[发明专利]核电站控制棒驱动机构可拆接头及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于核电技术领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站控制棒驱动机构可拆接头及其制备方法。

背景技术

核电站核安全级设备--控制棒驱动机构(CRDM)是核电站反应堆系统中重要的机械设备，作为反应堆控制和保护系统的一部份，CRDM是极其重要的执行机构，其主要功能是驱动控制棒在堆芯中上、下运动实现反应堆启动、提升功率、保持功率、负荷跟踪、正常停堆和事故停堆。

核电站CRDM可拆接头用于连接驱动杆部件和控制棒组件，需要具有足够的强度和抗冲击性，不能产生断裂，尤其是工作的一端具有离合器的作用，要有很好的弹性和高的屈服强度。

但是，核电站CRDM可拆接头长期被国外少数几个国家垄断，他们长期控制着全球核电项目的CRDM可拆接头供货市场。完全依赖于国外少数CRDM设备生产厂家供货，我国不仅需要多付出昂贵的采购成本，而且供货周期不确定，风险大，会不同程度影响我国在建核电新项目的工期进度。

有鉴于此，确有必要提供一种核电站控制棒驱动机构可拆接头及其制备方法。

发明内容

本发明的发明目的在于：提供一种核电站控制棒驱动机构可拆接头及其制备方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站控制棒驱动机构可拆接头的制备方法，其包括以下步骤：

1)选取原料并真空冶炼，获得钢水；

2)用钢水浇注电极；

3)将电极电渣重熔获得电渣锭，其中，以重量百分比计，电渣锭含有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)将电渣锭退火处理后锻造开坯；

5)钢坯退火处理后，经热轧圆钢后、圆钢调质热处理和超声探伤获得核电站控制棒驱动机构可拆接头。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤1)中，真空冶炼时的真空度达2.7x10^-2mbar，且先在真空感应炉内装入除金属Mn以外的合金料，充入氩气后通过自动加料室加入金属Mn。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤1)中，各元素采用纯料配入。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中，电渣锭的退火工艺为：在≤600℃保温约3小时，以≤120℃/h的加热速度加热至>840℃；在>840℃保温约6小时后，以≤50℃/h的冷却速度冷却。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中，电渣锭的锻造开坯时的加热工艺为：将电渣锭在≤600℃保温约3小时后，以≤120℃/h的加热速度加热至>1100℃并在>1100℃保温6小时。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤5)中，钢坯的退火工艺为：在600～650℃待料后，以≤120℃/h的加热速度加热至860℃±10℃；在860℃±10℃保温5～6小时后，以20～40℃/h的冷却速度冷却至400℃出炉。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤5)中，圆钢调质热处理的具体工艺为：淬火，在≤650℃保温约0.5小时，然后加热4～5小时升温至960～1000℃；在960～1000℃保温1～1.2小时后，油淬；回火，在≤650℃保温约0.5小时，然后加热1.5～2小时升温至660～680℃；在660～680℃保温3～3.5小时后，空冷。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中的电渣锭退火处理后，取样确认电渣锭的合金成分和含量为步骤3)中的合金成分和含量。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站控制棒驱动机构可拆接头，以重量百分比计，所述核电站控制棒驱动机构可拆接头含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。

作为本发明核电站控制棒驱动机构可拆接头的一种改进，所述核电站控制棒驱动机构可拆接头通过前述制备方法获得。

相对于现有技术，本发明核电站控制棒驱动机构可拆接头及其制备方法具有以下优点：

1.通过优化化学成份和工艺，CRDM可拆接头在使用条件下可安全运行，端部离合器部份工作时在弹性范围内，不发生塑性变形，寿命满足CRDM的设计规范和国家标准要求，实现了CRDM可拆接头制造的国产化。