按照中國國家大力發展核電的總體戰略規劃，核電建設所用材料的需求量將大大增加，而核電站用合金材料，特別是某些關鍵設備所用傳熱管（如蒸汽發生器用Inconel690傳熱管）等一直依賴于從世界上僅有的三家制造商進口，分別為法國Valinox、日本住友和瑞典Sandvik；由于中國國外企業技術封鎖的緣故，產線在設計、建設期間沒有任何可以借鑒的資料和經驗。

核電蒸發器用690合金U形傳熱管的質量要求高、生產過程工序繁多（從冷軋開始，到最終U形管包裝，超過了20個工序）、工藝流程長，而且整個生產過程中均為單機作業。尤其是管坯軋制到成品后，鋼管外徑＜∮20毫米，壁厚＜1毫米，長度近28000毫米，屬于超長、小口徑、薄壁管材，工序間的物料轉移難度非常大。因此，合理的產線工藝布局，對于連續、穩定生產，減少過程損失，提高成材率，實現產業化生產尤為重要。

由于核電蒸發器用690合金U形傳熱管的制造過程工序繁多、工藝流程長、過程單機作業以及成品管材的細長特性，成品工藝設備的上、下料臺所占區域較大（最長的達110米），整個產線若要按照單跨直線流程布置，整個廠房的長度將超過600米。這樣將增大產線建設投資，并且不利于現場的生產管理。

一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線專利目的

《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》的目的在于：提出一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，可以解決超長管材（28米）需在多個生產跨區多次轉向的技術問題；使得690合金U形管的生產如何做到“不落地”生產，保證了整個生產過程連續和穩定進行。

一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線技術方案

《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》實現以上發明目的的技術方案是：

一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，包括兩個相鄰的縱向跨區和一個設置在兩個相鄰的縱向跨區端部的并與兩個縱向跨區相鄰且垂直的橫向跨區，其中第一縱向跨區、第二縱向跨區和橫向跨區形成“Π”形生產線；第一縱向跨區的一端為管坯進口，第二縱向跨區上與管坯進口對應的一端為管成品出口，第一縱向跨區與橫向跨區的相鄰端為遠離管坯進口的中間管出口，第二縱向跨區與橫向跨區的相鄰端為遠離管成品出口的中間管進口；第一縱向跨區內設有開坯作業區、粗軋區、精軋區、檢查區和熱處理區，開坯作業區靠近管坯進口，粗軋區、精軋區、檢查區和熱處理區沿第一縱向跨區的寬度方向并排設置并靠中間管出口；第二縱向跨區內沿管成品出口至橫向跨區方向依次設有包裝區、彎管后作業區和彎管區，彎管區與中間管進口之間還設有成品精整檢驗區和成品補充加熱區，成品精整檢驗區和成品補充加熱區沿第二縱向跨區的寬度方向并排設置；橫向跨區內沿其寬度方向并排設有第一成品橫移區和第二成品橫移區，第一成品橫移區的寬度方向位置與粗軋區、精軋區和檢查區的寬度方向位置相對應，第二成品橫移區的寬度方向位置與熱處理區和成品精整檢驗區的寬度方向位置相對應；物料在所述“Π”形生產線內的流向為：從管坯進口進入，依次經過開坯作業區、粗軋區、精軋區、第一成品橫移區、檢查區、熱處理區、第二成品橫移區、成品精整檢驗區、成品補充加熱區、彎管區、彎管后作業區和包裝區，然后從管成品出口完成成品發出，其中粗軋區和精軋區之間、檢查區和熱處理區之間以及成品精整檢驗區和成品補充加熱區之間通過行車吊運，其余各區之間通過轉運設備輸送。

《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》進一步限定的技術方案是：

前述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，第一縱向跨區、第二縱向跨區和橫向跨區寬度方向的跨區為40米。

前述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，轉運設備為鏈式傳送帶、帶式傳送帶或傳送輥道，鏈式傳送帶或帶式傳送帶上設有定距塊。這樣，通過定距塊分別把上工序的出料逐支間隔開來和下工序的上料連接起來，實現鋼管得以平穩的縱、橫移工作，避免了行車往返吊運轉移過程中的碰撞、彎曲變形的現象。

前述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，粗軋區和精軋區內設有依次連接的軋機、脫脂裝置和烘干機。成品精整檢驗區內設有依次連接的光亮熱處理爐、十輥矯直機、拋光機和聯合探傷機。彎管區內設有依次連接的彎管機、水壓試驗機和切管機。其它區域，如開坯作業區、第一成品橫移區、檢查區、熱處理區、第二成品橫移區、成品補充加熱區、彎管區、彎和包裝區只需根據具體工藝要求布置相應的常用設備即可實現《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》的技術方案。

一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線改善效果

《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》的技術效果為：

《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》生產線廠房共三跨，呈“Π”形布置，廠房設計時未采用常規的24米跨距，而是增大到近40米的跨距，長度方向也超過了300米。開坯區、成品區和彎管區等生產作業區分別設置在相鄰的兩跨縱向廠房內（AB和BC跨），橫向廠房（DE跨）主要用于成品細長管的跨間轉運。管坯在“Π”形廠區內從縱向廠房一端進入，按照工藝流程在連通區域逐步推進，到成品從相鄰的縱向廠房另一端發出，整個過程非常流暢。

690合金管材在BC跨內軋制到成品階段后長度達28米，經過脫脂、熱處理后，需要轉運至相鄰的AB跨內進行下工序的生產。由于廠房的柱間距為8米，要實現成品管的跨間（BC跨→AB跨）轉運，管材必須在AB跨內轉向，轉運至BC跨后再次轉向，才能符合生產的工藝流向，這種物料轉運方式在廠房內所需區域極大，而且不便于操作。為了解決這個問題，在兩相鄰縱向廠房的端部設計了與其垂直的橫向廠房（DE跨，跨距近40米），成品管可在橫向廠房區域內通過鏈式橫移機構實現橫向傳送，不需要進行行車吊運和轉向操作。

通過《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》的生產線，生產過程中再配合以少量的行車吊運，690合金U形管的生產可做到真正意義上的“不落地”生產，保證了整個生產過程連續和穩定進行，降低了管材污染的可能性。《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》的生產線布置使得690合金U形管的生產過程順暢，產品質量得到有效的保障，滿足核電產品的高標準要求。

圖1是《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》生產線的布置示意圖。

《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》涉及一種U形傳熱管生產線，具體的說是一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線。

1.一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，其特征在于：包括兩個相鄰的縱向跨區（AB、BC）和一個設置在兩個相鄰的縱向跨區端部的并與兩個縱向跨區相鄰且垂直的橫向跨區（DE），其中第一縱向跨區（BC）、第二縱向跨區（AB）和橫向跨區（DE）形成“Π”形生產線；所述第一縱向跨區（BC）的一端為管坯進口（1），所述第二縱向跨區（AB）上與所述管坯進口對應的一端為管成品出口（2），所述第一縱向跨區（BC）與所述橫向跨區（DE）的相鄰端為遠離所述管坯進口的中間管出口（3a），所述第二縱向跨區（AB）與所述橫向跨區（DE）的相鄰端為遠離所述管成品出口的中間管進口（3b）；所述第一縱向跨區（BC）內設有開坯作業區、粗軋區、精軋區、檢查區和熱處理區，所述開坯作業區靠近所述管坯進口（1），所述粗軋區、精軋區、檢查區和熱處理區沿所述第一縱向跨區（BC）的寬度方向并排設置并靠所述中間管出口（3a）；所述第二縱向跨區（AB）內沿所述管成品出口（2）至所述橫向跨區（DE）方向依次設有包裝區、彎管后作業區和彎管區，所述彎管區與所述中間管進口（3b）之間還設有成品精整檢驗區和成品補充加熱區，所述成品精整檢驗區和成品補充加熱區沿所述第二縱向跨區（AB）的寬度方向并排設置；所述橫向跨區（DE）內沿其寬度方向并排設有第一成品橫移區和第二成品橫移區，所述第一成品橫移區的寬度方向位置與所述粗軋區、精軋區和檢查區的寬度方向位置相對應，所述第二成品橫移區的寬度方向位置與所述熱處理區和成品精整檢驗區的寬度方向位置相對應；物料在所述“Π”形生產線內的流向為：從所述管坯進口（1）進入，依次經過開坯作業區、粗軋區、精軋區、第一成品橫移區、檢查區、熱處理區、第二成品橫移區、成品精整檢驗區、成品補充加熱區、彎管區、彎管后作業區和包裝區，然后從所述管成品出口（2）完成成品發出，其中粗軋區和精軋區之間、檢查區和熱處理區之間以及成品精整檢驗區和成品補充加熱區之間通過行車吊運，其余各區之間通過轉運設備輸送。

2.如權利要求1所述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，其特征在于：所述第一縱向跨區（BC）、第二縱向跨區（AB）和橫向跨區（DE）寬度方向的跨區為40米。

3.如權利要求1所述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，其特征在于：所述轉運設備為鏈式傳送帶、帶式傳送帶或傳送輥道，所述鏈式傳送帶或帶式傳送帶上設有定距塊。

4.如權利要求1所述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，其特征在于：所述粗軋區和精軋區內設有依次連接的軋機、脫脂裝置和烘干機。

5.如權利要求1所述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，其特征在于：所述成品精整檢驗區內設有依次連接的光亮熱處理爐、十輥矯直機、拋光機和聯合探傷機。

6.如權利要求1所述的核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，其特征在于：所述彎管區內設有依次連接的彎管機、水壓試驗機和切管機。

• 實施例1

該實施例是一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線，產線布置如圖1所示，包括兩個相鄰的縱向跨區AB和BC和一個設置在兩個相鄰的縱向跨區端部的并與兩個縱向跨區相鄰且垂直的橫向跨區DE，其中第一縱向跨區BC、第二縱向跨區AB和橫向跨區DE形成“Π”形生產線；第一縱向跨區BC的一端為管坯進口1，第二縱向跨區AB上與管坯進口對應的一端為管成品出口2，第一縱向跨區BC與橫向跨區DE的相鄰端為遠離管坯進口的中間管出口3a，第二縱向跨區AB與橫向跨區DE的相鄰端為遠離管成品出口的中間管進口3b；第一縱向跨區BC、第二縱向跨區AB和橫向跨區DE跨區（寬度方向）均為40米左右，第一縱向跨區BC、第二縱向跨區AB長度方向也超過了300米。管件可在這些區域內通過轉運設備實現長度方向的傳送，不需要進行行車吊運和轉向操作，轉運設備為鏈式傳送帶、帶式傳送帶或傳送輥道，鏈式傳送帶或帶式傳送帶上設有定距塊，通過定距塊分別把上工序的出料逐支間隔開來和下工序的上料連接起來，實現鋼管得以平穩的縱、橫移工作，避免了行車往返吊運轉移過程中的碰撞、彎曲變形的現象。

第一縱向跨區BC內設有開坯作業區、粗軋區、精軋區、檢查區和熱處理區，開坯作業區靠近管坯進口1，粗軋區、精軋區、檢查區和熱處理區沿第一縱向跨區BC的寬度方向并排設置并靠中間管出口3a；第二縱向跨區AB內沿管成品出口2至橫向跨區DE方向依次設有包裝區、彎管后作業區和彎管區，彎管區與中間管進口3b之間還設有成品精整檢驗區和成品補充加熱區，成品精整檢驗區和成品補充加熱區沿第二縱向跨區AB的寬度方向并排設置；橫向跨區DE內沿其寬度方向并排設有第一成品橫移區和第二成品橫移區，第一成品橫移區的寬度方向位置與粗軋區、精軋區和檢查區的寬度方向位置相對應，第二成品橫移區的寬度方向位置與熱處理區和成品精整檢驗區的寬度方向位置相對應。粗軋區和精軋區內設有依次連接的軋機、脫脂裝置和烘干機。成品精整檢驗區內設有依次連接的光亮熱處理爐、十輥矯直機、拋光機和聯合探傷機。彎管區內設有依次連接的彎管機、水壓試驗機和切管機。其它區域，如開坯作業區、第一成品橫移區、檢查區、熱處理區、第二成品橫移區、成品補充加熱區、彎管區、彎和包裝區只需根據具體工藝流程安裝在相應的位置即可。

物料在所述“Π”形生產線內的流向為：從管坯進口1進入，依次經過開坯作業區、粗軋區、精軋區、第一成品橫移區、檢查區、熱處理區、第二成品橫移區、成品精整檢驗區、成品補充加熱區、彎管區、彎管后作業區和包裝區，然后從管成品出口2完成成品發出，其中粗軋區和精軋區之間、檢查區和熱處理區之間以及成品精整檢驗區和成品補充加熱區之間通過行車吊運，其余各區之間通過轉運設備輸送。生產線廠房共三跨，呈“Π”形布置，廠房設計時未采用常規的24米跨距，而是增大到近40米的跨距，長度方向也超過了300米。開坯區、成品區和彎管區等作業區分別設置在相鄰的兩跨縱向廠房內（AB和BC跨），橫向廠房（DE跨）主要用于成品細長管的跨間轉運。管坯在“Π”形廠區內從縱向廠房一端進入，按照固定的工藝流程在連通區域逐步推進，到成品從相鄰的縱向廠房另一端發出，整個過程非常流暢。

通過《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》的生產線，生產過程中再配合以少量的行車吊運，690合金U形管的生產可做到真正意義上的“不落地”生產，保證了整個生產過程連續和穩定進行，降低了管材污染的可能性。

除上述實施例外，《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》還可以有其他實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》要求的保護范圍。

2018年12月20日，《一種核電蒸發器用690合金U形傳熱管生產線》獲得第二十屆中國專利優秀獎。 2100433B

蒸發冷卻被應用于工業過程和空調系統中以降低不同流體的溫度,其工作過程涉及空氣和水的兩相流、兩相流的傳熱傳質及傳熱和傳質間的耦合。文獻 主要研究了立管式蒸發式冷凝器的傳熱特性,建立了一個一維、穩態的性能計算模型.實驗結果表明,氣-液界面的熱阻是立管式蒸發式冷凝器熱傳遞過程中的主要熱阻,彈簧插入物有助于提高其傳熱性能.所得的結論為該種設備的設計提供了更多的參考信息.

毛細結構中的相變現象廣泛存在于自然界和許多領域中，是一個較為復雜的傳熱傳質現象，迄今對其機理還缺乏比較系統的認識。隨著科學技術的迅速發展，近幾年在前蘇聯、美國和德國等技術發達國家業已開始了這方面相關的研究工作。毛細結構中的蒸發傳熱過程與常規蒸發過程在本質上有差異。毛細管是毛細多孔材料的基本結構形式之一，其有效孔徑可由毫米量級到數十納米量級，并在化工、制冷和空間技術等許多方面具有廣泛的應用背景。毛細管內的汽化和凝結過程是復雜毛細結構中汽液相變過程的基礎。

汽液彎月面上的蒸發傳熱過程因在各種毛細材料中的汽液兩相過程中起著相當重要的作用而受到重視。P.C.W ayner Jr、S.A.Kovalev和S.L.Solovyev以及D .Khrustalev等研究了汽液彎月界面上的蒸發傳熱過程，并指出其擴展微細液膜區在整個彎月面的傳熱過程中起著重要的作用。毛細管內的蒸發是一個毛細管內所形成的空間彎曲界面上的熱質傳遞過程,熱量的傳遞主要通過相變過程中質量的遷移來實現。

文獻 在綜合考慮毛細管內擴展微細液膜和彎月界面上傳熱傳質過程的基礎上，對毛細管內的蒸發傳熱機理進行較為深入的分析，提出了其傳熱性能的計算方法，并作了實例計算。毛細管內的蒸發彎月面可分為平衡穩定液膜區、過渡液膜區和彎月面彎曲區。熱質傳遞過程發生在過渡液膜區和彎月面彎曲區。計算結果表明:在過渡液膜區具有很高的換熱系數，毛細管徑的增大將導致毛細管內換熱系數的下降。2100433B