20包括一焊在其上的支撑裙42。支撑裙42在反应器建筑(未显示)内支撑RPV10。图2是带有锻造管嘴36的锻造管嘴壳段16的局部剖视图。锻造管嘴36与锻造管嘴壳段16是一整体。锻造管嘴36是从壳段16的壳体中加工出来的。因为壳段16和锻造管嘴36都是从一个锻造件加工出来的，从而就减少了RPV10内的焊接数量。这种情况具有的优点是使经受维修检查的焊接数量减少和使RPV10的制造更为简单。管嘴36包括一个孔50，该孔从壳段16的内表面延伸至管嘴36的外端54。壳段16包括一从壳段16的外表面58凸出的加强部分56。管嘴36在加强部分56内被这样加工，使得管嘴36的外端54不伸出加强部分56的外表面60。换句话说，管嘴外端54是从加强部分56的外表面向内缩进的。管嘴36的外端54构成了一个安全端或延伸部分的附着表面62。在加强部分56内加工出来的凹槽64与管嘴孔50同轴。凹槽64允许接近管嘴36的外端54，以便将延伸部分或安全端(未显示)焊接于附着表面62之上。从孔50的中心线到凹槽64的表面66的距离定义为管嘴36的半径Rn。从孔50的中心线到孔50的内表面的距离定义为管嘴孔50的半径Rnb。加强部分56包括一过渡段70，该过渡段从加强部分56的外表面到壳段16的外表面做成一斜坡状。参见图3，加强部分56是椭圆形的并包括一圆周尺寸72和一纵向尺寸74。在一典型实施例中，从管嘴孔50的中心线量起，圆周尺寸72大约等于1.5倍的管嘴半径Rn，而纵向尺寸74大约等于2.0倍的管嘴半径Rn。参考图2，壳段16的壁厚度被选择为可允许壳段16承受作用于RPV10上的应力和压力。加强部分56在穿过壳段16的地方对壳段16提供了额外的加强和强度。在一个实施例中，加强部分56的厚度是这样选择的，使得壳段16的壁厚与加强部分56的厚度的总和大约是壳段16壁厚度的两倍。在另一个实施例中，该总厚度可以大于或小于壳段16壁厚度的两倍，这取决于制造壳段16的材料和/或预计作用于RPV10上的应力和压力。壳段16可由任何适合的材料制成，例如，低合金钢，不锈钢之类的材料。锻造管嘴壳段16的制造方法如下首先，用一个简单的环形锻件来制造。该环件所具有的内部直径大约等于所需的壳段16的内部直径，并且该环件所具有的壁厚大约为所需的壳段16的厚度的两倍。壳段16的内表面52被加工到所需的壳段16的内直径。加工壳段16的外表面58以形成加强部分56。穿过每一个加强部分加工出一个孔50，该孔从加强部分56的外表面60延伸到壳段16的内表面52。通过在加强部分的外表面60内这样加工凹槽64使得凹槽64与管嘴孔50同轴完成管嘴36加工线地通过加工在凹槽64和孔50之间的外表面60来形成延伸附着表面62。延伸表面62是从加强部分56的外表面60向内缩进的。从简单的环形锻件上加工下来的材料还可回收再利用以尽可能降低生产成本。图4是依据本专利技术的另一实施例的锻造管嘴壳段76的剖视图。除了管嘴76还包括一在锻造管嘴壳段76的内表面加工出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力容器（１０）的锻造管嘴壳段（１６），该壳段包括至少一个从该壳段的外表面（５８）径向向外伸出的加强部分（５６），每一个所述加强部分包括一个有一半径的管嘴（３６），该管嘴包括：一个孔（５０），从所述加强部分的外表面延伸至该壳段的内表 面；至少一个与该孔相邻并与该孔同轴线设置的延伸部附着表面（６２），该加强部分包括一个纵向尺寸（７４），它大约等于该管嘴半径的２．０倍；和一个圆周尺寸（７２），它大约等于该管嘴半径的１．５倍，尺寸从该管嘴孔的中心线量起。

【技术特征摘要】
US 2000-8-23 09/644378书的精神和范围内可实施改进本发明。权利要求1.一种压力容器(10)的锻造管嘴壳段(16)，该壳段包括至少一个从该壳段的外表面(58)径向向外伸出的加强部分(56)，每一个所述加强部分包括一个有一半径的管嘴(36)，该管嘴包括一个孔(50)，从所述加强部分的外表面延伸至该壳段的内表面；至少一个与该孔相邻并与该孔同轴线设置的延伸部附着表面(62)，该加强部分包括一个纵向尺寸(74)，它大约等于该管嘴半径的2.0倍；和一个圆周尺寸(72)，它大约等于该管嘴半径的1.5倍，尺寸从该管嘴孔的中心线量起。2.根据权利要求1所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括一在该管嘴的外表面内延伸的整体凹槽(64)，该凹槽与该管嘴孔(50)同轴线并与一延伸附着表面(62)相邻。3.根据权利要求1所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括一在该壳段的内表面内延伸的整体凹槽(64)，该凹槽与该管嘴孔(50)同轴线并与一延伸附着表面(62)相邻。4.根据权利要求2所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括一在该壳段的该内表面(52)内延伸的整体凹槽(64)，该凹槽与该管嘴孔(50)同轴线并与一延伸附着表面(62)相邻。5.根据权利要求1所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括从该壳段的外表面(58)径向向外凸出的整体凸出部(104)，连接支撑架(106)用。6.根据权利要求1所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括从该壳段的外表面(58)径向向外凸出的整体支撑架(106)。7.根据权利要求1所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括从该壳段外表面(58)径向向外凸出整体导轨(110)，用以将检查仪器连接于所述壳段。8.根据权利要求1所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括焊接于延伸附着表面(62)的一个延伸套管。9.根据权利要求1所述的锻造管嘴壳段(16)，其特征在于还包括焊接于锻造管嘴(36)上的安全端(98)或管子(102)中的至少一个。10.压力容器(10)包括多个锻造壳段(14，16，18，20)，其中至少一个锻造壳段包含至少一个从该壳段外表面(58)径向向外伸出的加强部分(56)，每一个所述加强部分包括一具有一半径的管嘴(36)，该管嘴包括一个孔(50)，从该加强部分的外表面延伸至该壳段的内表面；至少一个延伸附着表面(62)，与该孔相邻并同轴线，该加强部分包括一个大约等于该管嘴半径2.0倍的纵向尺寸(74)，和一个大约等于该管嘴半径1.5倍的圆周尺寸(72)，所述尺寸从该管嘴孔的中心线量起。一顶盖(12)，与第一锻造壳段(14)连接；一底盖(22)，与最后壳段连接。11.根据权利要求10所述的压力容器(10)，其特征在于所述至少一个锻造壳段(16)还包括一...

【专利技术属性】
技术研发人员：AB菲菲，JT马特苏莫托，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]