本发明专利技术公开了一种用于管道管壁孔周围局部快速高温加热的方法及其装置，在加热区域内外设置辐射隔热罩和适配盘，利用燃烧器产生的高温气流冲击加热管道表面需要加热的区域和辐射隔热罩定向高温热辐射效应对管道表面管壁孔周围区域进行局部快速高温加热；同时，高温气流通过管壁孔进入管道内冲击加热适配盘，利用高温气流的冲击扰动和适配盘的定向高温热辐射效应对管道内壁管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，从而实现管壁孔周围区域的局部快速高温加热。本发明专利技术能实现管壁孔周围局部快速高温加热，能在３０～３５ｍｉｎ内使管道管壁的内外表面加热温度均达到１１５０～１２００℃，而表面氧化烧损厚度小于０．５ｍｍ，从而满足工艺要求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种可实现局部快速高温加热的方法和装置，本方法和装置专门针对 核电主蒸汽管嘴成型前的局部加热而设计，也可适用于所有其它管道管壁孔周围的局部快 速高温加热等类似的场合。
技术介绍
超级管道是核电蒸汽管道的重要组成部分，传统的管嘴与管道的连接采用焊接 方式，质量难以满足核电使用的工况要求。新的核电设计要求主蒸汽的管嘴与整体锻 造成型，使管嘴与管道的连接连续无缝，以满足核电技术发展的需要。如中国专利技术专利 CN101767171A和CN101767172A所述在合格的管坯需要成型管嘴的位置处设有预置孔，预 置孔的大小是根据管坯的可利用厚度以及管嘴成型后的尺寸确定的。根据挤压成型工艺的 要求，需要在3(T35min内将预置孔周围f35(T400mm区域均勻加热到1150°C，且表面氧化烧 损厚度小于0. 8mm。传统的整体加热方法耗能高、加热时间长、金属烧损大，且不能满足管嘴挤压成型 的加热工艺要求。专利CN1191162A是利用电磁感应热效应对处于线圈内的钢坯进行的快 速加热，不适合本研究中的仅对管坯上预置孔周围的局部区域快速加热升温的要求，且本 研究中的主蒸汽截面直径大(fSOOmm以上)、管坯长、多个预置孔(4个或4个以上)分布于 管坯纵向的不同径向位置上。专利CN201197641和CN201542449U的用于电煎烤器的局部 高温加热器，也不能满足本研究中管嘴挤压成型前的局部快速加热工艺要求。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述不足，本专利技术的目的在于提供一种用于管道管壁孔周围 区域的局部快速升温的高温加热方法。本专利技术还基于该方法设计了 一种新的加热装置。本专利技术的技术方案是这样实现的用于管道管壁孔周围局部快速高温加热的方 法，首先，在燃烧器和管道表面管壁孔周围需要加热的区域之间设置辐射隔热罩，同时，在 管道内设置正对管壁孔的适配盘，与管道内壁配合形成一个加热空腔，利用适配盘挡接从 管壁孔进入管道内的高温气流，使适配盘的辐射区域为管道内壁管壁孔周围需要加热的区 域；然后，利用燃烧器产生的高温气流冲击加热管道表面需要加热的区域和辐射隔热罩定 向高温热辐射效应对管道表面管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，同时，高温气流通 过管壁孔进入管道内冲击加热适配盘，利用高温气流的冲击扰动和适配盘的定向高温热辐 射效应对管道内壁管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，从而实现管壁孔周围区域的局 部快速高温加热。根据上述加热方法设计的加热装置，它包括燃烧器，燃烧器出口设有喇叭状的辐 射隔热罩，辐射隔热罩前端具有与管道表面管壁孔周围需要加热区域边缘贴合的喇叭口；本加热装置还配置有适配盘，适配盘位于管道内正对管壁孔，适配盘具有与管道内壁孔周 围需要加热区域边缘相贴合的端口。进一步地，所述适配盘底面为矩形，适配盘正面中部设有弧形锅底状凹坑，凹坑口 部与适配盘周围凸缘平滑过度，适配盘正面沿管道轴向两端具有与管道内壁贴合的弧形突 起。所述燃烧器为丙烷_空气燃烧器，燃烧器具有丙烷输送管和空气输送管。相比现有技术，本专利技术具有如下优点本专利技术合理组织空气_丙烷流动燃烧产生的高温气流冲击被加热区域，对管壁孔所在 的管道管壁采用双面强化对流加热，同时利用定向高温热辐射效应对管壁孔周围区域进行 局部快速高温加热，从而实现管道管壁孔周围局部快速高温加热。本专利技术能实现超级管道 预置孔周围f35(T400mm区域均勻加热，并在3(T35min内使管道管壁的内外表面加热温度 均达到115(Tl20(rC，而表面氧化烧损厚度小于0. 5mm，从而满足管嘴挤压工艺要求的局部 高温加热要求。附图说明图1一本专利技术结构示意图。图2—本专利技术适配盘结构示意图。图3—图2A-A剖视图。图4一图2B-B剖视图。其中，1-丙烷输送管；2-空气输送管；3-燃烧器；4-辐射隔热罩；5-适配盘；6_管 道；7-管壁孔；8-凹坑；9-弧形突起。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术是加热方法为先在燃烧器和管道表面管壁孔周围需要加热的区域之间设 置辐射隔热罩，同时在管道内设置正对管壁孔的适配盘，利用适配盘挡接从管壁孔进入管 道内的高温气流，与管道内壁配合形成一个加热空腔，使适配盘的辐射区域为管道内壁管 壁孔周围需要加热的区域；然后将燃烧器产生的高温气流以80m/s以上的速度冲击管道表 面需要加热的区域，利用辐射隔热罩定向高温热辐射效应对管道表面管壁孔周围区域进行 局部快速高温加热，同时使高温气流通过管壁孔进入管道内，利用适配盘定向高温热辐射 效应对管道内壁管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，从而实现管壁孔周围特定区域的 快速加热。根据上述加热方法设计的加热装置参见图1，从图1中可以看出，本加热装置包括 燃烧器3，燃烧器3出口设有喇叭状的辐射隔热罩4，辐射隔热罩4前端具有与管道表面管 壁孔周围需要加热区域边缘贴合的喇叭口 ；本加热装置还配置有适配盘5，适配盘5位于管 道6内正对管壁孔7，适配盘5具有与管道内壁管壁孔周围需要加热区域边缘相贴合的端所述适配盘5底面为矩形，适配盘5正面中部设有弧形锅底状凹坑8，凹坑口部与 适配盘周围凸缘平滑过度，适配盘5正面沿管道轴向两端具有与管道内壁贴合的弧形突起49，见图2、图3和图4。所述燃烧器3为丙烷-空气燃烧器，燃烧器具有丙烷输送管1和空气输送管2。本专利技术通过燃烧器3合理组织由丙烷输送管1送入的丙烷和空气输送管2送入的 空气的流动、混合和燃烧，形成适宜的高温气流(速度80m/s以上)冲击管道管壁孔7的周围 区域，强化气流与管壁的对流传热，同时，利用辐射隔热罩4的定向高温热辐射效应对管壁 孔7周围管道6外壁表面进行局部快速高温加热。管道管壁孔7周围内壁的局部快速高温 加热，是利用管壁孔7导入部分丙烷燃烧产生的高温气流在适配盘和管道内壁配合形成的 孔腔内强烈扰动、冲刷，强化气流与管壁间的对流传热，同时，利用适配盘的定向高温辐射 效应对管壁孔7周围管道6内壁表面进行局部快速高温加热。管道6管壁内部的加热是利 用材料内部传导传热来进行，采用上述方法对管道6管壁内外实施双面加热，可有效缩短 局部加热时间，减少氧化烧损。局部高温加热过程详述如下将设有管壁孔7的管道6置于燃烧器3、扩张型辐射 隔热罩4的正下方，管壁孔7正对上方的燃烧器中心。适配盘5置于管道6管道内，位于管 壁孔7的正下方。燃烧器3的用途是将丙烷输送管1送入的丙烷和空气输送管2送入的空 气按一定方式混合、燃烧，同时借助辐射隔热罩4和适配盘5的作用，在管壁孔7所在的管 道6外壁表面和内壁表面均形成一定尺寸的高温区域(核电主蒸汽超级管道该区域大小为 直径f35(T400mm)，对管壁孔7周围区域的管道6管壁内外两面进行快速均勻的局部加热。 通过本专利技术，可以在局部加热时间3(T35min内，使内外表面加热温度均达到115(Γ 200 ， 加热区域烧损少，表面氧化烧损厚度小于0. 5mm，达到管嘴挤压工艺要求的局部高温加热目 的。本专利技术考虑到某些管道管壁较厚(如标准的超级管道为49. 8mm)，故设计双面加热 以满足快速高温加热和管壁内外温差的目的。本专利技术利用管壁孔导入部分丙烷燃烧产生的 高温气流，以有效促进管道管壁孔周围区域内表面的局部高温加热。利用适配盘挡接从管 壁本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于管道管壁孔周围局部快速高温加热方法，其特征在于：在燃烧器和管道管壁孔之间设置辐射隔热罩，同时在管道内正对管壁孔处设置适配盘，使适配盘与管道内壁配合形成一个加热空腔，利用适配盘挡接从管壁孔进入管道内的高温气流，使适配盘的辐射区域为管道内壁管壁孔周围需要加热的区域；利用燃烧器产生的高温气流冲击加热管道表面需要加热的区域和辐射隔热罩的定向高温热辐射效应对管道表面管壁孔周围区域进行局部快速高温加热；同时，高温气流通过管壁孔进入管道内冲击加热适配盘，利用高温气流冲击扰动和适配盘的定向高温热辐射效应对管道内壁管壁孔周围区域进行局部快速高温加热，从而实现管道管壁孔周围区域的局部高温快速加热。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：温良英，张正荣，邹冲，王昆，尹国亮，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：85
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