[发明专利]一种控制棒系统用连接环链的制备方法及连接环链

说明书

本发明公开了一种控制棒系统用连接环链的制备方法及连接环链，制备方法包括以下步骤：S1、机加工单链及焊接坡口：将金属锻件切割成适合单链加工的尺寸，利用加工设备及工装分边将单链加工成型，然后在单链上机加工出坡口；S2、编链：利用坡口将多个单链串联成环链；S3、焊接坡口：采用钨极气体保护焊连接。本发明解决了现有制备方法采用冷弯导致裂纹的问题，并且质量满足控制棒系统的要求。

技术领域

本发明涉及核动力装置中控制棒驱动系统技术领域，具体涉及一种控制棒系统用连接环链的制备方法及连接环链。

背景技术

核反应堆控制棒驱动系统通常包含驱动机构、控制棒组件以及相应的连接环链。驱动机构是核反应堆控制系统和保护系统的执行机构；控制棒组件主要功能为包容中子吸收体单元，使得吸收体成为一个整体；而连接环链则将这二者可靠地连接起来。这样在驱动机构的带动下，通过环链使得控制棒组件整体下插、提升或悬停，达到控制吸收中子程度的目的，从而实现反应堆启动、调节功率、维持功率和正常停堆等功能，并可实现事故工况下紧急停堆。

在核裂变反应堆特别是气冷堆、熔盐堆等堆型中，连接环链作为驱动机构与控制棒组件之间的唯一连接部件，在整个控制棒系统起着至关重要的作用，由于其承受较大的拉伸与冲击力，且多数工作在高温环境中，因此连接环链的制造质量成为整个控制棒系统综合质量的关键环节。

在现有的气冷堆、熔盐堆等堆型中，常规连接环链制造方法为使用集弯链、编链、焊接于一体的自动编链机一次制造完成。控制棒系统中的连接环链材料多数采用耐高温性能较好的镍基合金，在链条冷弯时材料的弯曲半径处应力集中，易产生裂纹等各种缺陷，综合质量难以保证，常导致大量报废。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制棒系统用连接环链的制备方法，解决现有制备方法采用冷弯导致裂纹的问题，并且质量满足控制棒系统的要求。

本发明通过下述技术方案实现：

一种控制棒系统用连接环链的制备方法，包括以下步骤：

S1、机加工单链及坡口：将金属锻件切割成适合单链加工的尺寸，利用金属切削设备将单链加工成型，然后在单链上机加工出坡口；

S2、编链：利用坡口将多个单链串联成环链；

S3、坡口焊接：采用适合的焊接方式(如钨极气体保护焊、激光焊等)，在每一处坡口上进行焊接以将坡口完全封闭连接起来。

所述金属锻件优选为镍基合金。

本发明与现有技术相比：

直接采用机加工方式来替代冷弯工艺，从根本上避免了冷弯导致的材料局部应力集中，从而根本性地消除裂纹产生的风险。同时，机械加工成型的连接环链尺寸精密规范，不仅有利于后续焊接、探伤，更重要的是使其与链轮的啮合精度大为提高，显著提升了连接环链的自身质量及链轮链条的啮合传动质量与效率。

综上，本发明通采用机加工单链及焊接坡口解决了现有制备方法采用冷弯导致裂纹的问题，并且质量满足控制棒系统的要求。

进一步地，步骤S1所述金属锻件的锻造比大于等于2。

本发明通过选择合理的锻造比，使得锻坯内部孔隙及铸态树枝晶被打碎，材料横向和纵向的力学性能均得到明显提高。本发明通过选择合理的锻造比，同时机加工单链及焊接坡口，进一步解决了现有制备方法采用冷弯导致裂纹的问题，并且质量满足控制棒系统的要求。

优选地，步骤S2所述坡口设置在单链的中部。

具体地，所述单链包括2个直线段，2个直线段的两端通过弧形段连接，所述坡口设置在其中一个直线段的中部。

进一步地，步骤S4所述坡口的参数为：坡口为90°。