СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕХЛА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ Российский патент 1995 года по МПК G21C21/00 

Изобретение относится к ядерной технике и технологии, в частности к области изготовления тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов, и предназначается для использования при изготовлении чехлов ТВС ядерных реакторов.

Известны способы изготовления чехлов ТВС из листовых заготовок, включающие формовку заготовок чехла в количестве одна, две или более, сварку чехла, термообработку сварных швов и материала чехла, правку и доводку геометрических параметров чехла [1].

Наиболее близким к изобретению техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ изготовления чехла ТВС реактора типа ВВЭР-440 [2]. Этот способ включает формовку двух полутруб, установку сформованных полутруб на сварочной оправке, сварку чехла путем проварки двух продольных швов в вакууме, снятие чехла со сварочной оправки, установку его на оправку для термообработки, термообработку чехла в вакуумной печи, правку и доводку геометрических параметров чехла на прессовом и слесарном оборудовании.

К недостаткам этого способа относятся его недостаточно высокая технологичность вследствие применения достаточно большого количества оснастки, недостаточно высокая производительность вследствие большого количества вспомогательных операций, а также недостаточно высокая точность изготовления чехла вследствие того, что правка и доводка геометрических параметров чехла производятся на прессовом и слесарном оборудовании в свободном состоянии. Кроме того, ввиду небольших зазоров съем чехла со сварочной оправки после выполнения операции сварки, а также установка чехла на оправку для термообработки требуют приложения значительных усилий и применения вибромашин.

Целью изобретения является упрощение технологии, повышение производительности и точности изготовления чехлов ТВС.

Цель достигается тем, что по способу изготовления чехла ТВС, включающему формовку заготовок, установку заготовок на сварочную оправку, сварку чехла, термообработку чехла и сварных швов на оправке, снятие с оправки, сварку и термообработку чехла производят на одной оправке, выполненной из материала, имеющего коэффициент термического расширения, больший по сравнению с коэффициентом термического расширения материала чехла в 1,5...4 раза.

В конкретном случае материалом чехла является сплав циркония, материалом оправки - нержавеющая сталь. Коэффициент термического расширения циркония 5,6 х х 10^-6 1/град, нержавеющей стали 17,5х10^-6 1/град, т.е. в 3 раза больше.

На фиг. 1 - 4 представлены этапы изготовления чехла по данному способу; на фиг. 1 - операция формовки полутруб; на фиг. 2 - операция установки заготовок на предлагаемой оправке; на фиг. 3 - операция сварки чехла; на фиг. 4 - операция термообработки чехла.

Оправка представляет собой болванку из нержавеющей стали, контур профиля поперечного сечения которой повторяет контур профиля поперечного сечения чехла по его внутренней поверхности и эквидистантно отстоит от него внутрь на расстояние, равное разности линейных расширений чехла и оправки. После проведения операции термообработки по данному способу чехол совершенно свободно скользит по оправке и снятие его с оправки не представляет никаких затруднений.

Использование изобретения позволит упростить технологию изготовления чехлов ТВС, повысить производительность и точность изготовления и шире использовать при изготовлении чехлов ТВС сплавов циркония, что дает экономический эффект за счет более полного использования урана в ядерных реакторах.

Использование: при изготовлении чехлов тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерных реакторов различных типов. Сущность изобретения: способ изготовления чехлов ТВС включает формовку заготовок, установку заготовок на сварочную оправку, сварку чехла, снятие его со сварочной оправки и установку на оправку для термообработки, термообработку чехла и сварных швов на оправке, снятие с оправки, правку и доводку геометрических параметров чехла как в поперечном, так и в продольном направлениях. При этом сварку, термообработку, правку и доводку геометрических параметров чехла производят на одной и той же оправке, выполненной из материала, имеющего коэффициент термического расширения, больший по сравнению с коэффициентом термического расширения материала чехла. Термическую обработку, правку и доводку геометрических параметров чехла производят одновременно. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЧЕХЛА ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ, включающий формовку заготовок, установку заготовок на сварочную оправку, сварку чехла, термообработку чехла и сварных швов на оправке, снятие с оправки, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, повышения производительности и точности изготовления чехла, сварку и термообработку чехла производят на одной оправке. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что оправка выполнена из материала, имеющего коэффициент термического расширения больше, чем коэффициент термического расширения материала чехла.