[發(fā)明專利]焊接條帶連接部的裝置和方法、及使用其制造的定位格架

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710088134.3
• 申請(qǐng)日: 2007-03-15
• 公開（公告）號(hào): CN101073856A
• 公開（公告）日: 2007-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋基男;金秀成;宋根禹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 韓國(guó)原子力研究所;韓國(guó)水力原子力株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B23K26/08
• 分類號(hào): B23K26/08;B23K26/04;B23K26/14;B23K26/42;B23K37/04;B23K37/02;G21C3/34
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 王新華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用激光單元焊接定位格架的內(nèi)格架條帶之間的條帶連接部的裝置和方法、以及使用其制造的定位格架，并且，本發(fā)明更具體地涉及使用激光單元焊接定位格架的內(nèi)格架條帶之間的條帶連接部的裝置和方法、以及使用其制造的定位格架，其中，定位格架的內(nèi)格架條帶之間的條帶連接部通過(guò)使用激光單元而被連續(xù)或斷續(xù)縫焊，從而提高了定位格架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、減少了焊接期間被焊材料飛濺的飛濺現(xiàn)象、并減小了熱變形，這令精密焊接成為了可能，從而，內(nèi)格架條帶之間的每一個(gè)條帶連接部的焊道可具有較小尺寸，且焊接缺陷的數(shù)量能夠得到減少，并且，其中，冷卻劑的流阻被降低，從而令冷卻劑的壓降可被減小，且冷卻劑流泵(flowpump)上的負(fù)荷能夠得到降低。

背景技術(shù)

一般而言，定位格架通過(guò)將格架條帶布置成矩陣以及焊接其相交部(intersection)、而起到支撐和保持核燃料棒束的作用，其中，每一個(gè)格架條帶具有定位格架彈簧和凹座(dimple)。

目前，市場(chǎng)上有售的定位格架通過(guò)點(diǎn)焊布置成矩陣的格架條帶之間的相交部而被使用。因此，相交部的焊接方法和質(zhì)量對(duì)定位格架的結(jié)構(gòu)性能有顯著影響。

這樣的定位格架可以通過(guò)改進(jìn)相交部的焊接方法和質(zhì)量來(lái)提高結(jié)構(gòu)性能，從而，能夠顯著改進(jìn)核燃料的特性。

輕水反應(yīng)器中的燃料棒的定位格架在內(nèi)格架條帶之間的相交部、內(nèi)外格架條帶之間的相交部、以及外格架條帶之間的角接部處基本上具有焊接結(jié)構(gòu)。目前，當(dāng)定位格架由國(guó)內(nèi)燃料制造商制造時(shí)，外格架條帶之間的角接部通過(guò)使用激光而被點(diǎn)焊，且內(nèi)格架條帶之間的相交部也通過(guò)使用激光而被點(diǎn)焊。

同時(shí)，目前的點(diǎn)焊內(nèi)格架條帶之間的相交部的工藝是使用6或7個(gè)點(diǎn)通過(guò)激光焊接來(lái)進(jìn)行的。照這樣，則因焊接而發(fā)生焊接期間被焊材料飛濺在定位格架周圍的飛濺現(xiàn)象。

此外，在點(diǎn)焊工藝中，從激光產(chǎn)生的高熱量可導(dǎo)致定位格架的尺寸變化和熱變形。從而，必須額外注意。

如上所述，焊接定位格架的內(nèi)格架條帶之間的相交部以支撐核燃料棒的傳統(tǒng)方法，如圖1中所示，是通過(guò)焊接定位格架100的內(nèi)格架條帶140a和140b之間的條帶連接部150來(lái)進(jìn)行的。在該焊接方法中，焊接后的焊道尺寸大，故不可能實(shí)現(xiàn)精密焊接，并且，反應(yīng)器芯內(nèi)流動(dòng)的冷卻劑的壓降因焊道大而變高。

焊接定位格架的傳統(tǒng)方法導(dǎo)致飛濺現(xiàn)象和點(diǎn)焊后的熱變形。因而，不可能實(shí)現(xiàn)精密焊接，定位格架內(nèi)的相交部的焊道尺寸較大，且冷卻劑的流阻增大。最終，冷卻劑的壓降增大，這導(dǎo)致冷卻劑流泵的負(fù)荷增大。為了提高定位格架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及減小冷卻劑的壓降，必須開發(fā)焊接定位格架的新方法。

為此目的，關(guān)鍵是開發(fā)使用超精密激光和光傳輸機(jī)構(gòu)的焊接技術(shù)。換句話說(shuō)，使用超精密激光的定位格架焊接幾乎不帶來(lái)熱變形并令精密焊接成為可能，從而，焊道可以具有較小的尺寸，冷卻劑的壓降能夠被減小，且定位格架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能夠被顯著提高。

因此，未來(lái)要開發(fā)的焊接方法是對(duì)于核電站的核燃料發(fā)展而言必需的技術(shù)，預(yù)期這樣的技術(shù)開發(fā)遲早將在發(fā)達(dá)國(guó)家被積極地進(jìn)行。

具體地說(shuō)，在定位格架的上、下端處進(jìn)行的相交部點(diǎn)焊方法具有較大焊道并帶來(lái)較大壓降，并且減小了流通面積，從而，其顯著提高冷卻劑泵的負(fù)荷，并降低核反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)自由度。出于這個(gè)原因，為了提高核燃料棒束的定位格架的機(jī)械/結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性并減小冷卻劑的壓降，需要引入新的高科技焊接技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，考慮到以上存在于現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題而作出了本發(fā)明，并且，本發(fā)明的目的在于提供使用激光單元焊接定位格架的內(nèi)格架條帶之間的條帶連接部的裝置和方法、以及使用其制造的定位格架，其中，定位格架的內(nèi)格架條帶之間的條帶連接部通過(guò)使用激光單元而被連續(xù)或斷續(xù)縫焊，從而提高了定位格架的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、減少了焊接期間被焊材料飛濺的飛濺現(xiàn)象、并減小了熱變形，這令精密焊接成為了可能，從而，內(nèi)格架條帶之間的每一個(gè)條帶連接部的焊道可具有較小尺寸，且焊接缺陷的數(shù)量能夠得到減少，并且，其中，冷卻劑的流阻被降低，從而令冷卻劑的壓降可被減小，且冷卻劑流泵上的負(fù)荷能夠得到降低。