核电站堆芯滤网的制作方法

本实用新型属于核电领域，更具体地说，本实用新型涉及一种核电站堆芯滤网。

背景技术：

堆内构件过滤组件(以下简称堆芯滤网)在机组冷、热试时安装在堆内构件下堆芯板上(燃料组件安装位置)，用来过滤一回路的异物和杂质，防止其进入反应堆冷却剂系统其他设备，造成设备损伤。

请参阅图1至图3所示，现有技术中堆芯滤网主要由基座1、滤网2、加固网3、压条4、垫块5、大头螺钉6、把手7等零部件组成，并通过螺杆8、螺母9、止动垫圈10、防转块11固定在堆内构件下部支撑板12上。

滤网2的丝径为0.9mm，网孔尺寸为2mm，制造工艺先后经过：编网、粗加工、固溶处理、冲压成型、真空钎焊、精加工。加固网3的丝径为2.5mm，网孔尺寸为10mm，加固网3在剪裁时须保证加固网3的中心与其中一个网孔中心重合，加固网3的外圈节点需进行点焊或钎焊固定。用压条4将滤网2和加固网3压紧在基座1上，在压条4上施加10～15t的轴向压紧力，1～2t的径向压紧力，然后将压条4与基座1焊接。通过大头螺钉6、垫块5将滤网2固定在把手7上，垫块5安装时应拧紧，确保滤网2和加固网3在中心位置紧密贴合，大头螺钉6与基座1内孔同轴，然后焊接大头螺钉6及垫块5，焊接后进行目视检查和液体渗透检查。

然而，这种结构的堆芯滤网结构复杂，由于滤网2中心及圆周处均通过压紧方式固定，在长期水压作用和较大异物及杂质的冲击下，容易发生变形甚至松脱，不利于异物及杂质的拦截，而且堆芯滤网的制造工艺复杂，工序多，滤网钎焊及零部件焊接工作量很大，制造周期长，费用高，产品稳定性和标准化差。

有鉴于此，确有必要提供一种制造周期短、结构强度和可靠性高、过滤效果好、成本低的核电站堆芯滤网。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种制造周期短、结构强度和可靠性高、过滤效果好、成本低的核电站堆芯滤网。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种核电站堆芯滤网，包括：

基座，中部为空心结构；

滤网，设置于基座的空心结构内，与基座一体成型，其与基座的连接处为圆弧结构；以及

把手，横跨基座空心结构设置，并与基座一体成型；

其中，所述核电站堆芯滤网通过3D打印技术一体成型。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述滤网与基座连接的圆弧结构边缘上开设有贯通的过滤孔。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述基座的厚度不大于30mm。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述滤网为单层结构。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述滤网为厚度不超过2.5mm的过滤板。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述过滤板上均匀开设有若干网孔，网孔的孔径为1.8mm～2.6mm。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述滤网位于基座的中层位置。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述滤网进行过喷丸、喷砂强化处理。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述把手为杆状。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述3D打印技术为选择性激光融化3D打印技术或激光金属沉积成形技术。

作为本实用新型核电站堆芯滤网的一种改进，所述核电站堆芯滤网的材料为奥氏体304L、304、316或316L材料。

相对于现有技术，本实用新型核电站堆芯滤网具有以下有益技术效果：

1)通过3D打印技术成型，提高了滤网的成型效率，缩短了制备周期，节约制造成本50％以上；

2)采用一体化结构设计，减少了耗材；

3)通过对滤网过滤功能进行优化设计，提高了堆芯滤网的可靠性；

4)通过3D打印成型，结构强度高，过滤效果好。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型核电站堆芯滤网进行详细说明，其中：

图1为现有技术核电站堆芯滤网的安装示意图。

图2为现有技术核电站堆芯滤网的结构示意图。

图3为现有技术核电站堆芯滤网的俯视图。

图4为本实用新型核电站堆芯滤网的结构示意图。

图5为本实用新型核电站堆芯滤网的俯视图。

图6为本实用新型核电站堆芯滤网的剖视图。

附图标记：

20-基座；22-滤网；24-把手；26-过滤孔。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

请参阅图4至图6所示，本实用新型核电站堆芯滤网200包括：

基座20，中部为空心结构；

滤网22，设置于基座20的空心结构内，与基座20一体成型，其与基座20的连接处为圆弧结构；以及

把手24，横跨基座20空心结构设置，并与基座20一体成型；

其中，核电站堆芯滤网200通过3D打印技术一体成型。

本实用新型3D打印技术为选择性激光融化(SLM)3D打印技术或激光金属沉积(LMD)成形技术，核电站堆芯滤网200的材料为奥氏体304L、304、316或316L材料。

在图示实施方式中，3D打印技术为选择性激光融化(SLM)3D打印技术，核电站堆芯滤网200的材料为奥氏体304L材料，通过3D打印技术，可以将多个零部件集成为一个部件，安装和使用方便，同时缩短了制备周期，并可节约50％以上的制造成本，且结构强度高、过滤效果好。

基座20的形状与现有技术中基座的形状基本一致，中部为圆形的空心结构，空心结构处用于设置滤网22，不同之处在于，基座20的厚度不大于30mm，约为现有技术中基座厚度的一半，或小于一半，通过3D打印成型，既能满足堆芯滤网基座20的强度，减少了材料的使用，同时提高了成型效率，有效的降低了SLM成型堆芯滤网的成本。

请参阅图5和图6所示，通过3D打印成型的滤网22为单层结构，将现有技术中的细滤网和加固网合并为一层过滤网，无需使用额外的加固网进行加固。滤网22位于基座20的中层位置，且滤网22与基座20一体成型，连接处为圆弧结构，以增强滤网22与基座20的连接，避免局部应力集中。另外，滤网22与基座20连接处的圆弧结构边缘沿圆周开设有多个贯通的过滤孔26，过滤孔26为圆孔，过滤孔26的孔径为1.8mm～2.6mm，以增大滤网22的过滤面积，而现有技术中的滤网由于用压条将滤网和加固网压紧在基座上，并将压条与基座焊接，因而无法开设过滤孔。

滤网22为厚度不超过2.5mm的过滤板，过滤板上均匀开设有若干网孔，网孔为圆孔或方孔，网孔的孔径为1.8mm～2.6mm。在图示实施方式中，过滤板的厚度优选为1.5mm～2.5mm，更优选为2.0mm，网孔为圆孔，其孔径优选为2.0mm～2.5mm，更优选为2.2mm。圆孔可以有效的提高过滤面积且降低局部应力集中。孔隙率在保证滤网22结构强度的前提下，尽量大，以提高滤网22的过滤面积，减小滤网22的压降。

为了降低滤网22的压降，对滤网22进行喷丸、喷砂强化处理，并对滤孔进行打磨，在保证其强度的条件下，充分实现滤网22的过滤功能。

由于滤网22通过3D打印与基座20一体成型，可以去除现有技术堆芯滤网中的加固网、大头螺钉、垫块和压条，可以增大堆芯滤网的过滤面积，减小流阻，并可防止塑性变形，同时可防止滤网22松脱，可靠性强，此外，还提高了堆芯滤网200的安装速度。

请参阅图4和图5所示，由于基座20的厚度小于等于现有技术中基座厚度的一半，可显著降低堆芯滤网200的重量，把手24在满足强度的前提下截面可尽可能的小，因此，把手24可通过3D打印成型为杆状，重量轻且易于操作。

具体地，把手24横跨基座20中部的空心结构设置，与基座20的本体一体成型，优选以对角线方向设置在基座20的中部位置，便于操作。

3D打印成型工艺如下：

堆芯滤网200采用选择性激光熔化(Selective laser melting，SLM)技术成型，具体制备流程如下：

选择EOS M280型激光选取熔化成型设备，成型工艺参数如表1所示，也可在此参数基础上进行局部调整。

除了上述工艺，也可选择其余满足力学性能的热处理工艺。

对堆芯滤网200进行鉴定试验：

1)机械破坏试验

将堆芯滤网200放置在压力试验机的试验台上，保证压头与堆芯滤网200对中，通过压头对堆芯滤网200平稳地(控制压头移动速度在0.5mm/min～2.0mm/min之间匀速)施加载荷，直至滤网22从基座20中脱落或网丝断裂失效，试验机自动停止。记录滤网22的失效方式和失效前的最大载荷。滤网22的最大载荷的最小值不低于13kN时，视为合格。

2)水力冲击试验

将堆芯滤网200固定，用流速不低于11m/s(管路DN50)的水流连续冲击滤网22(水流方向模拟实际工况)20天。试验结束后检查滤网22，无任何损坏痕迹视为合格，试验用水水温为常温。

3)模拟异物冲击试验

将堆芯滤网200放置在地面上，用工具支承固定，确保堆芯滤网200下方为刚性平台，滤网22在试验过程中始终处于悬空状态。取M20×50的螺栓，模拟异物在堆芯滤网200上方4m处自由掉落，砸落在滤网22网面上，重复5次，试验结束后检查滤网22表面，无明显损伤(断丝、破裂)视为合格。

在投入使用时，将本实用新型核电站堆芯滤网200通过螺杆、螺母、止动垫圈、防转块固定在堆内构件下部支撑板上，然后进行过滤作用。

相对于现有技术，本实用新型核电站堆芯滤网200具有以下有益技术效果：

1)通过3D打印技术成型，提高了堆芯滤网200的成型效率，缩短了制备周期，节约制造成本50％以上；

2)采用一体化结构设计，减少了耗材；

3)通过对滤网过滤功能进行优化设计，提高了堆芯滤网200的可靠性；

4)通过3D打印成型，结构强度高，过滤效果好。

根据上述原理，本实用新型还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。