小型设备可检修的管箱结构的制作方法

本申请属于核动力推进装置换热器，具体涉及一种小型设备可检修的管箱结构。

背景技术：

1、水面核动力推进装置设置有多型高温高压的核级换热器。由于换热器一侧通入温度较高的冷却剂，为缓解高温造成的变形不协调及由此产生的热应力，相关换热器通常采用u形管换热器结构。相较于核电厂中的大型换热器，水面核动力推进装置高温高压换热器的设计热负荷较小，换热器总体结构尺寸也相对紧凑。为保证运行可靠性并避免冷却剂泄漏，管箱与管板、管箱接管与系统管路通常采用全焊接结构。

2、由于换热器结构紧凑且管箱结构采用全焊接，在不进行管箱切割及接管切割的前提下，现有小型换热器在服役期间难以对u形传热管、管子管板焊缝等进行检测。由于舱室空间狭小，原位对换热器进行切割以及后续复装组焊、无损检测均存在较大困难；同时切割需要对焊缝及热影响区域金属进行切除，容易导致管箱和接管有效长度变短，因此通过切割管箱和接管的方式对换热器传热管进行检修并不适宜。

3、u形传热管是重要的冷却剂压力边界，若无法进行在役检测，则无法对传热管运行状态进行有效监测，存在因传热管或管子管板焊缝破损而导致冷却剂泄漏的风险。同时，若无法对破损传热管进行堵管处理，传热管一旦发生破损泄漏，往往只能更换整台换热器，导致维修的经济成本和时间成本显著增加。

4、现有部分换热器管箱采用可开启平盖或可卸盖板结构，虽然能够在一定程度上便于拆卸检修，但其密封结构尺寸较大，所需紧固件规格和数量较多，拆卸和安装对现场空间、工装及吊装条件要求较高。对于核动力推进装置中高温高压且压力、温度频繁波动的应用场景，大尺寸可拆卸密封结构还可能增加冷却剂泄漏风险，难以兼顾密封可靠性、小型化布置和狭小空间内的快速检修需求。

5、因此，有必要提出一种适用于小型换热器的可检修管箱结构，在不破坏全焊接承压边界的前提下，为管程侧在役检查和维修提供可拆卸检修通道，并兼顾高温高压工况下的密封可靠性及狭小空间内的拆装便利性。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种小型设备可检修的管箱结构，以解决现有小型高温高压换热器在管箱及接管采用全焊接结构时难以对管程侧进行在役检查和维修的问题，并在保证承压边界完整性和密封可靠性的基础上，提高传热管及管子管板焊缝的检修便利性。

2、实现本申请目的的技术方案：

3、本申请提供一种小型设备可检修的管箱结构，包括管箱封头、管程进口接管、管程出口接管、分程隔板和手孔密封组件；

4、所述管箱封头为带直筒段的平板封头结构，所述直筒段用于与管板焊接连接，所述管程进口接管和所述管程出口接管分别焊接于所述直筒段的两侧；

5、所述管箱封头的平板封头在所述分程隔板的两侧分别开设一个手孔，各所述手孔处均安装有可拆卸的所述手孔密封组件，以形成对管程侧进行原位检修的检修通道。

6、可选的，所述管箱封头采用整体锻造成型，并形成圆柱形结构，所述管箱封头的端部为所述平板封头。

7、可选的，所述手孔密封组件包括密封压板、密封托块、密封垫片、手孔螺柱、手孔螺母和垫圈。

8、可选的，两个所述手孔分别对应布置于管程进口侧和管程出口侧，并分别位于所述分程隔板的两侧。

9、可选的，所述管箱封头的内径不小于φ300mm，所述手孔的最小直径为φ80mm。

10、可选的，所述管箱封头的平板封头与管板表面平行，且所述手孔的轴线垂直于所述管板，以便通过所述手孔接近管孔位置。

11、可选的，所述分程隔板焊接于所述管箱封头的中部，所述分程隔板的端部设置有梯形密封凸肩，所述梯形密封凸肩用于与所述管板上的梯形凹槽配合。

12、可选的，所述管程进口接管、所述管程出口接管与所述管箱封头的连接均为焊接连接，以形成全焊接的管箱承压边界。

13、可选的，所述手孔密封组件的最大外径不大于φ180mm，重量不大于12kg。

14、本申请的有益技术效果在于：

15、本申请提供的小型设备可检修的管箱结构，包括管箱封头、管程进口接管、管程出口接管、分程隔板和手孔密封组件，管箱封头采用带直筒段的平板封头结构，直筒段用于与管板焊接连接，管程进口接管和管程出口接管分别焊接于直筒段两侧，平板封头在分程隔板两侧分别开设手孔并安装可拆卸的手孔密封组件，从而形成对管程侧进行原位检修的检修通道；通过上述结构，在保持管箱与管板、接管等全焊接承压边界可靠性的基础上，可在不切割管箱和接管的情况下拆卸手孔密封组件并进入管程侧实施传热管内涡流检测、管子管板焊缝内窥镜检查及堵管维修，既解决了小型高温高压换热器因封头尺寸受限而难以布置检修通道的问题，又利用小型轻量化手孔密封结构确保密封可靠性，降低冷却剂泄漏风险，同时减轻狭小舱室内检修拆装工作量，减少因传热管损坏而整台更换换热器的经济成本和时间成本，提高水面核动力推进装置换热器的运行安全性和检修便利性。

1.一种小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，包括管箱封头（2）、管程进口接管（1）、管程出口接管（10）、分程隔板（6）和手孔密封组件；

2.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，所述管箱封头（2）采用整体锻造成型，并形成圆柱形结构，所述管箱封头（2）的端部为所述平板封头。

3.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，所述手孔密封组件包括密封压板（3）、密封托块（4）、密封垫片（5）、手孔螺柱（7）、手孔螺母（8）和垫圈（9）。

4.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，两个所述手孔分别对应布置于管程进口侧和管程出口侧，并分别位于所述分程隔板（6）的两侧。

5.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，所述管箱封头（2）的内径不小于φ300mm，所述手孔的最小直径为φ80mm。

6.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，所述管箱封头（2）的平板封头与管板（11）表面平行，且所述手孔的轴线垂直于所述管板（11），以便通过所述手孔接近管孔位置。

7.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，所述分程隔板（6）焊接于所述管箱封头（2）的中部，所述分程隔板（6）的端部设置有梯形密封凸肩，所述梯形密封凸肩用于与所述管板（11）上的梯形凹槽配合。

8.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，所述管程进口接管（1）、所述管程出口接管（10）与所述管箱封头（2）的连接均为焊接连接，以形成全焊接的管箱承压边界。

9.根据权利要求1所述的小型设备可检修的管箱结构，其特征在于，所述手孔密封组件的最大外径不大于φ180mm，重量不大于12kg。