核电站用大型板式换热器的制造

板式换热器是一种高效紧凑换热设备,广泛应用于机械、化工、石化、冶金、食品、供热与空调、电力、船泊与海洋平台等领域。其波纹板间的网状流道使流体在低雷诺数下即可形成高的湍流,流体阻力小,板面不易结垢,此外还具有占地面积小、节约材料与维护方便等优点。多年来,国内外核电站一直采用板式换热器作为设备冷却水系统热交换的核心设备。文中介绍核电站用大型板式换热器的制造及质量控制情况。

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第 3 7卷第 5期 20 0 8年 9月文章编号：1 0— 4 6 2 0 ) 50 6— 3 0 0 7 6 ( 0 8 0— 0 70

石

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PE TR( CH E I M CAL E QUI M E P NT

Vo1 3 No .7 .5 S pt 2 O8 e . 0

核电站用大型板式换热器的制造蒙红社(东核电中广核工程有限公司，广东深圳 5 8 2 )广 1 1 4

摘要：介绍了核电站大型板式换热器的设计参数、结构特点、选材要求、制造工艺控制及产品检验。关键词：板式换热器；核电站；制造

中图分类号：TQ O 1 5 1 5 . 0

文献标志码：B

Fa r c to f Pl t e tEx h ng r i c e r Po r Pl n b i a i n o a e H a c a e n Nu l a we a tM ENG ng s e Ho - h

( i c e r Po rEng n e i g Co a Lt ., S n he 51 1 4, Chi a Ch na Nu l a we i e rn mp ny d he z n 82 n)

Ab t a t Th e in p r mee s sr c u e ma eilt c nq e a d i s e to fpa eh a x sr c: ed sg a a tr,tu t r, tra,e h iu, n n p cin o lt e tec a ge r n r du e whih w a s d o RIs s e i h n r a e i t o c d. c su e n R y t m n PW R .

Ke r s p aeh a x h n e; n ce rp we ln; fb ia in y wo d: lt e te c a g r u la o rp a t a rc t . o

板式换热器是一种高效紧凑换热设备，泛应广用于机械、工、化、金、品、热与空调、化石冶食供电力、船泊与海洋平台等领域。其波纹板间的网状流道使流体在低雷诺数下即可形成高的湍流，体阻流力小，面不易结垢，外还具有占地面积小、板此节约材料与维护方便等优点。多年来，内外核电站一国直采用板式换热器作为设备冷却水系统热交换的核心设备。文中介绍核电站用大型板式换热器的制造及质量控制情况。

直径 4 0mm,板换热面积 2 6 2 8

m,台组 0单 .~ . 单装面积 8 0 12 0m最大外型尺寸 40 0mm× 4~ 0, 0 1 8 0 mm× 38 0 mm。 0 0

核电站设备冷却系统用大型板式换热器主要换热元件板片的材料为工业纯钛，热器的框架材料换为碳钢，材料必须符合核电站适用的规范及标准，其 即符合文献[,] 1 2的规定等。板式换热器主要由固定压紧板、热板片、封换密

垫片、悬挂横梁 (上导杆 )夹紧螺柱、、活动压紧板、支架、导杆和固定支座等组成。与通用的板式换热下器不同的是在活动压紧板底部两侧增加了固定支座且活动压紧板上方的滚轮支架与压紧板为整体加工而成。一般要求其必须经过抗震分析校核计算，设备有一定的清洁度要求，中关键技术文件需经购其买方审核确认后才能够执行。

l设计参数及结构特点 核电站环境条件特殊，备冷却水系统所采用设的大型板式换热器的设计与制造要求比其它领域更

为苛刻。核电站设备冷却系统的大型板式换热器一般为液一换热，液热侧为设备冷却水，冷侧则为海水。 按文献E]设备的核安全等级为 3级。按文献[ 3 1, 2,设备规范等级为 3级，抗震分类为 I,量保证等 F质级为 Q,洁度等级为 B级。对我国大力建设的百 清万千瓦级核电站 R IS C板式换热器，设计压 R/E其力一般为 1 1 . a设计温度 9 .~1 2MP, 0℃,管公称接收稿日期：2 0— 5 1 0 80 - 8

2材料特点 核电站用换热器板片材料为工业纯钛 ( i, T )材料符合文献[] 4 1钛及钛合金》 2 M4 0 ( (的要求，化学其成分见表 1。力学性能为拉伸强度 R一 2 0~ 9

4 5MP, 1 a屈服强度 R。。—1 0 3 0MP,伸率 _2 9~ 1 a延 0

作者简介：蒙红社 (9 5)男， 1 7一，陕西西安人，程师，士，事核电站板式换热器设计审查、造检验监督、同技术与工学从制合管理等工作。

板式换热器是一种高效紧凑换热设备,广泛应用于机械、化工、石化、冶金、食品、供热与空调、电力、船泊与海洋平台等领域。其波纹板间的网状流道使流体在低雷诺数下即可形成高的湍流,流体阻力小,板面不易结垢,此外还具有占地面积小、节约材料与维护方便等优点。多年来,国内外核电站一直采用板式换热器作为设备冷却水系统热交换的核心设备。文中介绍核电站用大型板式换热器的制造及质量控制情况。

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A( D) 3,度 Hv 5,强比不大于 0 7, 5≥ 0硬 l0屈 . 5最小杯突

深度为 1 0mm。表 1钛 ( )化学成分 (量分数 ) Ti材质元素 C F e N ( ) H T i

材料为丁腈橡胶，取得了很好的使用业绩。一般并密封垫片制造的简明工艺流程为：料一混炼一试配

样性能试验一挤出一硫化一检验一整理。其中混炼

和硫化为关键工序，严格控制，外观质量进行要对1 0检验，度尺寸偏差不大于 0 2mm。 0%厚 .

质量分数

4 o 0 4 o 0 4o 0 4 o t 4o 0 3余量 .5 .6 .3 .0 . 1

( )紧板 2压

压紧板材质一般选用符合核电项

对比相关资料可知，以上化学成分和力学性能的要求与 AS B一2 5钛及钛合金带材、板 ME S 6( (薄和板材》 JSG 4 0钛及钛合金带材、板和板和 I 6 0《薄材》标准的要求是不同的，不仅是化学成分和力学性能要求严格，而且力学性能还增加了杯突试验和屈强比的要求。因此，电站用换热器材料不同于一核般普通板式换热器，制造厂在材料采购前必须依据文献 E J C -M 4 0 (及钛合金》 2 R C- M 4 1钛 (要求编制详细的采购技术规格书，板进厂需按照采购技术规钛

目要求的碳钢材料，度在 1 0 1 0 mm,厚 3~ 4为保证压紧板钻孔后孔的中心线与压紧板面垂直及各尺寸达到图样要求，采用数控机床加工压紧板。

3 3检验与焊接 .从事核电站换热器检验的人员和焊接人员要经过有核级资质培训的专门机构进行培训合格后方可进行操作。 3 4组装 . () 1严格按照设计图样和工艺文件要求进行装

格书的要求进行复验，格后方可使用。其他承压合件材料选用均须满足核电项目规定材料的要求。

配。保证装配环境和各零部件表面符合清洁要求。() 2每张换热板片按设计要求进行永久性标识，

3制造特点 为了保证产品质量达到核设备规范、技术规范书及设计文件要求，要制定正确、需合理、可靠的制造工艺，制造前编制制造质量计划、验和试验大纲检

标识内容至少应包括板片在框架上的装配序号、材料牌号、片厚度和规格等。板 ( )片与密封垫片的粘

接不允许有扭曲、 3板松脱等现象，粘接前必须使板片和密封垫片达到清洁在要求。

以及操作规程等文件，要求提交购买方审核确认按形成最终指导生产的文件，对以下关键工序的质并量进行特殊控制。

( )涂漆的碳钢金属表面进行喷砂处理， 4需清除

油污和影响涂漆质量的杂物，膜应均匀，有气漆没泡、裂和剥落等缺陷。龟

3 1板片成型 .板片成型的简明工艺流程为：材料检验与复原验一板面防护一压型一冲裁一检验成品。

( )压紧板间的螺栓预紧时， 5两应逐步对称预紧并严格控制两压紧板间距在要求范围内，紧螺栓预时用力要均匀，以保持板片的平行状态。 () 6应在具有防尘、洁的环境下进行组装。清

( )材料检验与复验除进行化学成分和力 1原学性能复验外，还应进行几何尺寸和外观的检验。 ( )面防护目前生产中常用的有 2种方法， 2板一

() 7所有的尺寸应与双方确认的图样一致，任何被购买方接受的修改都应在竣工图中注出来。

种是双面包覆塑料薄膜，一种是表面涂油。主另()型 3压控制成型压力和压型尺寸，有板片所

要是保护好板面不被划伤，同时防止二次污染。

3 5压力试验 .组装完毕后进行的水压试验应按照文献[] 2 R c—M 0 0 3级设备压力试验规定》压力 c D 50( (和《

均需要一次压制成型且一次整体冲裁落料。板片在冷压成型过程中，可能产生回弹与残余应力，为达到技术要求，在模具材料的选择、具的加工等环节必模须有严格的加工精度要求，型时严格执行压制工压艺。板片成型后存放一定时间，以消除其残余应力。()验 4检对板片的压型减薄量、纹深度、波落

试验操作规程》进行。在换热器两侧分别用去离子水做试验，试验压力为设计压力的 1 5倍，验时间 .试

不少于 lh根据《力试验操作规程》定要求升 ,压规压，有密封面在试验期间不应出现任何泄漏、所变形等，必要时应重新进行压力试验。

料和成型尺寸、外观等进行检查，检查结果应满足图样和制造文件要求。

3 6密封性试验 .在压力试验合

格后按照文献[]R C—M 2 C MC7 3 (漏检验方法》定进行氦气密封试验， 4 0泄 (规试验条件为：海水侧最大真空压力为 2 6×1~ MP, .6 0 a

3 2其他零部件制造 .() 1密封垫片目前，电站使用的密封垫片的核

板式换热器是一种高效紧凑换热设备,广泛应用于机械、化工、石化、冶金、食品、供热与空调、电力、船泊与海洋平台等领域。其波纹板间的网状流道使流体在低雷诺数下即可形成高的湍流,流体阻力小,板面不易结垢,此外还具有占地面积小、节约材料与维护方便等优点。多年来,国内外核电站一直采用板式换热器作为设备冷却水系统热交换的核心设备。文中介绍核电站用大型板式换热器的制造及质量控制情况。

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第 5期

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PE TR( CHEM 1 CAI EQUI M ENT P

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文章编号： 1 0— 4 6 2 0 ) 50 6— 2 0 0 7 6 ( 0 8 0— 0 90

冲压减薄量引起的封头厚度变化陈燕舞(州兰石机械设备有限责任公司，甘肃兰州 7 0 5 )兰 3 0 0

摘要：以标准椭圆形封头为算例，分析了加工裕量引起钢板跨厚度范围内许用应力值的变化导致封头最小厚度不能满足强度要求的问题，为设计者在进行封头强度计算时应考虑冲压加工裕量认可能产生的影响。 关键词：椭圆形封头；加工裕量；厚度；强度

中图分类号：T 6 E 93

文献标志码：B

He d Th c e s Ch ng u e y Th c n s d c i n Du i g Pr s a i kn s a e Ca s d b i k e s Re u to r n e sCH EN Ya - n wu

( c ol g p r m e tofLa h ns ui m e tCo Lt Te hn o y De a t n nz ou La hiEq p n . d., La z u 3 05 n ho 7 0 0, Ch na i )

Abs r t Ta n t nd r li ialhe d s a xa l t h ng lo b e s r s t n t ac: ki g s a a d elptc a s a n e mp e, he c a e ofa l wa l t e s wihip a e t c e s c u e e sng a l w a e w a a l t hikn s a s d by pr s i lo nc s m de, ha ld t i m um hikn s f t t t e he m ni t c e s o he he d c l otm e t s r n h r q r m e .T h sgn r us t ke c nsd r to or t e t ik— a ou d n e t e gt

e uie nt e de i e s m t a o ie ain f h hc n s lo a e du i r s i g o e a i . e s a l w nc rng p e s n p r ton

K e r s e l tc lh a y wo d: l p ia e d; ma h n n l wa c; t ik e s s r n t i c i ig al o n e hc n s; te g h

文献[]定，造工艺损失余量由制造厂确 1规制定。对标准椭圆形封头而言，余量一般根据封头该制造厂经验或按文献 E 3 e中附录 A增加封头减薄量向上圆整决定。通常认为，封头的冲压成型中，在以

头最小厚度不能满足强度要求。由于许用应力是压力容器设计中的基本参数，直接影响到受压元件的计算厚度和安全性，因此有必要对该问题进行分析比较，以确保设计制造产品的安全、可靠。

厚板代替薄板成型后能保证图样厚度且强度是安全的。但实际上这种做法有时会造成钢板投料厚度和名义厚度不在同一厚度范围，同一温度下不同厚而

1封头设计计算案例 某炼油厂冷却催化剂用脱丁烷塔顶冷凝器，前端管箱封头为标准椭圆形封头，内径 9 0 mm, 0管程电设备制造业的必然途径。参考文献：

度范围内材料的许用应力值不同，由此可能导致封设冷水侧使用氦气压力为 0 1MP ( . a表压 )试验3 n, 0mi后，漏值不超过 1 I s合格。泄 O 为/

-+ + -+ + - 4-+ - -一+ -- -+ n+ +一+一+一- -”+一+ +”+ +一+ *+一+一+ + +一一+一+一+一+”+一--一+一+一+ +一+一+一+一+一+一+ -- - 4- 4 + 4 4 -+一—}—— - + - 卜++

4结语 核电站用大型板式换热器与其它领域使用的板式换热器质量要求有很大不同，制造过程的质量控制非常重要。认真吸收和消化国外先进技术，高提其制造质量，善其制造技术，不断发展我国的核完是

[] R C— P, ein ad C ntu t n Rue o W R Nu l r 1 C D s n o srci lsfrP ce g o a P we lns

Rue o ytm ein 20 )s . o r a t, l fr se D s (0 0 E] P s S g[] R c—M, s n a d C n tu t n R lsfrMeh nc l o 2 C Dei n o sr ci u e c a i m— g o o aC

p nnso wR Nu l rI ad (0 0 E] o et f P ce s n s 20 )s . a l(编)杜

收稿日期：2 0— 33 0 80— 0

作者简介：陈燕舞 ( 95)女，肃镇原人，程师，士，事压力容器设备设计和制造工艺工作。 1 7一，甘工学从

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/p3n1.html