超临界机组主蒸汽管道斜三通的制作方法
超临界机组主蒸汽管道斜三通的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及核电或火力发电机组，尤其涉及发电机组超临界锅炉用主蒸汽出口斜三通结构的改进。
【背景技术】
[0002]超临界、超超临界发电技术是一项技术先进、高效的发电技术，该技术通过提高蒸汽温度和压力参数来改善发电机组热效率的一种最为有效的途径。超临界机组的锅炉主蒸汽管道压力达24MPa以上，温度达到538°C，发电效率达41%，而超临界机组的锅炉主蒸汽管道压力达到30MPa，温度达到600°C，发电效率可达近50%。因此不管是超临界锅炉，还是超超临界锅炉均承受较高的压力和温度。
[0003]位于主蒸汽管道出口的斜三通是蒸汽改向和分流的重要结构件，具有大直径、超长度的特点，长期处于高温高压的恶劣环境中，且承受交变荷载和管道涡流所形成的压力突变。目前的主蒸汽管道斜三通，大都采用热挤压和焊接成型工艺，通过热挤压和焊接成型的斜三通管体材料的内部组织和机械性能均难以满足超临界机组主蒸汽管道斜三通的性能要求。虽然通过整体锻造成型的斜三通，从理论上讲可以有效地改善材料的内部组织缺陷，在锻造过程中能够使原有的偏析、疏松、气孔和夹渣等缺陷得以压实和焊合，材料组织更加紧凑，但现有的斜三通结构形式尤其是三通外部结构并不适宜整体锻造成型，或难以通过整体锻造来达到目标尺寸和结构要求，从而在一定程度上阻碍了锻造技术在斜三通制造工艺上的应用。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构合理、机械性能优，且便于整体锻造成型的超临界机组蒸汽管道斜三通。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的超临界机组主蒸汽管道斜三通，它包括三通主管，以及倾斜设置于三通主管上的三通支管，该三通主管和三通支管连为一整体，所述三通主管和三通支管的外管壁呈多边形结构；三通支管和三通主管的连接内侧设有管肩加强部，三通支管与三通主管的连接外侧则通过过渡连接弧相连接。
[0006]在上述结构中，由于三通主管和支管的管壁外廓呈多边形结构，这种多边形结构形成的角边棱从结构上提高了斜三通的刚性和机械强度，使斜三通能承受更高的输汽内压和蒸汽温度，也使斜三通在输送高温高压蒸汽过程中更能承受交变荷载和压力突变。又由于三通主管和支管采用了多边形轮廓，具有更好的锻造性能，更容易通过镦粗、拔长等锻造成型工序来整体锻造出斜三通，锻造斜三通的金属纤维组织连续，金属流线完整，金属组织得到强化和细化，既避免了锻造缺陷的产生，又能获得较好的锻造件力学性能。还由于在三通主管和支管连接处的内侧设置有管肩加强部，既提高主支管连接处的机械强度，又避免了连接处应力集中现象的产生。又由于在三通支管和主管连接处侧通过过渡连接弧相连接，这种平滑的连接方式避免了应力集中，增强斜三通的机械性能。
[0007]本实用新型的优选实施方式，所述三通主管和三通支管的外管壁呈正八边形结构。该结构更便于斜三通的整体锻造成型。
[0008]本实用新型的进一步实施方式，所述管肩加强部的顶面为平面，该平面的上端与三通支管的一棱面相连，该平面的下端与三通主管的一棱面相连。所述三通主管的两管端端口内侧均设置有主管内坡口，该管端端口外侧设置有主管外坡口。该结构便于与蒸汽管道的牢固焊接。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型超临界机组蒸汽管道斜三通作进一步说明。
[0010]图1是本实用新型超临界机组蒸汽管道斜三通一种【具体实施方式】的主剖结构示意图；
[0011]图2是图1所示结构的左视图；
[0012]图3是图1所示结构中I部的局部放大视图；
[0013]图4是图1所示结构中II部的局部放大视图。
[0014]图中，I一三通主管、2—管肩加强部、3—支管内坡口、4一支管外坡口、5—三通支管、6—过渡连接弧、7—主管外坡口、8—主管内坡口。
【具体实施方式】
[0015]如图1、图2所示，该斜三通用于1000MW级超超临界发电机组主蒸汽管道中，采用整体锻造成型，使得三通主管I和三通支管5锻为一体，锻造钢锭材料为马氏体耐热钢。在该斜三通结构中，三通主管I的管中心线与设于三通主管I上的三通支管5的管中心线相互倾斜交叉设置，其两中心线夹角为45°。三通主管I的全长为3000 mm，三通支管5的全长为1800mm，三通主管I内管孔直径为650 mm，三通支管5的内管孔直径为500 mm，三通主管I和三通支管5的外管壁呈正八边形结构，三通支管5相对的平行棱面间的距离580 mm。
[0016]在三通支管5与三通主管I的连接内侧(主管、支管中心线交叉角为锐角一侧)设置有管肩加强部2，管肩加强部2的顶面为平面，该平面的上端部与三通支管5的对应棱面相连接，该平面的下端部与三通主管I的相对应棱面相连，形成从三通主管I对应棱面经管肩加强部2顶面延伸至三通支管5对应棱面的折面，管肩加强部2顶面与三通主管I对应棱面夹角为45°。这种结构既利于增强其机械强度，又方便锻造成型。
[0017]三通支管5和三通主管I的连接处的外侧则通过过渡连接弧相连接，即在三通支管5和三通主管I除与管肩加强部2相对应的棱面均是通过过渡连接弧6相互过渡平滑相接。该过渡连接弧6的圆弧半径应当在250 mm一350 mm中选择。
[0018]如图1、图3所示，在三通支管5的管端端口外侧设置有用于焊接的支管外坡口 4，其内侧设有支管内坡口 3，与其对接的坡口形成U型对接坡口。如图1、图4所示，在三通主管I两端的端口外侧均设置有主管外坡口 7，其内侧则设有主管内坡口 8，它们与其对接坡口形成U型对接坡口。
[0019]上述举出了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不限于此。在不违背本实用新型基本原理的情况下还可以有其它的改进和变换。如管端的对焊坡口除为U型夕卜，还可以是V型、X型或Y型等对接坡口形式。三通主管I和三通支管5的外管壁除呈正八角型外，还可以是正六边形，甚至可以是正方形或正十边形等。同时主管与支管的交叉角度也限于45°等。
【主权项】
1.一种超临界机组主蒸汽管道斜三通，包括三通主管(1)，以及倾斜设置于三通主管(I)上的三通支管(5 )，该三通主管(I)和三通支管(5 )连为一整体，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈多边形结构；三通支管(5)和三通主管(I)的连接内侧设有管肩加强部(2)，三通支管(5)与三通主管(I)的连接外侧则通过过渡连接弧(6)相连接。2.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈正八边形结构。3.根据权利要求1或2所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述管肩加强部(2)的顶面为平面，该平面的上端与三通支管(5)的一棱面相连，该平面的下端与三通主管(I)的一棱面相连。4.根据权利要求3所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述管肩加强部(2)顶面与相连的三通主管(I)棱面夹角为45°。5.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述过渡连接弧(6)的圆弧半径R=250 mm—350 mm。6.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通支管(5)的管端端口内侧设置有支管内坡口(3)，该管端端口外侧设置有支管外坡口(4)。7.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)的两管端端口内侧均设置有主管内坡口(8)，该管端端口外侧设置有主管外坡口(7)。8.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)的中心线与三通支管(5)的中心线夹角为45°。9.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈正六边形结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超临界机组主蒸汽管道斜三通，它包括三通主管，以及倾斜设置于三通主管上的三通支管，该三通主管和三通支管连为一整体，所述三通主管和三通支管的外管壁呈多边形结构；三通支管和三通主管的连接内侧设有管肩加强部，三通支管与三通主管的连接外侧则通过过渡连接弧相连接。所述三通主管和三通支管的外管壁呈正八边形结构。该主蒸汽管道斜三通结构合理、机械性能优，且便于整体锻造成型。
【IPC分类】F16L41/02
【公开号】CN204717195
【申请号】CN201520376348
【发明人】王兴中, 高锦张, 戴挺, 周怡君, 马武江
【申请人】上海新闵（东台）重型锻造有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月3日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及核电或火力发电机组，尤其涉及发电机组超临界锅炉用主蒸汽出口斜三通结构的改进。
【背景技术】
[0002]超临界、超超临界发电技术是一项技术先进、高效的发电技术，该技术通过提高蒸汽温度和压力参数来改善发电机组热效率的一种最为有效的途径。超临界机组的锅炉主蒸汽管道压力达24MPa以上，温度达到538°C，发电效率达41%，而超临界机组的锅炉主蒸汽管道压力达到30MPa，温度达到600°C，发电效率可达近50%。因此不管是超临界锅炉，还是超超临界锅炉均承受较高的压力和温度。
[0003]位于主蒸汽管道出口的斜三通是蒸汽改向和分流的重要结构件，具有大直径、超长度的特点，长期处于高温高压的恶劣环境中，且承受交变荷载和管道涡流所形成的压力突变。目前的主蒸汽管道斜三通，大都采用热挤压和焊接成型工艺，通过热挤压和焊接成型的斜三通管体材料的内部组织和机械性能均难以满足超临界机组主蒸汽管道斜三通的性能要求。虽然通过整体锻造成型的斜三通，从理论上讲可以有效地改善材料的内部组织缺陷，在锻造过程中能够使原有的偏析、疏松、气孔和夹渣等缺陷得以压实和焊合，材料组织更加紧凑，但现有的斜三通结构形式尤其是三通外部结构并不适宜整体锻造成型，或难以通过整体锻造来达到目标尺寸和结构要求，从而在一定程度上阻碍了锻造技术在斜三通制造工艺上的应用。
【实用新型内容】
[0004]针对现有技术所存在的上述不足，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构合理、机械性能优，且便于整体锻造成型的超临界机组蒸汽管道斜三通。
[0005]为了解决上述技术问题，本实用新型的超临界机组主蒸汽管道斜三通，它包括三通主管，以及倾斜设置于三通主管上的三通支管，该三通主管和三通支管连为一整体，所述三通主管和三通支管的外管壁呈多边形结构；三通支管和三通主管的连接内侧设有管肩加强部，三通支管与三通主管的连接外侧则通过过渡连接弧相连接。
[0006]在上述结构中，由于三通主管和支管的管壁外廓呈多边形结构，这种多边形结构形成的角边棱从结构上提高了斜三通的刚性和机械强度，使斜三通能承受更高的输汽内压和蒸汽温度，也使斜三通在输送高温高压蒸汽过程中更能承受交变荷载和压力突变。又由于三通主管和支管采用了多边形轮廓，具有更好的锻造性能，更容易通过镦粗、拔长等锻造成型工序来整体锻造出斜三通，锻造斜三通的金属纤维组织连续，金属流线完整，金属组织得到强化和细化，既避免了锻造缺陷的产生，又能获得较好的锻造件力学性能。还由于在三通主管和支管连接处的内侧设置有管肩加强部，既提高主支管连接处的机械强度，又避免了连接处应力集中现象的产生。又由于在三通支管和主管连接处侧通过过渡连接弧相连接，这种平滑的连接方式避免了应力集中，增强斜三通的机械性能。
[0007]本实用新型的优选实施方式，所述三通主管和三通支管的外管壁呈正八边形结构。该结构更便于斜三通的整体锻造成型。
[0008]本实用新型的进一步实施方式，所述管肩加强部的顶面为平面，该平面的上端与三通支管的一棱面相连，该平面的下端与三通主管的一棱面相连。所述三通主管的两管端端口内侧均设置有主管内坡口，该管端端口外侧设置有主管外坡口。该结构便于与蒸汽管道的牢固焊接。
【附图说明】
[0009]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型超临界机组蒸汽管道斜三通作进一步说明。
[0010]图1是本实用新型超临界机组蒸汽管道斜三通一种【具体实施方式】的主剖结构示意图；
[0011]图2是图1所示结构的左视图；
[0012]图3是图1所示结构中I部的局部放大视图；
[0013]图4是图1所示结构中II部的局部放大视图。
[0014]图中，I一三通主管、2—管肩加强部、3—支管内坡口、4一支管外坡口、5—三通支管、6—过渡连接弧、7—主管外坡口、8—主管内坡口。
【具体实施方式】
[0015]如图1、图2所示，该斜三通用于1000MW级超超临界发电机组主蒸汽管道中，采用整体锻造成型，使得三通主管I和三通支管5锻为一体，锻造钢锭材料为马氏体耐热钢。在该斜三通结构中，三通主管I的管中心线与设于三通主管I上的三通支管5的管中心线相互倾斜交叉设置，其两中心线夹角为45°。三通主管I的全长为3000 mm，三通支管5的全长为1800mm，三通主管I内管孔直径为650 mm，三通支管5的内管孔直径为500 mm，三通主管I和三通支管5的外管壁呈正八边形结构，三通支管5相对的平行棱面间的距离580 mm。
[0016]在三通支管5与三通主管I的连接内侧(主管、支管中心线交叉角为锐角一侧)设置有管肩加强部2，管肩加强部2的顶面为平面，该平面的上端部与三通支管5的对应棱面相连接，该平面的下端部与三通主管I的相对应棱面相连，形成从三通主管I对应棱面经管肩加强部2顶面延伸至三通支管5对应棱面的折面，管肩加强部2顶面与三通主管I对应棱面夹角为45°。这种结构既利于增强其机械强度，又方便锻造成型。
[0017]三通支管5和三通主管I的连接处的外侧则通过过渡连接弧相连接，即在三通支管5和三通主管I除与管肩加强部2相对应的棱面均是通过过渡连接弧6相互过渡平滑相接。该过渡连接弧6的圆弧半径应当在250 mm一350 mm中选择。
[0018]如图1、图3所示，在三通支管5的管端端口外侧设置有用于焊接的支管外坡口 4，其内侧设有支管内坡口 3，与其对接的坡口形成U型对接坡口。如图1、图4所示，在三通主管I两端的端口外侧均设置有主管外坡口 7，其内侧则设有主管内坡口 8，它们与其对接坡口形成U型对接坡口。
[0019]上述举出了本实用新型的一些优选实施方式，但本实用新型并不限于此。在不违背本实用新型基本原理的情况下还可以有其它的改进和变换。如管端的对焊坡口除为U型夕卜，还可以是V型、X型或Y型等对接坡口形式。三通主管I和三通支管5的外管壁除呈正八角型外，还可以是正六边形，甚至可以是正方形或正十边形等。同时主管与支管的交叉角度也限于45°等。
【主权项】
1.一种超临界机组主蒸汽管道斜三通，包括三通主管(1)，以及倾斜设置于三通主管(I)上的三通支管(5 )，该三通主管(I)和三通支管(5 )连为一整体，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈多边形结构；三通支管(5)和三通主管(I)的连接内侧设有管肩加强部(2)，三通支管(5)与三通主管(I)的连接外侧则通过过渡连接弧(6)相连接。2.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈正八边形结构。3.根据权利要求1或2所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述管肩加强部(2)的顶面为平面，该平面的上端与三通支管(5)的一棱面相连，该平面的下端与三通主管(I)的一棱面相连。4.根据权利要求3所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述管肩加强部(2)顶面与相连的三通主管(I)棱面夹角为45°。5.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述过渡连接弧(6)的圆弧半径R=250 mm—350 mm。6.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通支管(5)的管端端口内侧设置有支管内坡口(3)，该管端端口外侧设置有支管外坡口(4)。7.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)的两管端端口内侧均设置有主管内坡口(8)，该管端端口外侧设置有主管外坡口(7)。8.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)的中心线与三通支管(5)的中心线夹角为45°。9.根据权利要求1所述的超临界机组主蒸汽管道斜三通，其特征在于:所述三通主管(I)和三通支管(5)的外管壁呈正六边形结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种超临界机组主蒸汽管道斜三通，它包括三通主管，以及倾斜设置于三通主管上的三通支管，该三通主管和三通支管连为一整体，所述三通主管和三通支管的外管壁呈多边形结构；三通支管和三通主管的连接内侧设有管肩加强部，三通支管与三通主管的连接外侧则通过过渡连接弧相连接。所述三通主管和三通支管的外管壁呈正八边形结构。该主蒸汽管道斜三通结构合理、机械性能优，且便于整体锻造成型。
【IPC分类】F16L41/02
【公开号】CN204717195
【申请号】CN201520376348
【发明人】王兴中, 高锦张, 戴挺, 周怡君, 马武江
【申请人】上海新闵（东台）重型锻造有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月3日
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