[发明专利]核电站控制棒驱动机构密封壳及其制备方法

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密封壳及其制备方法。

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。

压水堆核电站CRDM密封壳属于核一级机械部件，用于核电站磁力提升式控制棒驱动机构的承压密封件，是耐压壳部件中的一个零件，内装驱动杆、钩爪等部件，外装线圈部件。CRDM密封壳工作在一回路高温、高压水和辐射环境中，是一回路压力边界材料，电磁线圈通电后，磁回路横穿壳壁。因此，要求CRDM密封壳具有耐高温高压的力学性能，纯奥氏体组织，无磁性，不会被磁化，耐腐蚀。

但是，CRDM密封壳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密封壳供货市场。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，曾经不同程度影响到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密封壳及其制备方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种核电站控制棒驱动机构密封壳及其制备方法。

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密封壳的制备方法，其包括以下步骤：

1)选取原料并通过电炉冶炼+AOD精炼+LF炉精炼，获得钢水；

2)将钢水浇注成钢锭；

3)将钢锭电渣重熔获得钢坯，其中，以重量百分比计，钢坯含有≤0.035%C、≤1.00%Si、≤2.00%Mn、≤0.03%P、18.50-20.00%Cr、9.00-10.00%Ni、≤0.015%S、≤0.08%N、≤1.00%Cu、≤0.10%Co、≤0.001%B、≤0.50%Al和余量Fe；以及

4)锻造钢坯并在热处理后将钢坯加工成核电站控制棒驱动机构密封壳。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤1)中，采用高碳铬铁、中碳铬铁、镍板、低P原料、金属锰、含氮铬铁、硅铁作为原料。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤2)中，浇注钢锭在氩气保护气氛中进行。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤3)中，电渣重熔前，对钢锭表面进行清除氧化皮处理。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤3)中，电渣重熔采用CaF₂：Al₂O₃：CaO：MgO四元渣系，且使用前对渣料进行烘烤。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中，钢坯脱模后进行表面精整处理。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中，所述钢坯加热保温后采用快锻开坯和径锻进行锻造。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中，钢坯加热保温工艺为：将钢坯自≤700℃缓慢加热至900-1000℃，在900-1000℃保温2小时再缓慢加热至1000-1100℃；在1000-1100℃保温2小时之后，出炉锻造。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中，锻造时钢坯镦粗二次，镦粗保温后钢坯出炉进行拔长锻造，经多次锻造后钢坯锻到所需中间坯尺寸，开坯后切除钢锭头、尾。

作为本发明制备方法的一种改进，步骤4)中，所述钢坯在径锻加热炉中加热，加热温度＞1120℃，加热2.5-4.5小时，保温1.5-2.5小时，钢坯出炉后在径锻机上锻造到毛坯尺寸。

作为本发明制备方法的一种改进，所述热处理为固溶处理，具体工艺为：自≤650℃升温至＞1000℃，保温2.5小时后，经水冷至钢坯表面温度<40℃。

此外，本发明还提供了一种核电站控制棒驱动机构密封壳，以重量百分比计，所述核电站控制棒驱动机构密封壳含有≤0.035%C、≤1.00%Si、≤2.00%Mn、≤0.03%P、18.50-20.00%Cr、9.00-10.00%Ni、≤0.015%S、≤0.08%N、≤1.00%Cu、≤0.10%Co、≤0.001%B、≤0.50%Al和余量Fe，且其具有纯奥氏体组织。

作为本发明核电站控制棒驱动机构密封壳的一种改进，所述核电站控制棒驱动机构密封壳是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密封壳及其制备方法具有以下技术效果：