冷弯核电波动管的方法和系统

摘要

本发明提供一种冷弯核电波动管的方法，包括以下步骤：将波动管的一端依次穿过弯管模的螺旋形模槽和导向装置，被液压夹紧装置夹持，弯管模设置在钢丝绳转轮上；钢丝绳转轮用拉力装置拉动并带动弯管模旋转；波动管的另一端设置推力装置，推动波动管运动，推力的方向斜向上与水平面呈一夹角；当波动管弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧位置增加丝杆夹紧装置夹持；及拉力装置与推力装置配合，使穿过螺旋形模槽的波动管折弯呈螺旋形。本发明还提供一种冷弯核电波动管的系统。上述方法和系统弯制的冷弯核电波动管满足设计要求，尺寸准确。

权利要求

1.一种冷弯核电波动管的方法，其特征在于，包括以下步骤：

将波动管的一端依次穿过弯管模的螺旋形模槽和导向装置，被液压夹紧装置夹持，所述弯管模设置在钢丝绳转轮上；

所述钢丝绳转轮用拉力装置拉动并带动弯管模旋转；

所述波动管的另一端设置推力装置，推动波动管运动，所述推力的方向斜向上与水平面呈一夹角；

当波动管弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧位置增加丝杆夹紧装置夹持，丝杆夹紧装置设置在90°处，用于夹紧弯曲角度超过90°的弯管；及所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述螺旋形模槽的波动管折弯呈螺旋形，直到波动管的弯管角度略大于180°。

2.一种冷弯核电波动管的系统，包括波动管，设置在波动管后端的推力装置，设置在波动管前端的弯管装置，和与所述弯管装置相连的拉力装置，其特征在于，所述弯管装置包括导向装置、液压夹紧装置、丝杆夹紧装置、中心轴、套设在中心轴上的弯管模和套设在中心轴上位于所述弯管模下方的钢丝绳转轮；

所述弯管模具有螺旋形模槽，所述波动管依次穿过所述螺旋形模槽和导向装置，被所述液压夹紧装置夹持；所述推力装置和所述拉力装置位于所述弯管装置的同一侧，所述拉力装置与所述钢丝绳转轮相连，拉动钢丝绳转轮绕所述中心轴转动，带动所述弯管模旋转；

所述推力装置推动波动管运动，所述推力方向斜向上与水平面呈一夹角；当波动管弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧位置增加所述丝杆夹紧装置夹持，丝杆夹紧装置设置在90°处，用于夹紧弯曲角度超过90°的弯管；所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述螺旋形模槽的波动管折弯呈螺旋形，直到波动管的弯管角度略大于180°；

所述导向装置包括导向滑座和设置在导向滑座上的导向滑槽；所述推力装置包括电气控制柜、油箱、油路集成块、油泵、电动机和组合双油缸，所述电动机枢接油泵通过管路连接油箱和组合双油缸，所述管路中设有溢流阀，用于将所述推力装置的推力速度与所述拉力装置的拉力速度同步。

3.根据权利要求2所述的冷弯核电波动管的系统，其特征在于，所述推力装置还包括底板、间隔设置在底板上的油缸支座固定架、设置在油缸支座固定架上的油缸支座、设置在底板上位于所述油缸支座固定架前端的滚筒支架和设置在滚筒支架上的导向滚筒，所述组合双油缸设置在所述油缸支座上。

4.根据权利要求2所述的冷弯核电波动管的系统，其特征在于，所述拉力装置包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬拉力装置，所述省力滑轮组装置包括钢丝绳、主动静滑轮组和副动静滑轮组，所述钢丝绳依次穿过所述主动静滑轮组、钢丝绳转轮、副动静滑轮组与所述卷扬拉力装置相连。

5.根据权利要求4所述的冷弯核电波动管的系统，其特征在于，所述卷扬拉力装置包括拉力电动机、减速机和卷筒装置，所述拉力电动机和减速机枢接卷筒装置拉动所述钢丝绳。

说明书

冷弯核电波动管的方法和系统

技术领域

[0001] 本发明涉及弯管设备，特别是涉及一种冷弯核电波动管的方法和系统。

背景技术

[0002] 大型先进压水堆核电站AP1000、CAP1400、APR1000等项目中，要求反应堆主冷却剂系统管道焊缝少、尽量采用连弯、且弯管尺寸精确。其中连接稳压器与主管道热段的波动管中，存在一段180°螺旋形弯管，螺旋升角约为2.5°，给波动管的成形带来了难度及挑战。

[0003] 请参阅图6，传统的波动管成形该螺旋形弯管的方式是：将该段波动管先弯制成平面U形弯（180°弯管），将弯制好的平面U形波动管安装在液压机工作台上，整形夹紧块、支撑块用于固定波动管一侧，上模安装在液压机活动压块上，工作时，上模下压波动管一侧，使波动管绕着位于支撑块出的横截面扭转一个角度，达到接近螺旋线的坡度要求。设计要求整个U形弯管圆弧部分为连续相等的坡度，即弯管轴线应为螺旋形，但是上述波动管的成形方式只是近似，并非连续坡度，不能满足设计要求，且在坡度压制成形过程中，易使U形弯管已达到的开档尺寸发生变化，使弯管尺寸精确度大打折扣。

发明内容

[0004] 基于此，有必要针对传统的成形波动管的方式不能满足设计要求、弯管尺寸不精确的问题，提供一种满足设计要求、弯管尺寸精确的冷弯核电波动管的方法。

[0005] 此外，本发明还提供一种冷弯核电波动管的系统。

[0006] 一种冷弯核电波动管的方法，包括以下步骤：

[0007] 将波动管的一端依次穿过弯管模的螺旋形模槽和导向装置，被液压夹紧装置夹持，所述弯管模设置在可旋转的钢丝绳转轮上；

[0008] 所述钢丝绳转轮用拉力装置拉动被带动弯管模旋转；

[0009] 所述波动管的另一端设置推力装置，推动波动管运动，所述推力的方向斜向上与水平面呈一夹角；

[0010] 当波动管弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧位置增加丝杆夹紧装置夹持；及

[0011] 所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述螺旋形模槽的波动管折弯呈螺旋形。

[0012] 一种冷弯核电波动管的系统，包括波动管，设置在波动管后端的推力装置，设置在波动管前端的弯管装置，和与所述弯管装置相连的拉力装置，所述弯管装置包括导向装置、液压夹紧装置、丝杆夹紧装置、中心轴、套设在中心轴上的弯管模和套设在中心轴上位于所述弯管模下方的钢丝绳转轮；

[0013] 所述弯管模具有螺旋形模槽，所述波动管依次穿过所述螺旋形模槽和导向装置，被所述液压夹紧装置夹持；所述拉力装置与所述钢丝绳转轮相连，拉动钢丝绳转轮绕所述中心轴转动，带动所述弯管模旋转；所述推力装置推动波动管运动，所述推力方向斜向上与水平面呈一夹角；当波动管弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧位置增加所述丝杆夹紧装置夹持；所述拉力装置与推力装置配合，使穿过所述螺旋形模槽的波动管折弯呈螺旋形。

[0014] 在其中一个实施例中，所述导向装置包括导向滑座和设置在导向滑座上的导向滑槽。

[0015] 在其中一个实施例中，所述推力装置包括电气控制柜、油箱、油路集成块、油泵、电动机和组合双油缸，所述电动机枢接油泵通过管路连接油箱和组合双油缸，所述管路中设有溢流阀，用于将所述推力装置的推力速度与所述拉力装置的拉力速度同步。

[0016] 在其中一个实施例中，所述推力装置还包括底板、间隔设置在底板上的油缸支座固定架、设置在油缸支座固定架上的油缸支座、设置在底板上位于所述油缸支座固定架前端的滚筒支架和设置在滚筒支架上的导向滚筒，所述组合双油缸设置在所述油缸支座上。

[0017] 在其中一个实施例中，所述拉力装置包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬拉力装置，所述省力滑轮组装置包括钢丝绳、主动静滑轮组和副动静滑轮组，所述钢丝绳依次穿过所述主动静滑轮组、钢丝绳转轮、副动静滑轮组与所述卷扬拉力装置相连。

[0018] 在其中一个实施例中，所述卷扬拉力装置包括拉力电动机、减速机和卷筒装置，所述拉力电动机和减速机枢接卷筒装置拉动所述钢丝绳。

[0019] 在其中一个实施例中，所述推力装置和所述拉力装置位于所述弯管装置的同一侧。

[0020] 上述冷弯核电波动管的方法和系统，通过螺旋形弯管模、调整推力方向、增加丝杆夹紧装置，使得推拉式冷弯弯管机能够精确推拉冷弯核反应堆波动管，得到满足设计要求、弯管尺寸精确的波动管。

附图说明

[0021] 图1为一实施方式的冷弯核电波动管的系统的结构示意图；

[0022] 图2为图1中推力装置的结构示意图；

[0023] 图3为图1中弯管装置的结构示意图；

[0024] 图4为图1中拉力装置中省力滑轮组装置的结构示意图；

[0025] 图5为图1中拉力装置中卷扬拉力装置的结构示意图；

[0026] 图6为传统波动管成形的方法示意图；

[0027] 图7为波动管的起弯图；

[0028] 图8为波动管推拉式冷弯过程示意图；

[0029] 图9为波动管的检测图。

具体实施方式

[0030] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

[0031] 需要说明的是，当元件被称为“设置”在另一个元件，它可以是直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为与另一个元件“相连”，它可以是直接连通到另一个元件，或者可能同时存在居中元件。

[0032] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

[0033] 一种冷弯核电波动管的方法，包括以下步骤：

[0034] S110、将波动管的一端依次穿过弯管模的螺旋形模槽和导向装置，被液压夹紧装置夹持，弯管模设置在钢丝绳转轮上。

[0035] S120、钢丝绳转轮用拉力装置拉动并带动弯管模旋转。

[0036] 其中，拉力装置包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬拉力装置。

[0037] 钢丝绳转轮用省力滑轮组装置拉动并带动弯管模旋转，省力滑轮组装置的动力端采用卷扬拉力装置，拉动省力滑轮组装置的钢丝绳，钢丝绳缠绕在钢丝绳转轮上，通过摩擦，对钢丝绳转轮施加转矩，钢丝绳转轮对固定在其上的弯管模也施加转矩，从而带动装夹在弯管模上的波动管一起旋转，在此过程中，弯管产生塑性变形。

[0038] S130、波动管的另一端设置推力装置，推动波动管运动，推力的方向斜向上与水平面呈一夹角。

[0039] 推力的方向与水平面呈一夹角，方向斜向上，波动管也沿斜向运动，使波动管成形过程中与螺旋形模槽吻合，从而弯制出螺旋形的弯管。

[0040] S140、当波动管弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧位置增加丝杆夹紧装置夹持。

[0041] S150、拉力装置与推力装置配合，使穿过螺旋形模槽的波动管折弯呈螺旋形。

[0042] 上述冷弯核电波动管的方法简单、通过将波动管装夹在螺旋形模槽内、调整推力方向，在弯管角度达到90°时暂停弯制，在新的起弧位置增加丝杆夹紧装置，得到满足设计要求、弯管尺寸精确的波动管。

[0043] 请参阅图1，为一实施方式的冷弯核电波动管的系统，包括波动管、设置在波动管后端的推力装置20、设置在波动管前端的弯管装置30和与弯管装置30相连的拉力装置40。

[0044] 优选的，推力装置20与拉力装置40位于弯管装置30的同一侧。

[0045] 请参阅图2，推力装置20包括电气控制柜21、油箱22、油路集成块23、油泵24、电动机25和组合双油缸26。

[0046] 电动机25枢接油泵24通过管路27连接油箱22和组合双油缸26。即电动机25驱动油泵24供油给组合双油缸26产生推力，推动波动管运动。

[0047] 具体的，组合双油缸26推臂前端的推杆头顶住波动管的后端，推动波动管运动。

[0048] 可以理解，组合双油缸26的推力方向，根据波动管螺旋升角的要求，与水平面呈一夹角。

[0049] 管路27中设有溢流阀（图未示），用于将推力装置20的推力速度和拉力装置40的拉力速度同步。

[0050] 在本实施方式中，推力装置20还包括底板28、间隔设置在底板28上的油缸支座固定架282、设置在油缸支座固定架282上的油缸支座284、设置在底板28上的位于油缸支座固定架282前端的滚筒支架286和设置在滚筒支架286上的导向滚筒288。

[0051] 其中，组合双油缸26设置在油缸支座284上。

[0052] 导向滚筒288用于支撑移动中的波动管。

[0053] 请参阅图3，弯管装置30包括导向装置、液压夹紧装置32、丝杆夹紧装置33、中心轴34、套设在中心轴34上的弯管模35和套设在中心轴34上位于弯管模35下方的钢丝绳转轮
36。

[0054] 弯管模35具有螺旋形模槽。

[0055] 波动管依次穿过该螺旋形模槽和导向装置，被液压夹紧装置32夹持。

[0056] 在本实施方式中，导向装置包括导向滑座312和设置在导向滑座312上的导向滑槽314。

[0057] 具体的，波动管依次穿过上述螺旋形模槽和导向滑槽314，被液压夹紧装置32夹持。

[0058] 拉力装置40与钢丝绳转轮36相连，拉动钢丝绳转轮36绕中心轴34转动，带动弯管模35旋转。

[0059] 推力装置20推动波动管运动，推力方向斜向上与水平面呈一夹角。

[0060] 可以理解，组合双油缸26的推力方向，根据波动管螺旋升角的要求，与水平面呈一夹角，使波动管成形过程中与螺旋形模槽吻合，从而弯制出螺旋形的弯管。

[0061] 当波动管弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧位置增加丝杆夹紧装置33夹持，夹紧后，再开始推拉冷弯（即拉力装置40与推力装置20配合），直到波动管的弯管所需角度，该角度略大于180°，卸载回弹后恰好为180°，此时穿过螺旋形模槽的波动管折弯呈螺旋形。

[0062] 上述液压夹紧装置32设置在起弯处，丝杆夹紧装置33设置在90°处，用于夹紧弯曲角度超过90°的弯管。如果不采用丝杆夹紧装置33，当弯曲角度超过90°时，推力将使波动管脱离螺旋形模槽，影响弯管质量，甚至不能弯出合格的螺旋形。

[0063] 请参阅图4 5，拉力装置40包括省力滑轮组装置和与省力滑轮组装置相连的卷扬~拉力装置。

[0064] 在本实施方式中，省力滑轮组装置包括钢丝绳421、主动静滑轮组422和副动静滑轮组423。

[0065] 钢丝绳421依次穿过主动静滑轮组422、钢丝绳转轮36、副动静滑轮组423与卷扬拉力装置相连。

[0066] 在本实施方式中，卷扬拉力装置包括拉力电动机441、减速机442和卷筒装置443。

[0067] 拉力电动机441和减速机442枢接卷筒装置443拉动钢丝绳421。

[0068] 具体的，拉力电动机441通过一弹性联轴器连接减速机442，减速机442输出端通过两小齿轮啮合大齿轮。卷筒装置443通过轴承座固定在支座上。

[0069] 请参阅图7 8，上述冷弯核电波动管的系统，弯管模35与钢丝绳转轮36用插销连成~一体，装在中心轴34上，波动管10装在弯管模35的螺旋形模槽内，通过导向滑槽314被液压夹紧装置32夹持，组合双油缸26推顶波动管，使波动管10连同弯管模35绕中心轴34旋转；拉力装置40也同时拉动钢丝绳转轮36与弯管模35一起带动波动管绕中心轴34旋转。当波动管
10弯管角度达到90°时，暂停弯制，在新的起弧点增加丝杆夹紧装置33夹持。推力为主、拉力为辅，推、拉力同时产生，使弯管模35带动波动管10绕中心轴34旋转运动，管子达到成形目的。组合双油缸26的推力斜向上推进，使得波动管像弹簧一样缠绕在弯管模35上，保证了波动管的设计要求。

[0070] 请参阅图9，为波动管的检测图，将波动管放置在检测平台上，用可调节支座将波动管支撑好，将与稳压器连接的波动管直段通过经纬仪调成竖直，用水准仪检测波动管坡度及高度方向尺寸，用钢尺检测波动管投影水平方向尺寸。经检测，上述方法和系统冷弯的核电波动管满足设计要求，尺寸准确。

[0071] 上述冷弯核电波动管的方法和系统，还能用来弯制与波动管类似的弯管角度大于90°、螺旋形的大口径厚壁管。

[0072] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。