壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)及其安裝使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，包括設(shè)有圓柱內(nèi)腔的容器本體，圓柱內(nèi)腔的前側(cè)設(shè)有圓環(huán)翅片，圓柱內(nèi)腔的后側(cè)設(shè)有環(huán)槽型薄壁，薄壁后端密封焊接有水壓接管，密封芯棒由后至前穿入圓柱內(nèi)腔后與圓環(huán)翅片焊接密封，密封芯棒的后端固定連接有堵頭，堵頭位于水壓接管內(nèi)且與水壓接管密封固定連接，密封芯棒的后部設(shè)有連通圓柱內(nèi)腔的疏水空腔，堵頭上設(shè)有連通疏水空腔及外界的注水孔。本發(fā)明還涉及該密封結(jié)構(gòu)的安裝使用方法。本發(fā)明針對(duì)一種非常規(guī)的壓力容器提出了一種水壓試驗(yàn)密封的結(jié)構(gòu)及安裝使用方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)該壓力容器出水口的有效密封，保障其順利通過(guò)壓力試驗(yàn)，并保證在水壓試驗(yàn)后其尺寸精度符合要求。本發(fā)明可應(yīng)用于水壓試驗(yàn)密封。
【專利說(shuō)明】壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)及其安裝使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水壓試驗(yàn)密封領(lǐng)域，特別是涉及一種壓力容器的水壓驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)及其安裝使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在某種非常規(guī)壓力容器上，存在如下一類結(jié)構(gòu)特殊的出水口結(jié)構(gòu)，如圖1所示； 其特征可歸納為以下幾點(diǎn):
(1)該出水口結(jié)構(gòu)有兩個(gè)開(kāi)口，分別位于容器本體I的前側(cè)和后側(cè)，容器作水壓試驗(yàn)時(shí)，前后側(cè)開(kāi)口都必須密封；
(2)前側(cè)開(kāi)口的特點(diǎn)是在較深的圓柱內(nèi)腔設(shè)有一圈厚度不足5_的圓環(huán)翅片2，該翅片是容器的壓力邊界，在翅片內(nèi)圓的內(nèi)徑尺寸上有少許余量。
[0003](3)后側(cè)開(kāi)口的特點(diǎn)是設(shè)有一道厚度不足5mm的環(huán)槽型薄壁3，該薄壁的長(zhǎng)度遠(yuǎn)小于圓柱內(nèi)腔直徑，深度上同樣低于周圍容器壁以下；薄壁端部以內(nèi)是容器的壓力邊界，在薄壁的長(zhǎng)度方向有少許余量。
[0004](4)前側(cè)開(kāi)口與后側(cè)開(kāi)口之間是內(nèi)腔部分，內(nèi)腔通過(guò)相貫孔與整個(gè)容器的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)(循環(huán)水通道)相連。
[0005](5)已知圓環(huán)翅片結(jié)構(gòu)和環(huán)槽型的薄壁結(jié)構(gòu)均是壓力邊界，即在制造驗(yàn)收階段的水壓試驗(yàn)中該兩處必須通過(guò)7.5Mpa承壓驗(yàn)證；而且該兩處結(jié)構(gòu)尺寸均為關(guān)鍵的接口尺寸，必須保證水壓試驗(yàn)后尺寸精度能滿足要求。
[0006]目前，世界上尚沒(méi)有針對(duì)這種結(jié)構(gòu)的對(duì)應(yīng)或類似的壓力試驗(yàn)通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了克服上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，保證非常規(guī)設(shè)計(jì)的該種壓力容器順利通過(guò)壓力試驗(yàn)。本發(fā)明還提供該密封結(jié)構(gòu)的安裝使用方法。
[0008]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，包括設(shè)有圓柱內(nèi)腔的容器本體，所述圓柱內(nèi)腔的前側(cè)設(shè)有圓環(huán)翅片，所述圓柱內(nèi)腔的后側(cè)設(shè)有環(huán)槽型薄壁，所述薄壁后端密封焊接有水壓接管，一密封芯棒由后至前穿入圓柱內(nèi)腔后與圓環(huán)翅片焊接密封，所述密封芯棒的后端固定連接有堵頭，所述堵頭位于水壓接管內(nèi)且與水壓接管密封固定連接，所述密封芯棒的后部設(shè)有連通圓柱內(nèi)腔的疏水空腔，所述堵頭上設(shè)有連通疏水空腔及外界的注水孔。
[0009]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水壓接管前部的外壁套接有墊環(huán)，所述墊環(huán)的前端伸出水壓接管并與薄壁的外壁搭接。
[0010]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述水壓接管中部的外壁套接有套筒，所述套筒的外壁與容器本體的內(nèi)壁抵接。
[0011]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述堵頭上設(shè)有連通圓柱內(nèi)腔及外界的排氣孔。
[0012]壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的安裝使用方法，包括以下步驟:
a.水壓接管密封焊接在薄壁上；
b.密封芯棒與堵頭固定后裝入圓柱內(nèi)腔，使密封芯棒的前端貼合圓環(huán)翅片后將堵頭與水壓接管點(diǎn)焊固定；
c.密封芯棒與翅片密封焊接；
d.堵頭與水壓接管密封焊接；
e.通過(guò)注水孔向圓柱內(nèi)腔充水加壓。
[0013]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟a中，密封焊接前在水壓接管外壁的前部通過(guò)點(diǎn)焊固定的方式套接一墊環(huán)，水壓接管裝配至薄壁上使墊環(huán)前端搭接薄壁外壁。
[0014]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟a中，密封焊接前將水壓接管裝配至薄壁上，將一套筒插入水壓接管與容器本體的空隙內(nèi)，使套筒的內(nèi)壁、外壁分別抵接水壓接管的外壁和容器本體的內(nèi)壁。
[0015]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，步驟c中，密封焊接前先對(duì)密封芯棒與圓環(huán)翅片之間手工TIG點(diǎn)焊固定，再以手工TIG焊完成密封芯棒與圓環(huán)翅片之間的密封環(huán)縫的焊接。
[0016]作為上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟e中，在堵頭上開(kāi)設(shè)連通圓柱內(nèi)腔與外界的排氣孔，充水直至排氣孔冒水后，將排氣孔密封。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明針對(duì)一種非常規(guī)的壓力容器提出了一種水壓試驗(yàn)密封的結(jié)構(gòu)及安裝使用方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)該壓力容器出水口的有效密封，保障其順利通過(guò)壓力試驗(yàn)，并保證在水壓試驗(yàn)后其尺寸精度符合要求。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]圖1是容器本體的示意圖；
圖2是本發(fā)明的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如圖2所述壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，包括設(shè)有圓柱內(nèi)腔的容器本體I。圓柱內(nèi)腔的后側(cè)設(shè)有3.75mm厚的環(huán)槽型薄壁3，薄壁3后端密封焊接有水壓接管4。水壓接管4與薄壁3的焊接密封，是由于該薄壁3處的水壓試驗(yàn)密封無(wú)法通過(guò)機(jī)械密封的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)；而且該薄壁3的原始設(shè)計(jì)功能就是在服役安裝時(shí)連接裝焊通水管道使用。該薄壁3在此前的加工中預(yù)留了一定的長(zhǎng)度余量，供水壓試驗(yàn)時(shí)裝焊水壓接管4使用。水壓接管4與薄壁3的焊接是使用可繞軸線旋轉(zhuǎn)的自動(dòng)TIG焊機(jī)實(shí)現(xiàn)。
[0021]圓柱內(nèi)腔的前側(cè)設(shè)有4mm厚的圓環(huán)翅片2, —密封芯棒5由后至前穿入圓柱內(nèi)腔后與圓環(huán)翅片2焊接密封，密封芯棒5的后端固定連接有堵頭6，堵頭6位于水壓接管4內(nèi)且與水壓接管4密封固定連接，密封芯棒5的后部設(shè)有連通圓柱內(nèi)腔的疏水空腔7，堵頭6上設(shè)有連通疏水空腔7及外界的注水孔8。
[0022]堵頭6它和水壓接管4之間有一圈密封焊縫，其尾端設(shè)有用于連接水壓系統(tǒng)管道的轉(zhuǎn)換接口，該接口是M20 X 1.5的帶螺紋小接管，從而完成系統(tǒng)在這一側(cè)的密封?？紤]到整個(gè)容器注水時(shí)的便利性，堵頭6上設(shè)有一組連通圓柱內(nèi)腔與外界的排氣孔11，排氣孔11最后通過(guò)焊接密封堵死。
[0023]密封芯棒5用于密封圓環(huán)翅片2,和圓環(huán)翅片2之間有一圈密封焊縫；同時(shí)密封芯棒5與堵頭6之間裝配連接，它是為整個(gè)密封結(jié)構(gòu)的支撐，起到增強(qiáng)剛性的作用，同時(shí)又不減弱承壓邊界的水壓試驗(yàn)的有效性。
[0024]優(yōu)選的，水壓接管4前部的外壁套接有墊環(huán)9，墊環(huán)9的前端伸出水壓接管4并與薄壁3的外壁搭接。墊環(huán)9的設(shè)置，是考慮到裝焊水壓接管4時(shí)因整圈環(huán)縫兩側(cè)的管壁較薄(均為3.75mm厚)，TIG焊有燒穿的可能，故設(shè)置了墊環(huán)9，即使局部存在燒穿，亦能保證焊縫整圈的有效密封，不會(huì)造成該處泄漏。
[0025]優(yōu)選的，水壓接管4中部的外壁套接有套筒10，套筒10的外壁與容器本體I的內(nèi)壁抵接。套筒10是用于裝焊水壓接管4時(shí)的定位工裝，也有防止焊接水壓接管4時(shí)變形量過(guò)大的作用。事實(shí)上，由于焊水壓接管4時(shí)有一定的變形，套筒10在焊后將卡住而難以取出，也不必取出。
[0026]水壓試驗(yàn)前，該套結(jié)構(gòu)各部分連接裝焊到容器出口上的方法及順序如下:
(1)工位在裝焊開(kāi)始時(shí)的狀態(tài)應(yīng)為:容器本體I后側(cè)薄壁3這一邊的開(kāi)口方向朝上(軸線豎直)，容器本體I下必須用≥600mm的墊高塊支撐調(diào)平，便于操作；
(2)裝配墊環(huán)9和水壓接管4，先按配合位置劃線并裝配好，并輕微點(diǎn)焊固定；
(3)將水壓接管4裝配到薄壁3上，將套筒10插入容器本體I和水壓接管4之間的空隙內(nèi)；
(4)布置安裝小管內(nèi)壁自動(dòng)旋轉(zhuǎn)TIG焊機(jī)，完成水壓接管4與薄壁3對(duì)接環(huán)縫的焊接；
(5)將密封芯棒5與堵頭6按使用時(shí)的方位要求，裝焊在一起，然后裝配圓柱內(nèi)腔內(nèi)，使密封芯棒5的頂端與圓環(huán)翅片2均勻貼合，人員俯身鉆入至工件下部，向上觀察此處裝配貼緊的情況，注意整周間隙要均勻；手工焊以平焊完成堵頭6與水壓接管4間的點(diǎn)焊固定；
(6)容器本體I翻身180°，使圓環(huán)翅片2—側(cè)朝上，完成圓環(huán)翅片2與密封芯棒5的手工TIG點(diǎn)焊固定，點(diǎn)焊固定為的是預(yù)防在另一端填充焊時(shí)、此端受變形力過(guò)大而錯(cuò)位；工位不變，以手工TIG焊完成密封芯棒5與圓環(huán)翅片2之間的密封環(huán)縫的焊接；
(7)工件翻身180°，水壓接管4側(cè)朝上，手工TIG焊以平焊完成堵頭6和水壓接管4間密封環(huán)縫的焊接；然后工件翻身90°，使內(nèi)腔軸線水平。
[0027](8)將注水軟管與堵頭6連接，并通過(guò)三通接頭與加壓系統(tǒng)相連，連接壓力表和安全閥、連接至增容緩沖罐和水站；
(9)充水前，清理容器外表面，擦干，用壓縮空氣吹干；充水及水壓試驗(yàn)過(guò)程中必須保持該模擬件表面的清潔和干燥，以便于檢查滲漏；
(10)啟動(dòng)加壓系統(tǒng)，向容器內(nèi)腔充水。排氣孔11開(kāi)始冒水時(shí)，停止注水，將排氣孔11以堵頭6堵死；將其附近表面擦凈、徹底吹干，焊死排氣口，完成密封。
[0028]水壓試驗(yàn)后，該套結(jié)構(gòu)各部分拆卸的順序如下:
(1)先將容器本體I的圓環(huán)翅片2—側(cè)布置朝向鏜銑床主軸，用小插銑刀將圓環(huán)翅片2與密封芯棒5間的焊縫割斷，并精鏜切割后的圓環(huán)翅片2的圓環(huán)內(nèi)徑到最終尺寸；
(2)工件翻身，使水壓接管4一側(cè)朝向主軸，用銑刀將水壓接管4與堵頭6間的環(huán)縫位置切斷，拆下堵頭6和密封芯棒5 ；
(3)切掉水壓接管4剰余部分和水壓接管4環(huán)縫，切除墊環(huán)9 ;機(jī)加工薄壁3局部至最終長(zhǎng)度尺寸，銑平其槽ロ端面。
[0029]本實(shí)施例已實(shí)際應(yīng)用于某國(guó)際合作核聚變領(lǐng)域研究項(xiàng)目的某型非常規(guī)壓カ容器的水壓試驗(yàn)中，取得了圓滿成功。其水壓試驗(yàn)順利完成了檢驗(yàn)，容器出水ロ的接ロ尺寸(4mm厚翅片、3.75mm厚環(huán)槽)經(jīng)最終加工，均滿足了業(yè)主要求的尺寸精度。
[0030]以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式，其并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
【權(quán)利要求】
1.壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，包括設(shè)有圓柱內(nèi)腔的容器本體(1)，所述圓柱內(nèi)腔的前側(cè)設(shè)有圓環(huán)翅片(2)，所述圓柱內(nèi)腔的后側(cè)設(shè)有環(huán)槽型薄壁(3)，其特征在于:所述薄壁(3)后端密封焊接有水壓接管(4)，一密封芯棒(5)由后至前穿入圓柱內(nèi)腔后與圓環(huán)翅片(2)焊接密封，所述密封芯棒(5)的后端固定連接有堵頭(6)，所述堵頭(6)位于水壓接管(4)內(nèi)且與水壓接管(4)密封固定連接，所述密封芯棒(5)的后部設(shè)有連通圓柱內(nèi)腔的疏水空腔(7)，所述堵頭(6)上設(shè)有連通疏水空腔(7)及外界的注水孔(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水壓接管(4)前部的外壁套接有墊環(huán)(9)，所述墊環(huán)(9)的前端伸出水壓接管(4)并與薄壁(3)的外壁搭接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述水壓接管(4)中部的外壁套接有套筒(10)，所述套筒(10)的外壁與容器本體(1)的內(nèi)壁抵接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述堵頭(6)上設(shè)有連通圓柱內(nèi)腔及外界的排氣孔(11)。
5.權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)的安裝使用方法，其特征在于，包括以下步驟: a.水壓接管(4)密封焊接在薄壁(3)上； b.密封芯棒(5)與堵頭(6)固定后裝入圓柱內(nèi)腔，使密封芯棒(5)的前端貼合圓環(huán)翅片(2)后將堵頭(6)與水壓接管(4)點(diǎn)焊固定； c.密封芯棒(5)與翅片密封焊接； d.堵頭(6)與水壓接管(4)密封焊接； e.通過(guò)注水孔(8)向圓柱內(nèi)腔充水加壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:步驟a中，密封焊接前在水壓接管(4)外壁的前部通過(guò)點(diǎn)焊固定的方式套接一墊環(huán)(9)，水壓接管(4)裝配至薄壁(3)上使墊環(huán)(9)前端搭接薄壁(3)外壁。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:步驟a中，密封焊接前將水壓接管(4)裝配至薄壁(3)上，將一套筒(10)插入水壓接管(4)與容器本體(1)的空隙內(nèi)，使套筒(10)的內(nèi)壁、外壁分別抵接水壓接管(4)的外壁和容器本體(1)的內(nèi)壁。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:步驟c中，密封焊接前先對(duì)密封芯棒(5)與圓環(huán)翅片(2)之間手工TIG點(diǎn)焊固定，再以手工TIG焊完成密封芯棒(5)與圓環(huán)翅片(2)之間的密封環(huán)縫的焊接。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓力容器的水壓試驗(yàn)密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述步驟e中，在堵頭(6)上開(kāi)設(shè)連通圓柱內(nèi)腔與外界的排氣孔(11)，充水直至排氣孔(11)冒水后，將排氣孔(11)密封。
【文檔編號(hào)】F16J13/00GK103557325SQ201310526783
【公開(kāi)日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】唐偉, 陳耀茂, 鄧智勇, 孫勇, 馬文超 申請(qǐng)人:東方電氣(廣州)重型機(jī)器有限公司