一種新型耐壓殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體是指一種新型耐壓殼。
【背景技術(shù)】
[0002]控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在反應(yīng)堆壓力容器頂蓋上，它能夠按照指令帶動(dòng)控制棒組件在堆芯內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)，保持控制棒組件在指令高度；也可以通過(guò)斷電釋放控制組件，使其在重力作用下快速插入堆芯，完成反應(yīng)堆的啟動(dòng)、調(diào)節(jié)功率、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能，而控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的耐壓殼則是反應(yīng)堆壓力邊界的組成部分。根據(jù)我國(guó)核電站發(fā)展情況，我國(guó)在役的二代核電站多采用A型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，壽命要求為40年；為了提高控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的使用壽命，三代控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)ML-B控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用壽命可提高到60年，且目前在建設(shè)的核電站多采用ML-B控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，滿足新一代核電裝備對(duì)安全性和更高使用壽命要求。
[0003]B型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為貫穿件插入反應(yīng)堆壓力容器頂蓋焊接后與頂蓋形成一體，其中B型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)耐壓殼由密封殼(含貫穿件)、行程套管通過(guò)中部Ω焊縫組焊而成，其密封殼采用對(duì)接焊方式，并且采用盲孔型驅(qū)動(dòng)桿行程套管，取消了上部Ω焊縫。一體化的密封殼采用異種鋼對(duì)接焊的方式將密封殼和管座加工成一體整體，取消了下部Ω焊縫，大幅提高了抗疲勞和應(yīng)力腐蝕能力，滿足三代核電的要求。但是，該設(shè)計(jì)帶來(lái)了極大的深孔加工和對(duì)接焊難度，工藝性較差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型耐壓殼，在滿足耐壓殼上焊縫的疲勞強(qiáng)度和耐應(yīng)力腐蝕能力達(dá)標(biāo)的同時(shí)，降低焊接和深孔加工難度。
[0005]本實(shí)用新型的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種新型耐壓殼，包括鉤爪室、管座以及沿其自身軸向開(kāi)設(shè)盲孔的行程套管，所述行程套管的盲孔開(kāi)放端與鉤爪室上端進(jìn)行插入式焊接，所述鉤爪室底端與管座的上端進(jìn)行插入式焊接而形成下部焊縫，且所述下部焊縫為Ω焊縫，所述鉤爪室以及管座均采用Inconel-690镲基合金材料。本實(shí)用新型在B型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)耐壓殼的基礎(chǔ)之上，其主體部分包括鉤爪室、管座以及行程套管，且鉤爪室與管座之間通過(guò)下部Ω焊縫連接，其中鉤爪室與管座均采用Inconel-690鎳基合金材料，大幅度提高了 Ω焊縫的抗應(yīng)力腐蝕能力和抗疲勞強(qiáng)度，滿足三代核電60年使用壽命的同時(shí)，耐壓殼可進(jìn)行分段加工制造，即鉤爪室與管座脫離進(jìn)行插入式焊接，進(jìn)而縮短耐壓殼內(nèi)部的孔隙的軸向深度，方便對(duì)鉤爪室與管座進(jìn)行單獨(dú)的深孔加工，以保證耐壓殼內(nèi)部深孔的加工精度。并且其單個(gè)部分的加工周期短，可間接縮減耐壓殼的制造成本，并且Inconel-690鎳基合金材質(zhì)的鉤爪室與管座在高溫下的力學(xué)和抗腐蝕性能優(yōu)于傳統(tǒng)的00Crl8Ni1N材質(zhì)，使得耐壓殼安裝在反應(yīng)堆壓力容頂蓋上的平均工況溫度保持在350°C，超過(guò)反應(yīng)堆正常工作的平均溫度310°C，保證控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作穩(wěn)定性。
[0007]進(jìn)一步地，所述下部焊縫的材料為Inconel-690镲基合金材料。由于管座與鉤爪室之間需要進(jìn)行插入式焊接，且將焊接形成的Ω焊縫采用Inconel-690鎳基合金材料，使得管座與鉤爪室之間的焊接相容性進(jìn)一步提高，確保鉤爪室下部焊縫的耐腐蝕性。
[0008]進(jìn)一步地，所述行程套管盲孔開(kāi)放端與鉤爪室的上端焊接形成中部焊縫，且所述中部焊縫為Ω焊縫。行程套管與鉤爪室之間通過(guò)焊接連接，且所述中部焊縫同樣采用Ω焊縫以對(duì)行程套管與鉤爪室的連接部進(jìn)行密封，進(jìn)而確保鉤爪室中部焊縫的耐腐蝕性能。
[0009]進(jìn)一步地，在所述鉤爪室的內(nèi)圓周壁沿其軸向向上依次設(shè)置有呈環(huán)形且內(nèi)徑遞增的限位面與定位止口面，且在所述定位止口面上設(shè)有連接螺紋，所述行程套管底端端面與限位面、以及所述行程套管側(cè)壁與定位止口面兩兩相配合。在鉤爪室的內(nèi)圓周壁上依次設(shè)置有限位面與定位止口面，即在實(shí)現(xiàn)行程套管與鉤爪室上端的連接時(shí)，旋轉(zhuǎn)行程套管使其的底端端面與限位面接觸，而行程套管的側(cè)壁則與定位止口面上的連接螺紋配合，使得行程套管在短時(shí)間內(nèi)固定在其恰當(dāng)?shù)墓の辉龠M(jìn)行焊接，縮短耐壓殼的加工周期，同時(shí)確保中部焊縫的密封性能。
[0010]進(jìn)一步地，所述行程套管盲孔開(kāi)放端與鉤爪室的上端焊接形成中部焊縫，且所述中部焊縫為角焊縫。在行程套管與鉤爪室上端內(nèi)壁連接固定后，開(kāi)始對(duì)兩者外露的連接部分進(jìn)行焊接密封，作為優(yōu)選，本實(shí)用新型采用角焊，即將兩個(gè)焊角分別嵌入行程套管以及鉤爪室上，使得行程套管與鉤爪室的連接部分相熔構(gòu)成一個(gè)整體，以保證在使用過(guò)程中鉤爪室的耐腐蝕性以及疲勞強(qiáng)度達(dá)到耐壓殼60年使用壽命的標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0011]耐壓殼的加工制造工藝:
[0012]1、采用經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格的Inconel-690鎳基合金鍛件將行程套管、鉤爪室和管座分別加工成型；
[0013]2、將行程套管插入鉤爪室中，利用鉤爪室和行程套管的定位止口面上的連接螺紋以及限位面，完成鉤爪室和行程套管的組對(duì)；
[0014]3、采用角焊接完成鉤爪室與行程套管之間的密封，又或是采用Inconel-690镲基合金專用焊絲完成鉤爪室與行程套管之間的中部Ω焊接；
[0015]4、將管座上端插入鉤爪室的下端，采用Inconel-690镲基合金專用焊絲完成鉤爪室和管座的下部Ω焊接。
[0016]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0017]1、本實(shí)用新型的下部Ω焊縫采用鎳基材料，其具有優(yōu)越的抗腐蝕能力和疲勞強(qiáng)度能夠滿足三代驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)60年使用壽命的要求；
[0018]2、本實(shí)用新型中鉤爪室與管座為獨(dú)立的個(gè)體，使得其內(nèi)孔的軸向長(zhǎng)度相對(duì)于B型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)耐壓殼的一體化鉤爪室的內(nèi)孔長(zhǎng)度變短，并且管座取消了下部對(duì)接焊，致使制造加工難度進(jìn)一步降低，而其加工周期也相應(yīng)縮短；
[0019]3、本實(shí)用新型中采用的Inconel-690鎳基合金在常溫力學(xué)性能高于00Crl8Nil0N不銹鋼，更重要的是耐壓殼的工況溫度350°C下力學(xué)性能整體高于OOCrlSNilON不銹鋼，進(jìn)而保證了耐壓殼在平均工況溫度310°C下的穩(wěn)定工作性能，進(jìn)而提高耐壓殼的使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0020]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的限定。在附圖中:
[0021]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為鉤爪室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為實(shí)施例2中鉤爪室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5為中部焊縫的局部放大圖；
[0026]圖6為下部焊縫的局部放大圖；
[0027]附圖中標(biāo)記及相應(yīng)的零部件名稱:
[0028]1-行程套管、2-中部焊縫、3-鉤爪室、4-下部焊縫、5-管座、6_限位面、7_定位止□面。
【具體實(shí)施方式】
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