[發明專利]壓水堆核島用磁控連接件

無效

• 申請號: 201310514009.X
• 申請日: 2013-10-26
• 公開（公告）號: CN103643153A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 梅欣
• 申請（專利權）人: 溧陽市浙大產學研服務中心有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22B9/18;C21D8/00;G21C21/00;G21C9/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 黃明哲

技術領域

本發明涉及一種用于核反應堆的緊急保護裝置。

背景技術

蒸汽發生器是壓水堆核電站一回路和二回路的樞紐，是分割一回路和二回路的介質的屏障，是核電站關鍵設備之一，其主要作用是將一回路中水的熱量傳給二回路的水，使其汽化。由于一回路水流經堆芯而帶有放射性，因而蒸汽發生器與壓力容器和一回路管道共同構成防止放射性外溢的第二道屏障。在壓水堆核電廠正常運行時，二回路應不受到一回路水的污染，是不具有放射性的。給水分配由一個環形孔管完成。借助于蒸汽發生器U形管束的隔板來保持管束的間距，而在隔板之間又通過拉桿固定。在8個抗震隔板上開有一些孔以讓管子及水--蒸汽混合物通過。此外，隔板通過一些防止管束整體振動的楔子固定在管束圍板上。同樣，在管束的弧形段也設置了防振定位桿。

一臺核電站需設置幾臺蒸汽發生器，內含數以萬計的傳熱管，高溫度壓水在管束中流動，供給水沿著管子以垂直的方向流動，同時被加熱，然后被汽化，蒸汽進入蒸汽輪機發電，與這些管子接觸的流體會引起震動，需要用抗震隔板隔開防止管子損壞破裂，直致蒸汽發生器損壞。為有效防止隔離管板的震動，設置管板之間的磁控連接桿對核電站安全可靠運行起著關鍵作用。

蒸汽發生器的磁控連接桿是在高溫、高壓、強腐蝕環境下使用，對制造連接桿的耐高溫強度、耐腐蝕性、抗疲勞、抗蠕變性及可加工性提出了嚴格要求，我廠生產的磁控連接件已用于國內多家核電站，得到用戶的普遍好評，但性能仍不能完全滿足生產需要，因此研發制造具有更優良的耐腐蝕性、抗疲勞、抗蠕變性及可加工性的磁控連接桿，對有效提高核電站的經濟性和安全可靠性具有十分重要的意義。

發明內容

本發明提供一種用于壓水堆核島異常升溫時緊急落棒、實現非能動停堆的磁控連接件，其可以克服現有技術的不足，具有優良的耐腐蝕性、抗疲勞、抗蠕變性及可加工性能。

本發明的壓水堆核島用磁控連接件，其抗拉強度890-1080MPa，屈服強度大于690MPa，伸長率大于25%，斷面收縮率大于60%，布氏硬度268-335HB，0℃KV沖擊值大于50J。

為了實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現的：一種壓水堆核島用磁控連接件，按重量百分比計算，所含成分如下：C：0.10～0.15；Ti：0.55～0.65；Mn：0.90～1.20；Si：0.20～0.45；P≤0.015；S≤0.005；Cr：0.20～0.30；Mo：0.25～0.40；Ni：1.10～1.25；Nb：0.015～0.025；Al≤0.02；N≤0.008；H≤0.0002；O≤0.003；As+Sn+Pb+Sb+Bi≤0.020，其余為Fe及不可避免的雜質，質量百分數總計100％。

Ti是一種在提高強度的同時不造成脆化的合金元素，Ti在鋼中利用固溶強化和沉淀析出兩種強化機制，提高了鋼的耐蝕性和強度，同時也改善了焊接性、成型性與機加工性等。但含銅鋼由于銅易在鋼表面富集，使其在熱軋或連鑄過程中表面易形成裂紋。添加Ni可以提高鋼中Ti在奧氏體中的溶解度，減少Ti在晶界析出，亦可提高在氧化皮/鋼界面Ti析出物的熔化溫度。這樣可使鋼表面的Ti富集層變為熔點超過1200℃的Ti-Ni富集層，達到避免含Ti鋼表面裂紋的目的。在本鋼種體系內，Ni/Ti≥1.6時，可以有效的避免Ti熱脆的發生。因此Ti、Ni含量分別選擇在0.55～0.65％、1.10～1.25％比較適宜。Cr會抑制FAC現象的發生，但Cr增加Ti熱脆性傾向，因此其含量控制在0.20～0.30％較合適。核電用鋼要達到高純凈度、低氣體、低夾雜物含量的冶金質量要求，因此S、P、H、O、N含量較低。鋼中五害元素As、Sn、Pb、Sb、Bi含量超過一定限度時，都會明顯降低高溫機械性能，增加鋼的高溫脆性，降低鋼的強度和韌性，使鋼變脆，而且As、Sn可以明顯增加Ti熱脆性傾向，因此需對As、Sn及五害元素含量進行限制。

采用本發明所設計的壓水堆核島用磁控連接件與現有技術相比，具有如下優點：

1.成分設計合理、成本低、使用安全可靠；

2.本蒸汽發生器用連接拉桿條材料其抗拉強度780-815MPa，屈服強度可達598MPa，伸長率18%，硬度230-260，收縮率52-75%，布氏硬度228-285HB，0℃沖擊值大于42-80J。在1000℃高溫下長期工作具有較高強度與耐腐蝕能力，其高溫應力強度穩定；

3.因為加入了微量的稀土元素和采用了雙聯熔煉的特殊的制備工藝，確保材料具有優良的耐腐蝕性、抗疲勞、抗蠕變性及可加工性能；