GH4169定位格架条带酸洗工艺研究

定位格架是核燃料组件“骨架”结构的重要构成部分,主要功能是夹持燃料棒和固定燃料棒的位置,因此定位格架在表面质量、尺寸特征等指标方面需满足较高要求。GH4169定位格架由外条带和多种内条带相互镶嵌组装后钎焊制成,条带表面质量直接决定定位格架表面质量和钎焊缝质量。条带需通过酸洗获得洁净表面和改善表面性能,为满足条带酸洗要求,开展了酸洗工艺研究。通过酸洗工艺流程设计及试验,确定了酸洗温度、酸洗时间等酸洗重要参数,最终确定了酸洗工艺流程。所制定的酸洗工艺经验证能获得满足要求的产品。

基于水力学力的定位格架防勾挂设计研究

定位格架是组成燃料组件的重要部件之一,与上、下管座共同构成了整个组件的外部轮廓。为减小燃料组件吊装过程中的勾挂风险,外条带上设置导向翼已成为定位格架结构设计上的重大改进。本文主要从燃料组件在堆芯的水力学环境出发,基于定位格架在堆芯运行过程中长期承受横向水力载荷可能造成外条带变形的考虑,采用计算流体动力学(CFD)方法,研究了定位格架外条带所承受的水力作用力,并为缓解外条带的受力情况进行了研究和方案设计。研究结果表明,在外条带上开孔能有效减小两侧压差,开孔的位置向下游方向移动效果更明显,同时开孔尺寸增大也能进一步减小两侧压差;更进一步地,将开孔位置移动到刚凸处,其平衡外条带两侧压力的作用更显著,外条带刚凸的开孔设计能更大程度地缓解外条带的水力作用。这些措施将对减小由于水力学力导致的外条带变形起到积极作用,从而在换料时有望降低燃料组件吊装过程中的勾挂风险。

铟镍合金特种条带冲压成形分析与模具设计

铟镍合金用于核燃料组件中定位格架特种条带的制造。针对铟镍合金材料价格昂贵、厚度较薄以及特种条带本身窄长等特点,利用CAE软件模拟冲压成形过程,快速预测冲制过程中条带的回弹、破裂、起皱等变化,为条带冲制用模具的设计提供参考依据。首先研究材料冲压特性;然后分析条带特征,确定冲制工艺方案;最后进行条带冲压成形有限元仿真分析,根据仿真结果优化模具的结构设计。结果表明:厚度为0.2667 mm的铟镍合金料带的冲压适应性较好,仿真冲压件模型没有破裂和起皱的趋势,条带刚凸高度回弹量较大,经过回弹补偿后,最终成形高度接近公称尺寸。依据CAE分析结果优化设计出的模具调试情况良好,能够满足特种条带的冲制加工。