Приспособление для термообработки крупногабаритных полых изделий

 

Сущность изобретения: приспособление для термообработки крупногабаритных полых изделий содержит нагревательные элементы и термоизоляционный экран, который представлен дополнительной подогревающей камерой с системой подводящих патрубков, формирующих тепловой воздушный поток по наружной поверхности изделия, и снабжено эжектором, размещенным в зоне вывода боковых трубных пучков коллектора, при этом эжектор и дополнительная подогревающая камера подсоединены трубопроводами к магистральной сети сжатого воздуха. 1 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к приспособлениям для термической обработки крупногабаритных полых изделий, а именно коллекторов парогенераторов энергетических установок и может быть использовано на действующих атомных электростанциях.

Известно устройство для термической обработки сварных швов вертикальных сосудов, содержащее нагревательные панели и теплоизоляционные элементы, выполненные в виде бескаркасных эластичных секций из огнеупорного материала, при этом нагревательные панели и теплоизоляционные элементы связаны между собой гибкой связью, например, тросами через систему блоков, а нагревательные элементы установлены на плавающей опоре, перемещаемой по высоте сосуда жидкостью, заполняющей последний [1] Использование известного устройства для термообработки изделий типа коллекторов парогенераторов затруднено из-за наличия боковых трубных пучков, соединяющих соседние коллекторы и препятствующих использованию жидкости для перемещения нагревательных элементов и размещению теплоизоляционных элементов по наружной поверхности коллектора.

Кроме того, использование только радиационного нагрева для термообработки коллекторов парогенераторов малоэффективно из-за толщины стенок сосуда, превышающей на порядок толщину стенки сосуда, для которого предназначено устройство. При радиационном нагреве толстостенных сосудов типа коллекторов парогенераторов невозможно обеспечить равномерность прогрева стенок сосуда по высоте и толщине.

Наиболее близким техническим решением по назначению, технической сущности и достигаемому результату является устройство для термической обработки сварных тел вращения, содержащее нагревательные элементы и теплоизоляционный экран, при этом нагревательные элементы размещены по всей высоте обрабатываемого сосуда и поджаты упругими телескопическими распорками к поверхности сосуда, и нагревательные элементы и теплоизоляционный экран опираются на опорные ролики [2] Недостатком известного устройства является низкая эффективность радиационного нагрева, не обеспечивающего равномерности прогрева толстостенных сосудов по толщине и необходимость установки термоизоляционного экрана, что затрудняет при сложной боковой поверхности сосуда, а при наличии трубных боковых пучков установка теплоизоляционного экрана по наружной поверхности коллектора вобщем невозможна.

Кроме того, недостатком известного устройства является необходимость дублирования нагревательными элементами формы термообрабатываемого сосуда, что в условиях ограниченной доступности во внутренний объем сосуда усложняет использование устройства.

Использование предлагаемого приспособления для термообработки крупногабаритных полых изделий обеспечивает расширение его технологических возможностей и равномерность прогрева толстостенных сосудов с боковым размещением трубных пучков или перфорацией на боковой поверхности.

Указанный эффект достигается тем, что в приспособлении для термообработки крупногабаритных полых изделий, преимущественно коллекторов парогенераторов с боковыми трубными пучками, содержащем нагревательные элементы, соотнесенные с высотой зоны термообработки и термоизоляционный экран, последний представлен дополнительной подогревающей камерой с системой подводящих патрубков, формирующих тепловой воздушный поток по наружной поверхности изделия, и приспособление снабжено эжектором, размещенным в зоне вывода боковых трубных пучков коллектора, при этом эжектор и дополнительная подогревающая камера подсоединены трубопроводами к магистральной сети сжатого воздуха.

Выполнение теплоизоляционного экрана в виде дополнительной подогревающей камеры и системы подводящих патрубков, формирующих тепловой воздушный поток по наружной поверхности изделия обеспечивает теплоизоляцию наружной поверхности обрабатываемого изделия, снабженной боковыми трубными пучками, что расширяет технологические возможности приспособления.

Кроме того, формирование теплоизоляционного экрана в виде теплового воздушного потока не только предотвращает отвод тепла от нагреваемого изделия в окружающую среду, но и позволяет активизировать процесс термообработки, обеспечивая равномерность прогрева толстостенных сосудов.

Дополнение приспособления эжектором, размещенным в зоне выхода боковых трубных пучков обеспечивает равномерность прогрева по толщине толстостенных сосудов с трубными пучками благодаря формированию теплового воздушного потока через трубные пучки.

Подключение дополнительной подогревающей камеры и эжектора, подводящими трубопроводами к магистральной сети сжатого воздуха обеспечивает зависимое и автономное регулирование тепловых потоков, что также расширяет технологические возможности приспособления.

Установлено, что принцип формирования теплового газового потока в прогреваемом изделии использован в устройстве для термообработки коллекторов трубных блоков поверхностей нагрева котла, которое снабжено распределителем горячих газов, выполненным в виде конической трубы с отверстиями, вставляемой внутрь коллектора.

Однако введение распределителя горячих газов в полость коллектора парогенератора невозможно из-за размещения коллекторов в корпусе парогенератора. К тому же введением распределителя горячих газов в полость термообрабатываемого сосуда решается задача формирования теплового потока лишь внутри сосуда, что не обеспечивает равномерности прогрева стенок сосуда по толщине.

В предлагаемом приспособлении сформированные тепловые воздушные потоки через боковые трубные пучки и по наружной поверхности сосуда обеспечивают равномерность прогрева стенок сосуда по высоте и толщине.

На чертеже приведена схема размещения его элементов приспособления в термообрабатываемом коллекторе парогенератора.

Приспособление для термообработки крупногабаритных полых изделий, содержит нагревательные элементы 1, помещенные в зоне 2 размещения трубных пучков 3 в коллекторе 4 парогенератора 5, подогревающую камеру 6 с нагревательным элементом 7 и подводящими патрубками 8, введенными в дренажные патрубки 9, выполненные в патрубке 9' парогенератора и формирующими тепловой воздушный поток по наружной поверхности коллектора 4. В зоне 10 вывода трубных пучков 3 коллектора 4 установлен эжектор 11, подсоединенный трубопроводом 12 к магистральной сети 13 сжатого воздуха, к которой подключена и нагревающая камера 6.

Приспособление работает следующим образом.

Нагревательные элементы 1 устанавливаются в полости коллектора 4 в зоне 2 размещения трубных пучков 3, а подогревающая камера 6 в зоне патрубка 9' парогенератора 5, при этом подводящие патрубки вводятся в дренажные патрубки 9. Эжектор 11 размещается в зоне 10 вывода трубных пучков коллектора 4, которая представлена соседним коллектором парогенератора 5. Подогревающая камера 6 и эжектор 11 подключаются трубопроводами 12 к магистральной сети сжатого воздуха.

После установки элементов приспособления в коллекторах парогенератора включаются нагревательные элементы 1 и 7 и от магистральной сети 13 в подогревающую камеру 6 и через эжектор 11 в зону 10, представленную соседним коллектором, подается воздух под давлением.

При нагреве стенок коллектора 4 нагревательными элементами 1 по наружной его поверхности подводящими патрубками 8 подогревающей камеры 6 формируется воздушный тепловой поток, выполняющий роль теплоизоляционного экрана и улучшающий нагрев стенок коллектора с наружной стороны. Эжектором 11, увлекающим воздух из зоны 10 и создающим тягу в зоне вывода трубных пучков 3 коллектора, через трубные пучки формируется воздушный поток, подогреваемый в зоне 2 размещения нагревательных элементов 1 и способствующий прогреву стенок коллектора по толщине.

Формула изобретения

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ ТЕРМООБРАБОТКИ КРУПНОГАБАРИТНЫХ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ, преимущественно коллекторов парогенераторов с боковыми трубными пучками, содержащее нагревательные элементы и тепловой экран, отличающееся тем, что оно снабжено эжектором, размещенным в зоне выхода боковых трубных пучков, а тепловой экран выполнен в виде камеры подогрева с системой подводящих патрубков, формирующих тепловой воздушный поток по наружной поверхности коллектора, при этом эжектор и камера подогрева подсоединены к магистральной сети сжатого воздуха.

РИСУНКИ

Рисунок 1