[發(fā)明專利]一種控制棒系統用連接環(huán)鏈的制備方法及連接環(huán)鏈

有效

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• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111687605B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設計）人: 蔣坤;黃朝輝;張媛;王學良
• 申請（專利權）人: 四川華都核設備制造有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 唐邦英

本發(fā)明公開了一種控制棒系統用連接環(huán)鏈的制備方法及連接環(huán)鏈，制備方法包括以下步驟：S1、機加工單鏈及焊接坡口：將金屬鍛件切割成適合單鏈加工的尺寸，利用加工設備及工裝分邊將單鏈加工成型，然后在單鏈上機加工出坡口；S2、編鏈：利用坡口將多個單鏈串聯成環(huán)鏈；S3、焊接坡口：采用鎢極氣體保護焊連接。本發(fā)明解決了現有制備方法采用冷彎導致裂紋的問題，并且質量滿足控制棒系統的要求。

技術領域

本發(fā)明涉及核動力裝置中控制棒驅動系統技術領域，具體涉及一種控制棒系統用連接環(huán)鏈的制備方法及連接環(huán)鏈。

背景技術

核反應堆控制棒驅動系統通常包含驅動機構、控制棒組件以及相應的連接環(huán)鏈。驅動機構是核反應堆控制系統和保護系統的執(zhí)行機構；控制棒組件主要功能為包容中子吸收體單元，使得吸收體成為一個整體；而連接環(huán)鏈則將這二者可靠地連接起來。這樣在驅動機構的帶動下，通過環(huán)鏈使得控制棒組件整體下插、提升或懸停，達到控制吸收中子程度的目的，從而實現反應堆啟動、調節(jié)功率、維持功率和正常停堆等功能，并可實現事故工況下緊急停堆。

在核裂變反應堆特別是氣冷堆、熔鹽堆等堆型中，連接環(huán)鏈作為驅動機構與控制棒組件之間的唯一連接部件，在整個控制棒系統起著至關重要的作用，由于其承受較大的拉伸與沖擊力，且多數工作在高溫環(huán)境中，因此連接環(huán)鏈的制造質量成為整個控制棒系統綜合質量的關鍵環(huán)節(jié)。

在現有的氣冷堆、熔鹽堆等堆型中，常規(guī)連接環(huán)鏈制造方法為使用集彎鏈、編鏈、焊接于一體的自動編鏈機一次制造完成。控制棒系統中的連接環(huán)鏈材料多數采用耐高溫性能較好的鎳基合金，在鏈條冷彎時材料的彎曲半徑處應力集中，易產生裂紋等各種缺陷，綜合質量難以保證，常導致大量報廢。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種控制棒系統用連接環(huán)鏈的制備方法，解決現有制備方法采用冷彎導致裂紋的問題，并且質量滿足控制棒系統的要求。

本發(fā)明通過下述技術方案實現：

一種控制棒系統用連接環(huán)鏈的制備方法，包括以下步驟：

S1、機加工單鏈及坡口：將金屬鍛件切割成適合單鏈加工的尺寸，利用金屬切削設備將單鏈加工成型，然后在單鏈上機加工出坡口；

S2、編鏈：利用坡口將多個單鏈串聯成環(huán)鏈；

S3、坡口焊接：采用適合的焊接方式(如鎢極氣體保護焊、激光焊等)，在每一處坡口上進行焊接以將坡口完全封閉連接起來。

所述金屬鍛件優(yōu)選為鎳基合金。

本發(fā)明與現有技術相比：

直接采用機加工方式來替代冷彎工藝，從根本上避免了冷彎導致的材料局部應力集中，從而根本性地消除裂紋產生的風險。同時，機械加工成型的連接環(huán)鏈尺寸精密規(guī)范，不僅有利于后續(xù)焊接、探傷，更重要的是使其與鏈輪的嚙合精度大為提高，顯著提升了連接環(huán)鏈的自身質量及鏈輪鏈條的嚙合傳動質量與效率。

綜上，本發(fā)明通采用機加工單鏈及焊接坡口解決了現有制備方法采用冷彎導致裂紋的問題，并且質量滿足控制棒系統的要求。

進一步地，步驟S1所述金屬鍛件的鍛造比大于等于2。

本發(fā)明通過選擇合理的鍛造比，使得鍛坯內部孔隙及鑄態(tài)樹枝晶被打碎，材料橫向和縱向的力學性能均得到明顯提高。本發(fā)明通過選擇合理的鍛造比，同時機加工單鏈及焊接坡口，進一步解決了現有制備方法采用冷彎導致裂紋的問題，并且質量滿足控制棒系統的要求。

優(yōu)選地，步驟S2所述坡口設置在單鏈的中部。

具體地，所述單鏈包括2個直線段，2個直線段的兩端通過弧形段連接，所述坡口設置在其中一個直線段的中部。

進一步地，步驟S4所述坡口的參數為：坡口為90°。