[發明專利]核電站控制棒驅動機構可拆接頭及其制備方法

有效

• 申請號: 201410062565.2
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103820728B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發明（設計）人: 楊春樂;楊孟嘉;陳志強;冉小兵;鄧小云;戴長年;劉寶亭;米大為;唐茂;吳昊
• 申請（專利權）人: 中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: C22C38/52
• 分類號: C22C38/52;C22C38/44;C22C38/40;B23P15/00;G21C7/14
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王冬華

技術領域

本發明屬于核電技術領域，更具體地說，本發明涉及一種核電站控制棒驅動機構可拆接頭及其制備方法。

背景技術

核電站核安全級設備--控制棒驅動機構(CRDM)是核電站反應堆系統中重要的機械設備，作為反應堆控制和保護系統的一部份，CRDM是極其重要的執行機構，其主要功能是驅動控制棒在堆芯中上、下運動實現反應堆啟動、提升功率、保持功率、負荷跟蹤、正常停堆和事故停堆。

核電站CRDM可拆接頭用于連接驅動桿部件和控制棒組件，需要具有足夠的強度和抗沖擊性，不能產生斷裂，尤其是工作的一端具有離合器的作用，要有很好的彈性和高的屈服強度。

但是，核電站CRDM可拆接頭長期被國外少數幾個國家壟斷，他們長期控制著全球核電項目的CRDM可拆接頭供貨市場。完全依賴于國外少數CRDM設備生產廠家供貨，我國不僅需要多付出昂貴的采購成本，而且供貨周期不確定，風險大，會不同程度影響我國在建核電新項目的工期進度。

有鑒于此，確有必要提供一種核電站控制棒驅動機構可拆接頭及其制備方法。

發明內容

本發明的發明目的在于：提供一種核電站控制棒驅動機構可拆接頭及其制備方法。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種核電站控制棒驅動機構可拆接頭的制備方法，其包括以下步驟：

1)選取原料并真空冶煉，獲得鋼水；

2)用鋼水澆注電極；

3)將電極電渣重熔獲得電渣錠，其中，以重量百分比計，電渣錠含有0.080-0.140%C、≤0.50%Si、≤0.80%Mn、≤0.020%S、≤0.030%P、0.50-1.00%Ni、11.50-13.00%Cr、≤0.10%Co、≤0.050%Al、≤0.60%Mo和余量Fe；

4)將電渣錠退火處理后鍛造開坯；

5)鋼坯退火處理后，經熱軋圓鋼后、圓鋼調質熱處理和超聲探傷獲得核電站控制棒驅動機構可拆接頭。

作為本發明制備方法的一種改進，步驟1)中，真空冶煉時的真空度達2.7x10^-2mbar，且先在真空感應爐內裝入除金屬Mn以外的合金料，充入氬氣后通過自動加料室加入金屬Mn。

作為本發明制備方法的一種改進，步驟1)中，各元素采用純料配入。

作為本發明制備方法的一種改進，步驟4)中，電渣錠的退火工藝為：在≤600℃保溫約3小時，以≤120℃/h的加熱速度加熱至>840℃；在>840℃保溫約6小時后，以≤50℃/h的冷卻速度冷卻。

作為本發明制備方法的一種改進，步驟4)中，電渣錠的鍛造開坯時的加熱工藝為：將電渣錠在≤600℃保溫約3小時后，以≤120℃/h的加熱速度加熱至>1100℃并在>1100℃保溫6小時。

作為本發明制備方法的一種改進，步驟5)中，鋼坯的退火工藝為：在600～650℃待料后，以≤120℃/h的加熱速度加熱至860℃±10℃；在860℃±10℃保溫5～6小時后，以20～40℃/h的冷卻速度冷卻至400℃出爐。

作為本發明制備方法的一種改進，步驟5)中，圓鋼調質熱處理的具體工藝為：淬火，在≤650℃保溫約0.5小時，然后加熱4～5小時升溫至960～1000℃；在960～1000℃保溫1～1.2小時后，油淬；回火，在≤650℃保溫約0.5小時，然后加熱1.5～2小時升溫至660～680℃；在660～680℃保溫3～3.5小時后，空冷。

作為本發明制備方法的一種改進，步驟4)中的電渣錠退火處理后，取樣確認電渣錠的合金成分和含量為步驟3)中的合金成分和含量。

為了實現上述發明目的，本發明還提供了一種核電站控制棒驅動機構可拆接頭，以重量百分比計，所述核電站控制棒驅動機構可拆接頭含0.080-0.140%C、≤0.50%Si、≤0.80%Mn、≤0.020%S、≤0.030%P、0.50-1.00%Ni、11.50-13.00%Cr、≤0.10%Co、≤0.050%Al、≤0.60%Mo和余量Fe。

作為本發明核電站控制棒驅動機構可拆接頭的一種改進，所述核電站控制棒驅動機構可拆接頭通過前述制備方法獲得。

相對于現有技術，本發明核電站控制棒驅動機構可拆接頭及其制備方法具有以下優點：

1.通過優化化學成份和工藝，CRDM可拆接頭在使用條件下可安全運行，端部離合器部份工作時在彈性范圍內，不發生塑性變形，壽命滿足CRDM的設計規范和國家標準要求，實現了CRDM可拆接頭制造的國產化。