分析ap1000反应堆控制棒导向筒组件焊接变形控制

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1、学兔兔www.xuetutu.com俘搭是在锅筒制造工序的校圆过程中产生的。避免了裂纹的产生。(2)焊趾处该微裂纹产生，与热影响区的组织淬参考文献硬、焊趾处存在严重的几何不连续性和冷成型过程产生很大的外力有关。采用冷成型(或温成型)方法卷制[1]杨浩，曲锦波．热循环对13MnNiMoR钢焊接热影响区大厚度高强钢筒体，与高温成型比较，大大节约能源，显微组织和韧性的影响[J]．机械工程材料，2015，39但是成型需要的外力很大。成型时材料强度越高和厚(9)：37—40．[2]姜根发．钢制压力容器简体卷制时的应力与应变[J]．湘度越厚，成型需要

2、的外力越大，成型过程在材料内部产潭大学自然科学学报，1996(1)：86—91．生的应力越大；又由于DIWA353材料在焊接过程，焊[3]张毅，黄小平，崔维成，等．对接接头焊趾应力集中有趾处焊缝的热影响区的组织存在较大的淬硬性和焊趾限元分析[J]．船舶力学，2004(5)：9l一99．处存在很大的应力集中，在焊趾处容易产生微裂纹。(3)在校圆前采用打磨的方法去除焊缝余高，同时将原来焊趾处存在的表面缺陷，打磨去除，焊趾处光滑作者简介：安培才，1982年出生，工程师。主要从事电力过渡，以消除焊趾处应力集中，从而预防在焊趾处产生建设及锅炉压力容

3、器焊接、热处理、监造检验微裂纹，该方法比较容易实施。生产中采用上述方法，等相关工作。AP1000反应堆控制棒导向筒组件焊接变形控制中国核动力研究设计院核反应堆系统设计技术重点实验室(成都市610213)蒋兴钧李娜罗英王庆田赵伟摘要介绍了AP1000反应堆控制棒导向筒组件的设计要求及结构，针对控制棒导向筒组件TIG焊接后较易产生变形，提出了重新优化设计焊接坡口及采用真空电子束焊接等几种措施，尽可能减少焊接变形。关键词：AP1000反应堆控制棒导向筒组件焊接变形控制中图分类号：TG403保证控制棒在重力作用下快速插入堆芯，以达到紧急0前言停堆

4、的目的。为加快国内核电发展，国内引进了美国西屋公司1CRGT组件的设计要求的AP1000三代核电技术，通过消化吸收与再创新，不断提高国内核电自主化能力⋯。目前，目前国内第三CRGT组件的设计必须保证驱动杆的行程范围，让代核电建设居世界之首‘2J，在加快核电建设的同时，控制棒在CRGT组件中上下运动来实现功率调节，实不能忽视了核电的安全l3j，其中控制棒在反应堆的安现对反应堆的控制。CRGT组件在反应堆中受到高温、全控制方面发挥着十分重要的作用。控制棒导向筒高压与复杂的水力载荷的作用，特别是下部导向筒组组件(简称CRGT组件)功能是为控制棒

5、组件提供保件会受到上腔室横向流的冲击作用；还必须承受驱动护和导向，减小冷却剂横向作用力对落棒时间的影线运动带来的载荷；反应堆冷却剂的流动还会诱发堆响。反应堆运行期间在紧急工况下，CRGT组件应能内构件的流致振动，会给安装在堆内构件上的CRGT结构带来疲劳损伤、连接件松动与磨损。在正常和扰收稿日期：2015—07—21动工况下，CRGT组件受到横向水力载荷的作用将发生2016年第1期51学兔兔www.xuetutu.com变形，上部导向筒组件顶部最大允许有10．41mm的横2．3制造难点向位移，此时上部筒体与上法兰间的焊缝将受到很大由于CR

6、GT组件的结构材料选用了304型奥氏体的弯曲应力。因此，要求CRGT组件具有很好的结构不锈钢，其导热率低、热膨胀系数大，导致焊后较易变强度与可靠性。形。焊接变形与应力将影响到焊接结构件的尺寸精度和焊接接头的强度，控制焊接变形与应力是较复杂的2CRGT组件的结构及制造难点课题，尤其对精度要求很高的核电产品。CRGT组件结CRGT组件分为上部导向筒组件与下部导向筒组构复杂，零部件尺寸及加工精度要求高，组件装配难度件，其结构如图1，图2所示。大；且焊缝很多，特别是连续导向组件的组装、焊接难度很大，需手工焊接，且焊接空间很小。对整个组件的{，、I

7、1』‘—上j丢兰～焊接变形控制要求高，CRGT组件最终合格检验是通过I；上部筒体／』模拟控制棒组件的抽插阻力试验来判断，需满足不大防转千于90N的要求，如果焊接变形稍大，抽插阻力很难满、足设计要求，因此，产品制造难度大。防转杆螺母3焊接变形控制措施图1上部导向筒组件AP1000反应堆用CRGT组件是从西屋引进消化吸收后再设计设备。上部导向筒组件上法兰与上部简体焊接接头原设计如图3所示，母材都为奥氏体不锈钢，焊接方法采用GTAW(钨极气体保护焊)。从图3看出，焊接坡口较大，焊缝需要多道填充才能焊接完成，填充量较大必然增加焊接变形风险，不利于

8、产品质量图2下部导向筒组件的控制，甚至可能出现产品报废。如果上部简体与上法兰焊后变形较大，如果采用机加工来消除焊后变形，2．1上部导向筒组件需要上法兰留有较大的加工余量，这样势必增加成本，上部