СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТРУБЫ ПАРОГЕНЕРАТОРА СО ВСТРОЕННЫМ ЭЛЕМЕНТОМ ДЛЯ ЗАВИХРЕНИЯ
METHOD OF MAKING STEAM GENERATOR PIPE WITH BUILT-IN SWIRLING ELEMENT

Изобретение относится к способу изготовления трубы парогенератора со встроенным элементом.
Для поверхностей нагрева испарителя в парогенераторах применяются гладкие трубы или снабженные внутри ребрами трубы. Применение снабженных внутри ребрами труб может быть необходимо из различных соображений: низкая массовая плотность потока при полной нагрузке испарителя (например, BENSON Low Mass Flux Design), высокая плотность теплового потока и опасность пленочного кипения (например, барабанный котел), предотвращение стратификации течений при нормальном режиме нагрузки (например, минимальная нагрузка в испарителях со спиральным экранированием).
Снабжение внутренними ребрами труб согласно уровню техники осуществляется с помощью процесса холодного волочения. При сегодняшнем уровне знаний снабженные внутри ребрами трубы могут изготавливаться только из материалов с максимальным содержанием хрома 5%. Если требуется применение снабженных внутри ребрами труб из легированных более высоким содержанием хрома сталей, например, при дальнейшем повышении параметров пара, то снабженные внутри ребрами трубы не могут изготавливаться с сохранением хорошего качества с помощью имеющихся сегодня в распоряжении процессов изготовления.
С уже состоявшимися патентными заявками предлагалась замена полученных холодным волочением внутренних ребер встроенными элементами. Например, в WO 2011/151135 A2 раскрываются изготовление и монтаж встроенного элемента для завихрения в гладкую трубу испарителя.
Дальше в ЕР 2 390 567 А1 раскрывается способ изготовления труб парогенератора, при котором встроенный элемент фиксируется в канавках вала, представляющего шаблон, вал, представляющий шаблон, со встроенным элементом вводится в трубу парогенератора, снимается фиксация встроенного элемента на валу, представляющего шаблон, и вал, представляющий шаблон, снова извлекается из трубы парогенератора.
DE 10 2012 219 898 B4 претендует, наконец, на аппарат для контактной точечной сварки для фиксации встроенного элемента, предназначенный для завихрения на внутренней стенке трубы парогенератора и раскрывает применение способа точечной сварки для получения соединения между трубой и встроенным элементом.
Однако оказалась, что качество полученных результатов сварки с аппаратом для контактной точечной сварки имеет большой разброс. Встроенный элемент имеет высокую жесткость и он прилегает в значительной мере плотно к внутренней стенке трубы, как только вал, представляющий шаблон, выворачивался из трубы. Но по причине допусков трубы и встроенного элемента контакт со стенкой трубы не получается надежным во всех местах. Электрод сварочного копья хотя и прижимает гидравлическим цилиндром еще перед включением сварочного тока проволоку встроенного элемента к внутренней стенке трубы, однако, не гарантировано, что между встроенным элементом и внутренней стороной трубы будет создана проводящая электрический ток контактная поверхность.
Задачей изобретения является создание способа изготовления трубы парогенератора со встроенным элементом.
Относящаяся к способу задача решается с помощью способа изготовления трубы парогенератора со встроенным элементом, при котором труба парогенератора изготавливается с проходящим в продольном направлении трубы парогенератора на внутренней стороне трубы возвышением и встроенный элемент в трубе парогенератора приваривается к возвышению. Изобретение исходит из осознания того, что контактная поверхность между встроенным элементом и внутренней стенкой трубы необходима точно у сварного электрода, чтобы воспроизводимо могло получаться достаточно хорошее качество приваривания. Поэтому согласно изобретению предлагается, что на внутренней стенке трубы перед установкой встроенного элемента для завихрения изготавливается сравнительно небольшое возвышение, и, что сварка встроенного элемента осуществляется точно на этом возвышении.
Благодаря возвышению возникает определенное место, в котором с помощью электрода оказывается локальное прижимное давление и в котором при сварке идет электрический ток.
Содержание хрома в трубе парогенератора составляет обычно выше 5 %. В трубах парогенератора для парогенераторов со сравнительно высокими параметрами пара применение сталей с содержанием хрома выше 5 % является необходимым. Соответствующие надежные процессы изготовления не известны, так что дополнительные затраты на подготовку такой трубы с возвышением являются оправданными.
Возвышение в радиальном направлении по отношению к трубе парогенератора меньше 1 мм, Таким образом, возвышение остается сравнительно небольшим и должно по существу сглаживать только допуски изготовления.
При этом может быть целесообразно, что труба парогенератора с возвышением изготавливается холодным волочением. Таким образом, в промышленном процессе возможно, что особая форма внутренней стороны в значительной степени без дополнительных расходов интегрируется уже в процессе изготовления полупродукта.
В качестве альтернативы может быть целесообразным выдавливание возвышения с помощью штампа, в частности, с помощью гидравлического штампа.
В обоих случаях возвышения в несколько десятых миллиметра могут просто изготавливаться или выдавливаться, к которым затем в трубе парогенератора с достаточной прочностью может осуществляться сварка.
В предпочтительном осуществлении способа встроенный элемент имеет форму спирали и в нескольких местах приваривается к возвышению 5. Благодаря этому может изготавливаться снабженная внутри ребрами труба парогенератора также для сравнительно высоких параметров пара.
В качестве примера изобретение более подробно поясняется с помощью чертежей. Где схематично и не в масштабе показывают:
фигура 1: предложенную в соответствии с изобретением трубу парогенератора с
возвышением,
фигура 2: предложенную в соответствии с изобретением трубу парогенератора со
спиральным встроенным элементом и
фигура 3: блок-схему предложенного в соответствии с изобретением способа.
Фигура 1 показывает схематично и в качестве примера трубу 1 парогенератора для изготовления показанной на фигуре 2 трубы 2 парогенератора со спиральным встроенным элементом.
На внутренней стороне 4 трубы 1 парогенератора на фигуре 1 проходит в осевом направлении трубы 1 парогенератора возвышение 5, а именно, как показано на фигуре 2, по всей области, в которой расположен встроенный элемент 3. Встроенный элемент 3 сварен в нескольких контактных точках с возвышением 5.
Фигура 3 показывает схематично отдельные этапы способа изготовления согласно изобретению. На этапе А изготавливается труба 1 парогенератора с проходящим в продольном направлении трубы парогенератора на внутренней стороне трубы возвышением, например, с помощью холодного волочения. Таким образом, образуется предмет согласно фигуре 1. Затем на этапе В сначала вставляют встроенный элемент 3 и затем на этапе С приваривают в трубе 1 парогенератора к возвышению 5, так что получается труба 2 парогенератора со встроенным элементом 3. Так как показанный на фигуре 2 встроенный элемент 3 для завихрения имеет несколько витков, он также в нескольких контактных точках 6 сваривается между встроенным элементом 3 для завихрения и возвышением 5.