[发明专利]核电站专用镉板及制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种有色金属板材及制备工艺，特别是涉及一种核电站专用镉板及制备工艺，属于金属材料冶金技术。 

背景技术

核电是我国能源工业中的重要组成部分，特别是在世界石油价格居高不下的时候更是如此，我国核电工业起步较西方发达国家晚了很多年，许多关键材料自己还不能生产，例如核电站的乏燃料贮存格架中作为中子毒物材料使用的专用镉板就是其中一种。 

在核电站设计中乏燃料贮存格架是燃料操作和贮存系统中与安全有关的重要设备，它们设置在燃料厂房的乏燃料贮存水池中，主要功能为贮存反应堆换料时卸出的乏燃料组件或用于存放旧控制棒组件和可燃毒物棒组件等。 

目前国内外核电站的乏燃料贮存格架中作为中子毒物材料一般有硼铝、硼塑料、硼不锈钢和高纯度镉等，其中 

硼铝是由硼弥散到铝或铝合金中而形成的一种材料，硼铝虽可用于乏燃料贮存水池的使用环境中，但硼铝在水池中经过辐照后将产生气体，使贮存小室产生肿涨变形，导致乏燃料组件不能从中抽出或插入； 

硼塑料是由硼弥散到有机物中而形成的一种材料，硼塑料一般做成板材插在贮存小室的四周，硼塑料受辐照后易产生气体，且有长，宽方向收缩的现象，从而使次临界安全受到一定影响； 

硼不锈钢是由硼和不锈钢冶炼而成的一种材料，用于制造乏燃料贮存格架的硼不锈钢板的硼一10百分含量要求比较高，而随着硼一10含量的提高，硼不锈钢板的脆硬性显着增加，钢板轧制中易产生裂纹，另外，钢板之间的焊接也成为一大难题，特别是国内尚不能轧制出符合乏燃料贮存格架技术要求的硼不锈钢板； 

高纯度镉是由高纯度镉轧制出一定厚度的板材，作为贮存格架的中子毒物材料，镉本身易与乏燃料贮存水池中的池水发生化学反应，因此它不能单独使用，其内外表面必须包覆一定厚度的不锈钢材料，以便构成″三明治″夹层结构的镉套管。镉套管成型后要对其夹层结构做氦气泄漏试验，保证它的密封性，从而保证镉板作为乏燃料贮存格架中子毒物材料在长期贮存期间不会和乏燃料贮存水池的池水发生化学反应。 

乏燃料贮存格架采用镉板作为其中子毒物材料，在国外(法国)及大亚湾核电站已有成熟的经验。然而这种专用镉板的镉含量大于99.95％，标准尺寸为0.5mm×910mm×3730，属于超薄、超宽、超长难加工的高精尖产品，其制备工艺国外对我严格保密，而国内现有的轧制薄钢板及轧制有色金属薄铜板、铅板和铝板的工艺流程，经试验均无法生产出这种满足核电要求的超薄、超宽、超长难加工的专用镉板。因此只能从国外进口这种价格昂贵的专用镉板供核电站使用，严重束缚了我国核电工业的快速发展。 

发明内容

本发明的目的在于打破国外的技术垄断、提高核电材料的国有化水平和加速核电工业的快速发展，经过艰苦努力提供一种新的核电站专用镉板及制备工艺。本发明降低了专用镉板的成本，打破了国外的技术垄断，安全性、 可靠性完全满足核电要求，维护核电专用镉板稳定可靠供应，促进核电工业健康发展。 

本发明给出的技术方案是：这种核电专用镉板的镉含量大于99.95％，其特点是所述镉板的尺寸为厚度0.3mm～1.2mm×宽度500mm～1500mm×长度1000mm～5000mm。 

本发明给出的这种核电专用镉板的制备工艺，包括有以下步骤： 

(1)选用国标零号镉锭，采用坩锅或金属锅熔化，所述坩锅或金属锅内的熔融液面用强碱覆盖，在350～550℃温度下浇注镉块，所述镉块再车去表面氧化皮； 

(2)在保温炉内加热，加热温度100～320℃，在保温炉内保温至镉块内外温度均匀，然后进行热轧，热扎后中断成冷轧坯料，然后在二辊或四辊可逆轧机上逐道次冷轧成形，总加工率90％，轧后尺寸为厚度0.3mm～1.2mm×宽度500mm～1500mm×长度1000mm～5000mm。 

在上述技术方案中，所述的设备(坩锅或金属锅、二辊或四辊可逆轧机)均为市场上购置的标准设备。 

与现有技术相比，本发明的有益效果是：降低了核电站专用镉板的成本，打破了国外的技术垄断，专用镉板的安全性、可靠性完全满足核电要求，维护核电专用镉板稳定可靠供应，促进核电工业健康发展。 

具体实施方式

实施例1： 

选用国标零号镉锭，采用内加保护层的不锈钢锅熔化，在350℃温度下浇注成镉块，块重50kg，所述镉块再在车床上车去表面氧化皮；