[发明专利]一种高温气冷堆蒸发器换热单元用内筒的制备方法

说明书

一种高温气冷堆蒸发器换热单元用内筒的制备方法，属于核电装备技术领域，包括板材定尺剪切；板材卷制成型；钢管焊接；整圆，焊缝修磨，酸洗钝化和检验；钢管冷拔或冷轧；对钢管进行清洁，检验；钢管表面机加、定切，检验合格等步骤。本发明通过对成型、焊接、整圆工艺的研究和优化，从源头控制UNS NO6625内筒产品质量。通过对冷拔或冷轧参数的调整和优化，既能确保UNS NO6625内筒产品的尺寸精度，又能在提高其内外表面质量同时将最终成品机加余量降到最低，解决了UNS NO6625内筒原采用二段无缝管拼焊制造，生产道次多，生产周期长，生产成本高等问题。

技术领域

本发明属于核电装备技术领域，特别是涉及一种镍铬钼铌合金（UNS NO6625）高温气冷堆蒸发器换热单元用内筒的制备方法。

背景技术

高温气冷堆是用氦气作冷却剂，出口温度高的核反应堆。在国家“863”计划的支持下，自上世纪八十年代中期，中国开展了高温气冷堆的研究、开发，属于第四代先进核能系统的技术之一。而蒸汽发生器是高温气冷堆最关键的设备之一，承担着核电站一、二回路的换热及隔离功能，而蒸发器中承担热交换功能的就是其最核心部件——换热单元。每个蒸发器由19个换热单元构成，每个换热单元由螺旋管束（35根），内筒、外筒以及支撑结构构成。换热管采用螺旋管式结构，每个换热单元共有5层螺旋管式换热管，由内向外层层套装而成，内筒在整个换热单元最内层，所以也叫中心筒，对换热管束起到支承作用，同时与换热单元外筒一起构成一回路氦气流动的通道。

内筒的材料为UNS NO6625材料，是以Mo、Nb为主要强化元素的固溶强化型镍基合金，该合金具有优良的耐腐蚀和抗氧化性能，从低温到980℃均具有良好的拉伸性能和疲劳性能。由于该材料的室温屈服强度很高，实际高达500MPa，加之UNS NO6625材料的热成型温度范围区间很窄，同时考虑外径尺寸大于260mm，属于大口径管材，所以高温气冷堆示范工程采用的是热挤压成型，需用大型的挤压机，制造费用昂贵，且内筒长度高达8000mm以上，无法一次挤压成型，由两段无缝管拼焊而成，制造流程长。随着国内高温气冷堆商业堆的开工建设，换热单元用内筒需求量增加，生产周期紧，为推广应用需降低制造成本，故传统的换热单元用内筒的制造工艺已不能满足要求。

发明内容

本发明目的在于针对现有的热挤压成型，两段无缝管拼焊的内筒存在的缺陷，提供一种产品尺寸精度高、表面质量好、组织性能稳定、实用性强，生产周期短，制造成本低，利于批量性生产的高温气冷堆蒸发器换热单元用内筒的制备方法。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种高温气冷堆蒸发器换热单元用内筒的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）根据成品内筒尺寸对镍铬钼铌合金板材进行定尺剪切；

（2）将板材卷制成成品内筒形状；

（3）对钢管进行焊接；

（4）对钢管进行整圆，焊缝修磨，酸洗钝化和检验；

（5）对检验合格的钢管进行冷拔或冷轧；

（6）对钢管进行清洁，检验；

（7）对钢管进行表面机加、定切，检验合格，完成制备。

本发明通过对板材进行卷弯后焊接成焊管，再通过冷拔或冷轧进行修型，最终机加成型的方式制备内筒。无需采用大型挤压机热挤压成型无缝管，再由两段无缝管拼焊。减少了设备的投入，同时也提高了生产效率，制造成本低，且产品尺寸精度高、表面质量好、组织性能稳定。

优选的：所述步骤（5）中采用冷拔工艺，冷拔变形量控制在0.6-1%，延伸系数≦1.01，冷拔速度0.28-1.2m/min。小变形量的冷拔修型，对于冷拔设备要求较低，既能确保内筒产品的尺寸精度，又能提高其内外表面质量同时将最终成品机加余量降到最低。