驅動杆行程套管的製作方法

2023-07-22 09:37:01 2

本實用新型涉及控制棒驅動機構技術領域，特別是涉及一種驅動杆行程套管。

背景技術：

控制棒驅動機構（CRDM）是反應堆控制和保護系統的伺服機構。其功能是根據反應堆控制和保護系統的指令，驅動控制棒組件在堆芯內上下運動，保持控制棒組件在指令高度或斷電落棒，完成反應堆的啟動、調節功率、保持功率、正常停堆和事故停堆等功能。

CRDM的密封殼組件和驅動杆行程套管組件是反應堆一迴路系統壓力邊界的重要組成部分。位於CRDM中部的Ω焊縫是驅動杆行程套管組件與密封殼組件通過梯形螺紋連接後的密封焊縫，這是一種便於拆裝的密封焊接結構，來自一迴路的壓力載荷主要由連接螺紋承擔，Ω焊縫功能上主要起密封作用。

在現有技術中，壓水堆CRDM的Ω焊縫在過去幾十年裡出現過多次洩漏，導致了高額的維修和處理費用，影響到核電站的經濟性和安全運行。如何優化CRDM的結構設計，降低Ω焊縫洩漏的風險，提高Ω焊縫的使用壽命與可靠性，是本領域亟待解決的技術問題。

技術實現要素：

本實用新型提供了一種驅動杆行程套管，可有效解決現有技術中CRDM中Ω焊縫使用可靠性差的技術問題。

本實用新型提供的驅動杆行程套管通過以下技術要點來解決問題：驅動杆行程套管，包括行程套管本體，所述行程套管本體上設置有Ω焊環及連接螺紋，還包括設置於行程套管本體上的連通孔，所述連通孔的一端與行程套管本體的中心孔相通，連通孔的另一端位於行程套管本體的外壁面上，且連通孔另一端的位置位於Ω焊環與連接螺紋之間的區域內。

現有技術中，Ω焊縫失效洩漏會嚴重影響核電站的正常工作。通過對Ω焊縫失效分析，確定導致其失效的主要原因為點蝕和應力腐蝕。而點蝕和應力腐蝕的發生主要取決於材料所處環境的水化學條件。不鏽鋼等材料點蝕易發生在有氯和溶解氧、高溫及低PH值的水環境中，足夠的氯化物、溶解氧及高溫的水環境也會促進不鏽鋼應力腐蝕的發生。

儘管壓水堆核電站的一迴路水化學對氯和氧有嚴格要求，但在Ω焊縫的狹小空間中，水幾乎處於不流動狀態，這會導致氯和氧等腐蝕性介質的局部濃縮。此外，Ω焊縫內腔處於250℃~300℃的水溫和含硼水的低PH值環境，使得Ω焊縫處的水化學條件較為惡劣，易於誘發不鏽鋼材料產生點蝕和應力腐蝕，最終造成Ω焊縫失效而致洩漏。

本方案中，行程套管本體上的Ω焊環用於與密封殼上的Ω焊環焊接連接形成Ω焊縫，行程套管本體上的連接螺紋用於與密封殼上的內螺紋螺紋連接。本方案中設置的連通孔用於Ω焊縫所圍成的環形區域與行程套管本體中心孔的連通，即連通孔作為所述環形區域內腐蝕性介質向一迴路中擴散的通道或用於實現Ω焊縫內的水與一迴路連通且對流，區別於現有技術，以上連通孔能使Ω焊縫處保持良好的一迴路水質，這樣，可大大降低Ω焊縫處失效導致洩漏的可能，從而達到延長Ω焊縫的使用壽命和Ω焊縫的可靠性的目的。

更進一步的技術方案為：

作為一種便於加工的連通孔實現形式，所述連通孔為軸線方向位於行程套管本體徑向方向的貫穿孔。

作為一種腐蝕性介質排出效果好的實現形式，所述連通孔有多個，且多個連通孔相對於行程套管本體的軸線呈環狀均布。

為使得所開設的連通孔不影響Ω焊環根部的強度，還包括設置於行程套管本體外壁面上的定位段，所述定位段位於Ω焊環與連接螺紋之間的區域內，所述連通孔另一端的位置位於定位段與連接螺紋之間。

現有技術中，定位段為設置於行程套管本體外壁面上的一道連續的凸環，在行程套管與密封殼完成連接後，該定位段與Ω焊縫之間就形成了間隙狹小的空間，不利於腐蝕性介質的排出。為有利於腐蝕性介質排出，所述定位段上還設置有連通槽，所述連通槽的兩端分別與定位段的不同端相交。即本方案中，連通槽即用於定位段兩側區域的連通。

作為一種可進一步優化腐蝕性介質排出效果的實現方案，還包括設置於行程套管本體外壁面上的連通環，所述連通環為繞行程套管本體周向方向的環形槽，所述連通環位於定位段與連接螺紋之間的區域內，所述連通孔另一端與連通環相交。以上連通環亦可用作加工連接螺紋時的退刀槽。

本實用新型具有以下有益效果：

本方案中，行程套管本體上的Ω焊環用於與密封殼上的Ω焊環焊接連接形成Ω焊縫，行程套管本體上的連接螺紋用於與密封殼上的內螺紋螺紋連接。本方案中設置的連通孔用於Ω焊縫所圍成的環形區域與行程套管本體中心孔的連通，即連通孔作為所述環形區域內腐蝕性介質向一迴路中擴散的通道或用於實現Ω焊縫內的水與一迴路連通且對流，區別於現有技術，以上連通孔能使Ω焊縫處保持良好的一迴路水質，這樣，可大大降低Ω焊縫處失效導致洩漏的可能，從而達到延長Ω焊縫的使用壽命和Ω焊縫的可靠性的目的。

附圖說明

圖1是本實用新型所述的驅動杆行程套管一個具體實施例的主視剖視圖；

圖2是圖1所示沿A-A方向的剖視圖；

圖3是本實用新型所述的驅動杆行程套管一個具體實施例的主視圖。

圖中的附圖標記依次為：1、定位段，2、行程套管本體，3、連通槽，4、連通環，5、連通孔，6、Ω焊環，7、連接螺紋。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但是本實用新型的結構不僅限於以下實施例。

實施例1：

如圖1至圖3所示，驅動杆行程套管，包括行程套管本體2，所述行程套管本體2上設置有Ω焊環6及連接螺紋7，還包括設置於行程套管本體2上的連通孔5，所述連通孔5的一端與行程套管本體2的中心孔相通，連通孔5的另一端位於行程套管本體2的外壁面上，且連通孔5另一端的位置位於Ω焊環6與連接螺紋7之間的區域內。

現有技術中，Ω焊縫失效洩漏嚴重影響了CRDM的正常工作，通過對Ω焊縫失效分析，確定導致其失效的主要原因為點蝕和應力腐蝕。點蝕和應力腐蝕的發生主要取決於所處環境的水化學條件。不鏽鋼點蝕易發生在有氯和溶解氧、高溫及低PH值的水環境中。足夠的氯化物、溶解氧及高溫的水環境也會促進不鏽鋼應力腐蝕的發生。

儘管壓水堆一迴路的水化學對氯和氧有嚴格的要求，但在Ω焊縫的狹小空間中，水幾乎處於不流動狀態，會導致腐蝕物氯和氧的局部濃縮。另外，Ω焊縫內腔處於250℃~300℃的水溫和含硼水的低PH值環境。綜合上述因素，Ω焊縫處的水化學條件惡劣，易誘發不鏽鋼產生點蝕和應力腐蝕，進而造成Ω焊縫失效導致洩漏。

本方案中，行程套管本體2上的Ω焊環6用於與密封殼上的Ω焊環焊接連接形成Ω焊縫，行程套管本體2上的連接螺紋7用於與密封殼上的內螺紋螺紋連接。本方案中設置的連通孔5用於Ω焊縫所圍成的環形區域與行程套管本體2中心孔的連通，即連通孔5作為所述環形區域內腐蝕性介質向一迴路中擴散的通道或用於實現Ω焊縫內的水與一迴路連通且對流，區別於現有技術，以上連通孔5能使Ω焊縫處保持良好的一迴路水質，這樣，可大大降低Ω焊縫處失效導致洩漏的可能，從而達到延長Ω焊縫的使用壽命和Ω焊縫的可靠性的目的。

實施例2：

如圖1至圖3所示，本實施例在實施例1的基礎上作進一步限定：作為一種便於加工的連通孔5實現形式，所述連通孔5為軸線方向位於行程套管本體2徑向方向的貫穿孔。

作為一種腐蝕性介質排出效果好的實現形式，所述連通孔5有多個，且多個連通孔5相對於行程套管本體2的軸線呈環狀均布。

本實施例中，在行程套管本體2上設置4個直徑均為6mm的連通孔5，4個連通孔5相對於行程套管本體2的軸線呈環狀均布。

實施例3：

本實施例在實施例1提供的技術方案的基礎上對本案作進一步限定，為使得所開設的連通孔5不影響Ω焊環6根部的強度，還包括設置於行程套管本體2外壁面上的定位段1，所述定位段1位於Ω焊環6與連接螺紋7之間的區域內，所述連通孔5另一端的位置位於定位段1與連接螺紋7之間。

現有技術中，定位段1為設置於行程套管本體2外壁面上、相對於行程套管本體2外壁面外凸的環，而完成行程套管與密封殼的連接後，定位段1的外側與Ω焊縫之間的間隙較小，為利於連通孔5對腐蝕性介質的排出能力，所述定位段1上還設置有連通槽3，所述連通槽3的兩端分別與定位段1的不同端相交。即本方案中，連通槽3即用於定位段1兩側區域的連通。

作為一種可進一步優化腐蝕性介質排出效果的實現方案，還包括設置於行程套管本體2外壁面上的連通環4，所述連通環4為繞行程套管本體2周向方向的環形槽，所述連通環4位於定位段1與連接螺紋7之間的區域內，所述連通孔5另一端與連通環4相交。

以上內容是結合具體的優選實施方式對本實用新型作的進一步詳細說明，不能認定本實用新型的具體實施方式只局限於這些說明。對於本實用新型所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型的技術方案下得出的其他實施方式，均應包含在本實用新型的保護範圍內。