一种PWR乏燃料组件贮存栅元的制作方法

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种PWR乏燃料组件贮存栅元。

背景技术：

目前我国核电站PWR机组乏燃料组件(17×17)干法贮存技术还不够成熟，乏燃料干法贮存主设备尚未实现国产化和自主化，没有合适的PWR乏燃料组干法件贮存栅元。因此亟需开发一种可用于干法贮存PWR机组乏燃料组件的栅元，从而实现PWR乏燃料组件干法贮存。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种PWR乏燃料组件贮存栅元，用于PWR乏燃料组件干法贮存，同时保证具有良好的刚性和辐射屏蔽性能。

为解决上述技术问题，本发明一种PWR乏燃料组件贮存栅元，包括四个不锈钢硼铝复合板，四个不锈钢硼铝复合板拼接成的正方形，固定得到PWR乏燃料组件贮存栅元；不锈钢硼铝复合板包括不锈钢骨架、硼铝板，不锈钢骨架两侧截面为梯形，且夹角为45°，不锈钢骨架为“H”型不锈钢骨架，上下表面均有凹槽，硼铝板安装于两侧凹槽内，且通过不锈钢骨架的通孔连接。

凹槽的内侧面与不锈钢骨架侧面平行。

凹槽的内侧面与不锈钢骨架边界的宽度为2mm。

凹槽的深度为2mm。

不锈钢骨架厚度为8mm。

一种PWR乏燃料组件贮存栅元制造方法，具体包括以下步骤：

步骤一、首先将硼铝粉末置于已加工好的不锈钢骨架的上下两端，组成临时复合板；

步骤二、将临时复合板进行烧结，使硼铝粉末变为硼铝合金，并与骨架紧密结合；

步骤三、对烧结后的复合板进行轧制，加固硼铝合金层与不锈钢骨架的结合强度；

步骤四、消除复合板的残余应力；

步骤五、对复合板进行校直处理；

步骤六、对得到的不锈钢硼铝复合板进行焊接接口准备；

步骤七、首先将4个横截面为梯形的不锈钢硼铝复合板拼接成正方形，并使用工装固定；

步骤八、对不锈钢硼铝复合板之间的接缝进行氩弧焊焊接；

步骤九、对焊缝外表面进行修磨并检验，确保焊缝满足要求；

步骤十、通过合适的退火工艺消除贮存栅元的残余应力，增强其力学性能；

步骤十一、对贮存栅元进行校直处理。

所述步骤四中，通过退火工艺消除复合板的残余应力。

本发明的有益技术效果在于：不锈钢硼铝复合板的横截面为底角为45°的梯形，骨架为45°的“H”型不锈钢骨架，在不锈钢上下两面均为硼铝板，保证了其吸收中子的能力。不锈钢板上开有联通孔，用于上下硼铝板的连接；不锈钢骨架可适用于焊接组装，克服了硼铝材料不能焊接的弱点。制成的栅元既保证了其刚性又能够起到良好的辐射屏蔽性能。

附图说明

图1为不锈钢硼铝复合板示意图；

图2为一种PWR乏燃料组件贮存栅元示意图；

图中：1—不锈钢骨架2—硼铝板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明一种PWR乏燃料组件贮存栅元，包括四个不锈钢硼铝复合板，四个不锈钢硼铝复合板横截面为45°梯形，不锈钢硼铝复合板拼接成的正方形，并使用工装固定得到PWR乏燃料组件贮存栅元；不锈钢硼铝复合板包括不锈钢骨架1、硼铝板2，不锈钢骨架1两侧截面为梯形，且夹角为45°，不锈钢骨架1上下表面均有凹槽，硼铝板2安装于两侧凹槽内，且通过不锈钢骨架1的通孔连接。

优选的，凹槽的内侧面与不锈钢骨架1侧面平行。

优选的，凹槽的内侧面与不锈钢骨架1边界的宽度为2mm。

优选的，凹槽的深度为2mm。

优选的，不锈钢骨架1厚度为8mm。

本发明一种PWR乏燃料组件贮存栅元制造方法，具体包括以下步骤：

步骤一、如图1所示，首先将硼铝粉末置于已加工好的不锈钢骨架的上下两端，组成临时复合板；

步骤二、将临时复合板进行烧结，使硼铝粉末变为硼铝合金，并与骨架紧密结合；

步骤三、对烧结后的复合板进行轧制，加固硼铝合金层与不锈钢骨架的结合强度；

步骤四、通过退火工艺消除复合板的残余应力，增强其力学性能；

步骤五、必要时对复合板进行校直处理；

步骤六、对得到的不锈钢硼铝复合板进行焊接接口准备；

步骤七、如图2所示，首先将4个横截面为梯形的不锈钢硼铝复合板拼接成正方形，并使用工装固定；

步骤八、对不锈钢硼铝复合板之间的接缝进行氩弧焊焊接；

步骤九、对焊缝外表面进行修磨并检验，确保焊缝满足要求；

步骤十、通过合适的退火工艺消除贮存栅元的残余应力，增强其力学性能；

步骤十一、必要时对贮存栅元进行校直处理。