核反应堆本体抗震比例模型质量块的制作方法

1.本实用新型涉及核反应堆本体抗震比例模型，具体为一种核反应堆本体抗震比例模型质量块。


背景技术：

2.核反应堆本体抗震比例模型是依据核反应堆本体结构原型按照一定比例进行缩小，利用力学振动试验台模拟地震进行核反应堆本体抗震试验而制作的实物模型，通过抗震比例模型来验证核反应堆本体设计的合理性、抗震能力及可靠性。模型设计主体材料为铝合金，而质量块是核反应堆本体抗震比例模型中重要组成部分之一，其包括模拟核反应堆本体原模型中的设备载荷质量块和模拟核反应堆本体原模型中附加冲击载荷的质量块。其由纯度为99.5%铅金属材料制成，并均匀分布在模型结构主体内部，以达到模型设计配重需求。
3.核反应堆本体抗震比例模型质量块现有设计方案均采用铅金属材料根据模型空间大小、质量计算值、排列方式等设计成多种规格、不同形状的铅金属质量块，其制备方法是直接通过铸造成型或坯料切削加工成型方式来完成。质量块与模型本体连接方式通常采用焊接、粘接、螺栓紧固连接或几种方式组合连接。由于模型主体铝合金材料和质量块铅金属材料的材料特性存在巨大差异，现有技术所实施的这两种异种金属材料的连接存在粘接强度低、焊接工艺性差、焊接变形大以及质量可靠性低等问题，造成抗震试验考核通过率低，严重影响核反应堆本体工程进度。
4.综上，目前急需对现有质量块结构进行改进，以适应与模型主体的连接，提高抗震实验通过率。


技术实现要素：

5.本实用新型为解决目前核反应堆本体抗震比例模型质量块结构在与模型主体铝合金连接时，存在粘接强度低、焊接变形大以及质量可靠性低等技术问题，提供一种核反应堆本体抗震比例模型质量块。
6.本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种核反应堆本体抗震比例模型质量块，包括质量块本体；质量块本体外部包覆有304l不锈钢制成的质量块外壳，所述质量块外壳轮廓与质量块本体形状相同且贴合在质量块本体外部（外表面），质量块外壳上开有一个预留孔，预留孔上焊接有能够将预留孔封闭的盖板。
7.本实用新型采用过渡层金属材料制作符合质量块设计尺寸的周边封闭的外壳，外壳内部充填铅金属材料作为质量块本体，通过质量块外壳与模型设计主体材料（铝合金）进行粘接，可以解决现有技术实施过程中异种金属材料连接存在的粘接强度低、焊接工艺性差、焊接变形大以及质量可靠性低等问题。
8.通过本实用新型的运用，可以提高质量块与模型主体铝合金材料的粘接强度（标准值要求≥6mpa），焊接工艺性好，焊接变形量可有效控制，模型可靠性得到很大提高，质量
稳定。
附图说明
9.图1本实用新型立体结构示意图之一。
10.图2 为图1的主视结构示意图。
11.图3为图1的侧视结构示意图。
12.图4本实用新型立体结构示意图之二。
13.图5为图4的主视结构示意图。
14.图6为图4的侧视结构示意图。
15.图7现有质量块结构示意图之一。
16.图8为图7的主视结构示意图。
17.图9为图7的俯视结构示意图。
18.图10现有质量块结构示意图之二。
19.图11为图10的主视结构示意图。
20.图12为图10的俯视结构示意图。
21.图13现有质量块结构示意图之三。
22.图14为图13的主视结构示意图。
23.图15为图13的侧视结构示意图。
24.1-围板，2-盖板，3-围管，4-铅块。
具体实施方式
25.本实用新型具体地说是适用于核反应堆本体抗震比例模型不同主体材料结构设计连接方式的质量块设计方案。
26.一种核反应堆本体抗震比例模型质量块，包括质量块本体；质量块本体外部包覆有304l不锈钢制成的质量块外壳，所述质量块外壳轮廓与质量块本体形状相同且贴合在质量块本体外部，质量块外壳上开有一个预留孔，预留孔上焊接有能够将预留孔封闭的盖板2，预留孔为一个小的圆孔，盖板为一个小的圆盖。
27.本实用新型在模型主体铝合金材料和质量块铅金属材料之间增加一层过渡层金属304l制成的外壳，通过该外壳实现了与母性主体材料的可靠连接；质量块与模型主体铝合金材料的粘接强度可达到13mpa。
28.实施例1
29.如图1、2、3所示，所述质量块本体为立方体结构，立方体的顶面呈向下凹陷的弧形结构，立方体的底面与左右两个侧面连接的位置切成斜面；所述质量块外壳由多块围板1通过焊接构成与质量块形状相同且能够容纳质量块本体的空心壳体，其中顶面与左右两个侧面直接焊接；预留口开在空心壳体底面的中心。需要注意的是，由于图1是将底面作为主要体现的面，为的是体现预留孔和盖板，因此图2、3分别是图1的主视图和侧视图，但实际上，图2应该是该外壳的底面。如图7、8、9所示，改进前的质量块，其顶面、底面均与左右两个侧面过渡的位置均切成小斜面，与改进后的质量块结构有所不同。
30.实施例2
31.如图10、11、12所示，所述质量块本体为立方体结构（质量块本体结构不变），立方体的前后面呈倒梯形，左右面呈矩形，立方体的上下两面均呈圆弧面结构且圆弧朝向上方（圆弧向上翘起），两个圆弧面在水平面的投影均呈矩形；所述质量块外壳由多块围板1通过焊接构成与质量块形状相同且能够容纳质量块本体的空心壳体，预留口开在空心壳体底部的中心。
32.实施例3
33.如图4、5、6所示，所述质量块本体呈圆柱结构，所述质量块外壳由一个围管3以及焊接在围管3两侧的一对围板1组成；预留口开在其中一个围板1的中心。
34.所述质量块本体是通过金属液经由预留口浇铸至质量块外壳内冷却而成，浇铸完成后预留口上焊接盖板2。
35.下面通过实例，结合附图说明（以图1为例），对本实用新型的具体实施方式作详细描述。
36.1、钣金裁剪厚度1mm质量块周边围板（图示件1），清除毛刺，校平。
37.2、将各块围板点焊拼装成质量块外壳。
38.3、钨极氩弧焊方法焊接围板拼接部位，清理打磨焊缝高点、表面缺陷。
39.4、熔化铅块。
40.5、将铅液通过预留口充填外壳，并称重至满足设计质量。
41.6、将预留口盖板（图示件2）与外壳围板焊接封装，完成质量块制备。


技术特征：
1.一种核反应堆本体抗震比例模型质量块，包括质量块本体；其特征在于，质量块本体外部包覆有304l不锈钢制成的质量块外壳，所述质量块外壳轮廓与质量块本体形状相同且贴合在质量块本体外部，质量块外壳上开有一个预留孔，预留孔上焊接有能够将预留孔封闭的盖板（2）。2.如权利要求1所述的核反应堆本体抗震比例模型质量块，其特征在于，所述质量块本体为立方体结构，立方体的顶面呈向下凹陷的弧形结构，立方体的底面与左右两个侧面连接的位置切成斜面；所述质量块外壳由多块围板（1）通过焊接构成与质量块形状相同且能够容纳质量块本体的空心壳体；预留口开在空心壳体底面的中心。3.如权利要求1所述的核反应堆本体抗震比例模型质量块，其特征在于，所述质量块本体为立方体结构，立方体的前后面呈倒梯形，左右面呈矩形，立方体的上下两面均呈圆弧面结构且圆弧朝向上方，两个圆弧面在水平面的投影均呈矩形；所述质量块外壳由多块围板（1）通过焊接构成与质量块形状相同且能够容纳质量块本体的空心壳体，预留口开在空心壳体底部的中心。4.如权利要求1所述的核反应堆本体抗震比例模型质量块，其特征在于，所述质量块本体呈圆柱结构，所述质量块外壳由一个围管（3）以及焊接在围管（3）两侧的一对围板（1）组成；预留口开在其中一个围板（1）的中心。5.如权利要求1~4任一项所述的核反应堆本体抗震比例模型质量块，其特征在于，所述质量块本体是通过金属液经由预留口浇铸至质量块外壳内冷却而成，浇铸完成后预留口上焊接盖板（2）。

技术总结
本实用新型涉及核反应堆本体抗震比例模型，具体为一种核反应堆本体抗震比例模型质量块。解决了目前核反应堆本体抗震比例模型质量块结构在与模型主体铝合金连接时，存在粘接强度低、焊接变形大以及质量可靠性低等技术问题。一种核反应堆本体抗震比例模型质量块，包括质量块本体；质量块本体外部包覆有304L不锈钢制成的质量块外壳，所述质量块外壳轮廓与质量块本体形状相同且贴合在质量块本体外部，质量块外壳上开有一个预留孔，预留孔上焊接有能够将预留孔封闭的盖板。通过本实用新型的运用，可以提高质量块与模型主体铝合金材料的粘接强度（标准值要求≥6MPa），焊接工艺性好，焊接变形量可有效控制，模型可靠性得到很大提高，质量稳定。质量稳定。质量稳定。


技术研发人员：海卫东 迟海江 张德华 焦春
受保护的技术使用者：山西平阳重工机械有限责任公司
技术研发日：2021.07.01
技术公布日：2022/2/18