乏燃料贮罐罐口及其焊接工艺的制作方法

本发明涉及高温石墨堆乏燃料储存领域，特别涉及一种乏燃料贮罐罐口及其焊接工艺方法。
背景技术：
：核燃料在反应堆中使用时，由于易裂变核素的消耗、裂变产物及重核素的生成，引起燃料反应性的变化，最终使反应堆不再能维持临界，因此核燃料使用到一定程度必须更换，经反应堆辐射后卸下的燃料也称为乏燃料或辐照过的燃料。由于乏核燃料中包含有大量的放射性元素，因此具有很强的放射性，因此必须妥善处理。乏燃料的储存、运输是需要用特殊容器和专用运输工具，而且必须严格遵照国际原子能机构《放射性物质安全运输规程》和本国有关规程进行运输，设备的搬运基本依靠机械手完成，所以对设备的尺寸和形位公差要求极为严格。国内传统乏燃料贮罐机加工最终利用落地镗床加工罐口内外径及上平面，这样的机加工方法由于罐口和设备轴线回转中心不一致、镗床装夹存在以设备轴线为基准找正罐口平面垂直度有找正误差与由于镗床多次装夹有装夹误差造成罐口与罐体之间的同轴度误差大、和轴线垂直度误差大和其他形位误差大的问题。技术实现要素：本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的主要目的在于提供一种乏燃料贮罐罐口及其焊接工艺，旨在解决罐口和设备轴线回转中心不一致、镗床装夹存在以设备轴线为基准找正罐口平面垂直度有找正误差与由于镗床多次装夹有装夹误差造成罐口与罐体之间的同轴度误差大、和轴线垂直度误差大和其他形位误差大的问题。为实现上述目的，本发明提供一种乏燃料贮罐罐口及其焊接工艺，罐口焊接在乏燃料贮罐罐体上；罐口包括，外圆、设置在外圆内的内孔和设置在外圆上的密封槽，罐口与罐体焊接采用背面强制冷却结合小电流断续操作，以减少焊接变形，罐口的中心线与罐体的中心线设置为同轴度小于或等于2㎜的一根同轴线；外圆的外径与同轴线同轴度为⊙＝φ0.05；罐口的密封槽与同轴线同轴度为⊙＝φ0.05；罐口的内径与同轴线同轴度为⊙＝φ0.05；罐口的上平面与同轴线垂直度为⊥＝0.1。一种乏燃料贮罐罐口，包括外圆、设置在外圆内的内孔和设置在外圆上的密封槽，密封槽为环形，密封槽设置在与内孔相距5mm的外圆上，内孔上下两段与地面垂直，中段向内倾斜。在其中一个实施例中，罐口与罐体组焊之后的整体机加工，达到罐口的内孔、外径与罐体同轴度小于等于2mm的目的。在其中一个实施例中，罐口机加工加工步骤如下：(1)将组焊后的罐体上立式车床，以罐体的外圆为基准粗加工，罐体的端口垂直于轴线，罐体顶部的厚度预留精加工余量大于或等于2mm；(2)不拆除装夹，以粗加工面为基准、罐体上开孔、车坡口，保证孔心与罐体轴线重合，在车床上组对、点焊罐口，车床找正，调整罐口中心和罐体的中心重合，顶面和轴线垂直、组焊。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为罐口截面示意图。图2为乏燃料罐整体立体示意图。图3为罐体截面示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1罐口24上封头11外圆25下封头12内孔26底板13密封槽27下筋板21顶板28罐身22上筋板29罐体连接件23上筋板筒体具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。一种乏燃料贮罐罐口的焊接工艺，罐口1焊接在乏燃料贮罐罐体2上；罐口1包括，外圆11、设置在外圆11内的内孔12和设置在外圆11上的密封槽13，罐口1与罐体2焊接采用背面强制冷却结合小电流断续操作，以减少焊接变形，罐口1的中心线与罐体2的中心线设置为同轴度小于或等于2㎜的一根同轴线；外圆11的外径与同轴线同轴度为⊙＝φ0.05；罐口1的密封槽13与同轴线同轴度为⊙＝φ0.05；罐口1的内径与同轴线同轴度为⊙＝φ0.05；罐口1的上平面与同轴线垂直度为⊥＝0.1。一种乏燃料贮罐罐口，包括外圆11、设置在外圆11内的内孔12和设置在外圆11上的密封槽13，密封槽13为环形，密封槽13设置在与内孔12相距5mm的外圆11上，内孔上下两段与地面垂直，中段向内倾斜。优选的，罐口1与罐体2组焊之后的整体机加工，达到罐口1的内孔12、外圆11与罐体2同轴度小于等于2mm的目的。优选的，罐口1机加工加工步骤如下：(1)将组焊后的罐体2上立式车床，以罐体2的外径为基准粗加工，罐体2的端口垂直于轴线，罐体2顶部的厚度预留精加工余量大于或等于2mm；(2)不拆除装夹，以粗加工面为基准、罐体2上开孔、车坡口，保证孔心与罐体2轴线重合，在车床上组对、点焊罐口，车床找正，调整罐口1中心和罐体2的中心重合，顶面和轴线垂直、组焊。其中一个实施例中，由顶板21、上筋板22、上筋板筒体23、上封头24、下封头25、底板26、下筋板27、罐身28、罐体连接件29和罐口1各部件组焊而成；将上封头24的中心线、罐口1的中心线、罐体连接件9的中轴线、罐身28的中轴线和下封头25的中心线设置为同轴度小于或等于2㎜的一根同轴线；同轴线与底板26垂直度为⊥＝φ2.5；顶板21的内圆与同轴线同轴度为⊙＝φ0.25。优选的，顶板21与底板26平行度为0.5；顶板21上平面的平面度为□＝0.3；底板26下平面的平面度为□＝0.3；顶板21与上筋板筒体23组件的外径公差为-0.23mm；顶板21内孔公差为±0.2mm；罐身28圆柱度为5。优选的，罐身28的圆柱度为10/5，在单件成型时通过控制罐身28的展开板料的尺寸公差与对角线公差以及成型过程，达到单件成型后罐身28的圆柱度为4的目的。优选的，罐身28的圆柱度达到标准后，在罐身28内外部各设置至少4道刚性支撑，直至组焊完成。优选的，设置在罐身28内部的刚性支撑在于下封头焊接完成后便可拆除。优选的，罐口1通过乏燃料贮罐组焊之后的整体机加工来达到罐口1是内孔12、外圆11与上封头24同轴度小于等于2mm。优选的，机加工加工步骤如下：(1)先组对焊接上封头24与罐体连接件29，并射线探伤合格；(2)以罐体连接件29端部和外圆为工艺基准、分别组对焊接顶板21、上筋板22、上筋板筒体23、罐身28、下封头25、下筋板27和底板26；(3)将组焊后的乏燃料贮罐上立式车床，以罐体连接件29的外圆为基准粗加工，罐口连接件29的端口与顶板21平行并垂直于轴线，顶板21的厚度预留精加工余量大于或等于2mm；(4)不拆除装夹，以粗加工面为基准、上封头开孔、车坡口，保证孔心与部件轴线重合，在车床上组对、点焊罐口，车床找正，调整罐口1中心和其他部件的中心重合，顶面和轴线垂直、组焊。在其中一个实施例中，各部件尺寸规格如下：(1)顶板21：φ1200/φ1780×35(上公差+5，下公差为0)；(2)上筋板22共24件；(3)上筋板筒体23：φ1780×715，δ＝20；(4)上封头24：该件为本设备关键件之一，直径φ＝1740(上公差0，下公差-0.5)；(5)下封头25：直径φ＝1780；(6)底板26：φ800/φ1780×30；(7)下筋板27：共24件；(8)罐身28：φ1780×2260，δ＝20；(9)罐口连接件29：该件是决定设备体公差的关键件之一，本次制造采用Ⅲ级锻件，外形：φ1800×350，δ＝50；(10)罐口1：为Ⅱ级锻件，该件是乏燃料进口，装料为自动装料，该件在设备上位置十分关键。在其中一个实施例中，焊接安装步骤如下：1、罐口1与罐体2点固(1)按图纸要求在立车上将罐口1点焊在上封头24上，并利用百分表对罐口1进行找正。(2)对接错边量≤1.0mm，对接间隙按《焊接工艺规程》要求。2、焊罐口(1)按《焊接工艺规程》要求施焊罐口1焊缝，施焊时严格控制层间温度不得超过100℃。(2)清除焊接飞溅物及焊渣，焊缝表面应打磨光滑。(3)余高≤2.5mm。(4)按《焊接控制程序》要求记录和标识焊工钢印。(5)按《焊接工艺规程》填施焊记录。3、检验目视检验(1)按《尺寸和目视检查工艺规程》检查焊缝，焊缝不应有咬边、烧穿、裂纹、焊缝高度不一致及尺寸不准确、未焊透、气孔、焊缝宽度不均匀、焊缝间断等缺陷。(2)按《尺寸和目视检查工艺规程》出具焊缝目视检验报告。射线检验(1)按《射线检测规程》要求对焊缝进行100％射线检验，按NB/T47013.2-2015执行II级合格。(2)按《射线检测规程》要求记录和标识无损检验标记。(3)按《射线检测规程》要求出具射线检验报告。超声波检验(1)按《超声波检验规程》要求对焊缝进行100％超声检验，按NB/T47013.3-2015执行I级合格。(2)按《超声波检验规程》要求出具超声检验报告。4、不合格返修5、合格清洗按《清洁和表面处理工艺规程》对上段整体内外表面进行清洁，先对整体进行预处理，采用浸入式，将上段先浸入酸洗液，再浸入钝化液，对设备完成酸洗钝化并按施设《乏燃料贮存系统乏燃料贮罐技术规格书》进行清洁度检查。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页1 2 3