[发明专利]一种乏燃料储存格架方管焊接方法

说明书

本发明提供了一种乏燃料储存格架方管焊接方法，包括以下步骤：定位中心方管使其位于第一角方管和第二角方管的正中间；将连接件分别间隔阵列在第一角方管和中心方管、第二角方管和中心管的相对的棱边上并焊接固定；将第二定位框工装定位在第一角方管和中心方管之间以定位第三角方管、将第三定位框工装定位在第一角方管和中心方管之间以定位第四角方管；将连接件分别间隔阵列在第三角方管和中心方管第四角方管和中心管的相对的棱边上并焊接固定。本发明采用的连接件能够满足整体外形尺寸的设计要求且能够保证焊缝质量，还能控制焊接变形，此外将连接件间隔阵列设置，在同等的试验条件下，本发明的焊接效率能够达到现有技术的10~15倍。

技术领域

本发明涉及核燃料存储设备技术领域，具体涉及一种乏燃料储存格架方管焊接方法。

背景技术

乏燃料储存格架是燃料操作和贮存系统（PMC系统）中与临界安全密切相关和用于存放乏燃料组件的重要设备，它广泛应用于乏燃料在堆贮存、中间离堆贮存以及后处理厂贮存。以AP1000为代表的三代核电厂使用的“硼铝合金-不锈钢乏燃料储存格架”，以其中子吸收性能好、安全性高、贮存密度高等优点，逐步在三代核电乏燃料贮存格架选型的竞争中脱颖而出，成为国际乏燃料储存格架技术发展主流。

乏燃料储存硼铝格架的结构如图1所示，该类格架两方管间采用连接块的连接结构，连接块需采用全焊透结构。由于方管连接是通过多个连接块在两两方管棱边之间实现焊接连接，且方管壁薄，同时整套格架所需的方管数量较多，因此，采用常规的连接结构和焊接方法无法同时满足全焊透熔深及焊接变形控制需求。

发明内容

针对上述现有焊接方法无法满足乏燃料存储格架方管全焊透熔深及焊接变形控制的技术问题，本发明提供了一种乏燃料储存格架方管连接件及焊接方法，能够满足乏燃料存储格架方管全焊透熔深及焊接变形控制的需求。

本发明通过下述技术方案实现：

一种乏燃料储存格架方管连接件，所述连接件为长条的块状结构，所述连接件两端为支撑段，两支撑段通过焊接段相连，所述焊接段的截面尺寸小于支撑段的截面尺寸。

本发明的连接件为长条的块状结构，多个方管经若干连接件连接后，乏燃料储存格架的整体外形尺寸能够满足设计要求。且连接件两端的支撑段截面尺寸大于焊接段的截面尺寸，可通过连接件的支撑段支撑方管，防止方管因与连接件的焊接段焊接后产生收缩变形，满足乏燃料储存格架焊接变形控制的要求。另外，焊接段的尺寸可根据乏燃料存储格架的方管全焊透熔深的要求设计，以满足全焊透熔深的要求。因此，本发明能够满足乏燃料存储格架方管全焊透熔深及焊接变形控制的需求。

进一步的，所述连接件一相对的两侧设有凹槽，所述凹槽用于容纳方管的一棱边，以使得连接件能够卡设在两方管相对的棱边上，一方面便于连接件和方管的装配，另一方面能够增加支撑段作用在方管上的点位，进一步防止方管收缩变形。

优选的，所述凹槽为弧形凹槽，以使得连接件侧壁和方管棱边能够完全契合，以提高焊缝的质量和进一步防止方管变形。

具体而言，所述焊接段的厚度为2.5mm～3.5mm，以确保方管和连接件有足够的焊接熔深，进而确保乏燃料储存格架满足地震加速度的技术指标要求。

本发明还提供了一种基于上述连接件的乏燃料储存格架方管焊接方法，包括以下步骤：

将第一角方管、第二角方管和中心方管通过第一定位框工装进行定位，并使中心方管位于第一角方管和第二角方管的正中间；

将连接件间隔阵列在第一角方管和中心方管相对的棱边上、第二角方管和中心管相对的棱边上；

将第一角方管、第二角方管和中心方管焊接固定；

焊接固定后，将第二定位框工装定位在第一角方管和中心方管之间以定位第三角方管、将第三定位框工装定位在第一角方管和中心方管之间以定位第四角方管；