專利名稱：核反應(yīng)堆燃料組件導(dǎo)向管及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于核反應(yīng)堆燃料組件導(dǎo)向管的制造方法，制造導(dǎo)向管的芯棒以及所得到的導(dǎo)向管。
燃料組件，特別是水冷核反應(yīng)堆燃料組件，通常包括一個(gè)維持燃料棒束互相平行的插入式框架，特別是該框架包括設(shè)計(jì)成平行于棒束的導(dǎo)向管，該棒束不僅構(gòu)成框架的結(jié)構(gòu)元件而且是引導(dǎo)用于調(diào)節(jié)核反應(yīng)堆堆芯反應(yīng)性的吸收棒和控制棒的元件，并列的燃料組件構(gòu)成了核反應(yīng)堆。燃料組件在核反應(yīng)堆堆芯中呈豎向位置，即棒束組件和導(dǎo)向管是豎向位置，引導(dǎo)核反應(yīng)堆控制棒束中吸收棒的導(dǎo)向管，有一端部用作在堆芯中所使用的燃料組件導(dǎo)向管的下端部，其直徑變小或截面的變窄，其目的是在計(jì)劃停止或事故停止核反應(yīng)堆而要求落下控制棒的情況下，形成反應(yīng)堆控制棒中吸收棒的急停區(qū)或減速區(qū)，通過(guò)對(duì)在控制棒的吸收棒和直徑變小的導(dǎo)向管下端部之間的反應(yīng)堆冷卻介質(zhì)的節(jié)流，急?？刂瓢舻倪@種設(shè)備靠被稱之為阻尼效應(yīng)的急停效應(yīng)而動(dòng)作。
燃料組件導(dǎo)向管的下端部在落下控制棒時(shí)、特別是在直徑變小的區(qū)域，由于對(duì)與燃料組件導(dǎo)向管內(nèi)壁相接觸的冷卻介質(zhì)的壓縮應(yīng)力很高。當(dāng)整個(gè)管長(zhǎng)的壁厚基本不變，頸縮管子來(lái)實(shí)現(xiàn)減少導(dǎo)向管下部直徑時(shí)，在核反應(yīng)堆運(yùn)行的過(guò)渡期間，冷卻介質(zhì)可能會(huì)使組件稍稍抬起，而且燃料組件下降時(shí)的慣性力可能會(huì)引起形成管子薄弱部分的直徑變小的部分導(dǎo)向管的彎曲和/或扭曲。
因此有人建議使用下端部或底部經(jīng)過(guò)加強(qiáng)的導(dǎo)向管，這樣以承受控制棒下落引起的且發(fā)生在過(guò)渡期間過(guò)程中的應(yīng)力。第一個(gè)解決辦法可能包括采用與導(dǎo)向管同軸的套管襯住且兩頭焊到導(dǎo)向管上的辦法來(lái)加強(qiáng)導(dǎo)向管的下部。然而，鋯合金導(dǎo)向管加強(qiáng)段的焊接會(huì)引起殘余應(yīng)力，會(huì)減小導(dǎo)向管的機(jī)械阻力和防腐能力。還有，在兩根管子的組裝段上可能會(huì)出現(xiàn)對(duì)中方面的缺陷。
因此FR-A-2714516中建議生產(chǎn)強(qiáng)化底部的整件導(dǎo)向管。除了將導(dǎo)向管固定到燃料組件終端元件的端部區(qū)域外，導(dǎo)向管筒體外表面直徑基本不變，長(zhǎng)度在整個(gè)管長(zhǎng)的10％到30％之間管子下部的管壁厚增大。
生產(chǎn)且制得一種壁厚基本相同的管坯，在70％～90％之間的長(zhǎng)度上將該壁厚減小，同時(shí)保持其內(nèi)徑不變。然后將保持著其原壁厚的坯料部分向內(nèi)加厚以形成具有恒定外徑的管子。這種壁厚的減小和加厚可以采用轉(zhuǎn)鍛操作實(shí)現(xiàn)。
這種獲得鋯合金導(dǎo)向管的方法，可以看出實(shí)施起來(lái)是難以處理的。
還有，在稱之為主體或本體部分的、通過(guò)減小坯料厚度而得到的具有第一個(gè)壁厚的管段和向內(nèi)加粗的第二個(gè)管段之間，有一個(gè)內(nèi)表面呈圓錐、其錐頂角約10°的過(guò)渡區(qū)。導(dǎo)向管內(nèi)筒體表面出現(xiàn)的這種不連續(xù)可能會(huì)降低吸收棒的引導(dǎo)質(zhì)量且限制了控制棒的落下速度。甚至，該過(guò)渡區(qū)可能是導(dǎo)向管的薄弱區(qū)。
就制造核反應(yīng)堆燃料棒組件的鋯合金保護(hù)管而言，通常的方法是在周期式或皮爾格軋制機(jī)上軋制形成一根管坯。經(jīng)過(guò)幾次連續(xù)的軋制操作，能軋制得到具有最終尺寸的保護(hù)管。
該方法也可以用于鋯合金導(dǎo)向管的成形。
然而，這種方法在這以前從來(lái)沒(méi)有用于制造圓筒形的具有相同直徑外表面的導(dǎo)向管，該導(dǎo)向管的本體或主體部分具有第一個(gè)厚度、且導(dǎo)向管下端部具有的第二個(gè)厚度比主體部分的壁厚大。
本發(fā)明的目的是提供一種制造核反應(yīng)堆燃料組件導(dǎo)向管的方法，該導(dǎo)向管外徑基本相同，而且至少包括一個(gè)具有第一個(gè)壁厚的主體部分，以及在導(dǎo)向管的部分長(zhǎng)度上具有比上述第一個(gè)壁厚要大的第二個(gè)壁厚的加強(qiáng)段。該方法包括在一種周期式軋制機(jī)的芯棒上軋制管坯。
為此，該方法進(jìn)一步包括第一步，在芯棒的第一段上軋制坯料的第一段，將坯料的外徑減小到導(dǎo)向管的外徑且將坯料的壁厚減小到上述第一個(gè)壁厚和第二個(gè)壁厚中的一個(gè)壁厚；
在坯料的軸向上移動(dòng)芯棒；第二步，在芯棒的軸向上離開(kāi)上述第一段位置的第二段芯棒上軋制第二段坯料，將坯料的外徑減小到導(dǎo)向管的外徑，而且將坯料的壁厚減小到上述第一個(gè)壁厚和第二個(gè)壁厚的另一個(gè)壁厚。
為了解釋本發(fā)明，通過(guò)附圖借助于一個(gè)非限制性的示例，將描述本發(fā)明的方法、用于實(shí)施該方法的鍛造芯棒以及所得到的導(dǎo)向管。
圖中，

圖1是根據(jù)已有技術(shù)，將強(qiáng)化的底部制成一體的導(dǎo)向管軸向剖面圖。
圖2是在管坯軋制過(guò)程中周期式軋管機(jī)械的立面和剖面視圖。
圖3是本發(fā)明的制造導(dǎo)向管的方法中所用的模鍛芯棒的側(cè)立面視圖。
圖4A和4B是根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)向管制造方法的兩個(gè)階段，芯棒和管坯在管坯的制造過(guò)程中的側(cè)立面視圖，只示出了部分?jǐn)嗝妗?br> 圖5是根據(jù)本發(fā)明在導(dǎo)向管制造過(guò)程中于周期式軋管機(jī)械輸出端處所制成的產(chǎn)品的軸向剖面視圖；圖6是對(duì)制得導(dǎo)向管進(jìn)行切割操作過(guò)程中，在周期式軋制機(jī)械輸出端處所軋成的產(chǎn)品的軸向剖面視圖。
圖1中所示的是用總標(biāo)號(hào)1表示的壓水核反應(yīng)堆燃料組件的導(dǎo)向管。導(dǎo)向管1是鋯合金的且具有圓筒形外表面，其直徑沿管道長(zhǎng)度方向是相同的，帶承插口和例如帶絲錐內(nèi)孔的管道上部2除外。該管道的上部，可選用能拆卸的固定設(shè)備，將導(dǎo)向管固定在燃料組件的上端構(gòu)件中。導(dǎo)向管1進(jìn)一步還包括帶內(nèi)攻絲的下端，通過(guò)它導(dǎo)向管可以固定到燃料組件的下端構(gòu)件上。
導(dǎo)向管1包括主要或主體部分1a和下端部1b，它們的不同在于主體部分1a具有第一個(gè)壁厚e1，而下端部1b具有的第二個(gè)壁厚e2，比壁厚e1要大，因此1b段形成導(dǎo)向管的加強(qiáng)段。
有時(shí)候，導(dǎo)向管可以包括在兩個(gè)主體之間的壁厚增加的加強(qiáng)段，以取代強(qiáng)化的端部。主體部分的壁厚小于加強(qiáng)段。
導(dǎo)向管的外徑是不變的，導(dǎo)向管主體部分的外徑等于被加強(qiáng)的部分1b的外徑。
因此，主體部分1a的管內(nèi)徑大于1b部分的管內(nèi)徑，且在部位1a和1b之間有一過(guò)渡區(qū)1c。在過(guò)渡區(qū)1c，導(dǎo)向管的內(nèi)表面形成一圓錐或錐頂角約10°的圓錐倒角。
導(dǎo)向管下端壁上可以有象3一樣的通孔，在導(dǎo)向管引導(dǎo)吸收棒掉下時(shí)，它能限制住導(dǎo)向管下部反應(yīng)堆冷卻劑的超壓，棒束的掉下會(huì)導(dǎo)致吸收棒受到進(jìn)一步的阻礙。
在控制棒束中的吸收棒落下時(shí)以及在核反應(yīng)堆過(guò)渡期，導(dǎo)向管下端部1b中導(dǎo)向管壁經(jīng)增加的厚度e2使導(dǎo)向管下部得到加強(qiáng)，因此避免了由于超壓效應(yīng)引起的下部損壞。然而，就在導(dǎo)向管中引導(dǎo)吸收棒而言，中間區(qū)1c的存在，其內(nèi)壁具有的圓錐形或圓錐倒角產(chǎn)生一種不連續(xù)。甚至，中間區(qū)可能是導(dǎo)向管的薄弱區(qū)。
而且，為了制造如圖1所示的管子，必須使用一種制造工藝如旋轉(zhuǎn)錘鍛，以減少導(dǎo)向管主體部位的壁厚，也即沿導(dǎo)向管主體部位的長(zhǎng)度方向，然后向內(nèi)鐓粗導(dǎo)向管下部的壁厚。
這種制造方法是難于執(zhí)行的且要求相當(dāng)長(zhǎng)的操作時(shí)間。
本發(fā)明的方法使用周期式或皮爾格軋機(jī)的軋制技術(shù)，能夠制造整體管且該管具有加強(qiáng)段。
圖2中簡(jiǎn)要示出了一種周期式軋管機(jī)從管坯加工導(dǎo)向管的主要部件。
以總標(biāo)號(hào)5表示的周期式軋管機(jī)主要包括用花鍵套裝能夠繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)的第一個(gè)模具6a和第二個(gè)模具6b，以及具有對(duì)稱回轉(zhuǎn)形的一只芯軸7。
模具6a和6b以可移動(dòng)的套裝方式借助于其各自的軸8a和8b可轉(zhuǎn)動(dòng)地連接于驅(qū)動(dòng)設(shè)備以便能在心軸7的軸向上以恒定的幅度朝一個(gè)方向或另一個(gè)方向移動(dòng)，如雙向箭頭9所示。
每個(gè)模具6a和6b包括相應(yīng)的周邊處的稱之為模槽的溝槽10a或10b，在模具的徑向上溝槽的剖面形狀接近于半圓形。
模具6a和6b的溝槽10a和10b的剖面尺寸沿溝槽周邊連續(xù)變化，在溝槽的進(jìn)口部位具有最大尺寸而在溝槽的出口部分具有最小尺寸。
在以雙向箭頭9簡(jiǎn)要表示的往復(fù)位移時(shí)，由于套筒在一個(gè)方向或另一方向上的這種位移，模具6a和6b受驅(qū)動(dòng)繞各自的軸在一個(gè)或另一個(gè)方向上轉(zhuǎn)動(dòng)。
如圖2所示的周期式軋管機(jī)實(shí)施其軋制管坯壁功能時(shí)，使管坯貼合住芯棒以這種方式來(lái)逐步減少坯料的直徑和壁厚，且在軋機(jī)的輸出端獲得管12的直徑和壁厚都小于管坯11的直徑和壁厚。由于軋制，管坯11在軸向上可以被延長(zhǎng)很多。
貼住芯棒7的管坯11與棒13連接，該棒使芯棒7作直線移動(dòng)或繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
周期式軋管機(jī)5進(jìn)一步包括一只拖架(未示出)，用夾具將其固定到管坯11上。在周期式軋管機(jī)完成每道工序之后，拖架使坯料在軋制方向上前行。在每道軋制工序完成之后，使坯料前行的設(shè)備還能使坯料繞其軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
芯棒7包括第一級(jí)圓筒段7a，其直徑小于管坯11的內(nèi)徑，第二級(jí)回轉(zhuǎn)對(duì)稱段7b，其子午向曲線基本是拋物線型的，以及稍微呈圓錐形或錐形段7c，其直徑是要制造的管子最終的內(nèi)徑或接近于該最終內(nèi)徑。
模具6a和6b位于芯棒7的相對(duì)側(cè)，在軋制過(guò)程中管坯11和管子12與之貼合，這樣在模具軸向移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，槽10a和10b構(gòu)成一個(gè)近乎于圓形截面的鍛管表面。由于槽10a和10b的斷面尺寸沿模具的外周邊連續(xù)變化，在外罩和模具位移時(shí)，管子自身的筒形面的尺寸在最大尺寸和最小尺寸之間變化。
外罩在軸向上沿減少管坯的7b區(qū)和標(biāo)定管道12的7c區(qū)移動(dòng)，其幅度基本上對(duì)應(yīng)于芯棒的長(zhǎng)度，管坯11的直徑和壁厚被逐步減小到管12的管徑和壁厚值。
在軋制外罩每一次移動(dòng)之后，坯料在軸向上沿芯棒以一定幅度推進(jìn)，然后將坯料繞其軸線轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，同時(shí)用棒13將芯棒也繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)。
軋制基本上可以連續(xù)地進(jìn)行，依次一個(gè)接一個(gè)地將坯料嚙合在棒13和棒芯7上，然后在軋制機(jī)的輸出端接取管子12。
剛剛描述過(guò)的周期式軋管機(jī)，可以用在下端部相對(duì)于主體部分的壁厚具有增大了壁厚的導(dǎo)向管的制造上。
根據(jù)本發(fā)明，實(shí)施該方法制造導(dǎo)向管時(shí)，使用了一種包括一個(gè)如圖3所示的具有特殊形狀的芯棒的周期式或皮爾格軋管機(jī)。
具有對(duì)稱回轉(zhuǎn)體形狀的芯棒14包括一螺紋端15，它將芯棒與支持驅(qū)動(dòng)桿相連。在軸向16上緊接著螺紋段的芯棒包括第一級(jí)圓筒段17，其直徑小于鍛制導(dǎo)向管所用的起始坯料的內(nèi)徑；第一段18，它包括截面逐漸減小的對(duì)稱回轉(zhuǎn)體，且其輪廓線具有拋物線型或接近于拋物線；以及第三級(jí)稍微呈錐體或錐形的段部21，其直徑約等于要制造的導(dǎo)向管加強(qiáng)的下端部的內(nèi)徑。
因此，芯棒14包括幾個(gè)軸向上連續(xù)的鍛制段，它構(gòu)成不同的導(dǎo)向管鍛制階段。
在分別用圖4A和4B表示的以這個(gè)順序或相反的順序?qū)嵤┑膬蓚€(gè)連續(xù)階段的過(guò)程中，此階梯式鍛造芯棒被用于制造導(dǎo)向管，該順序可能根據(jù)管坯的連續(xù)段來(lái)進(jìn)行以一步操作制造軋制的產(chǎn)品，通過(guò)切割該產(chǎn)品可以得到幾個(gè)帶加強(qiáng)段的導(dǎo)向管。
圖4A所示的是管狀坯料22在第一個(gè)周期式軋制階段的過(guò)程中的芯棒，該管坯的直徑和壁厚大于要制造的導(dǎo)向管的直徑和壁厚。
周期式軋管機(jī)包括2個(gè)模具10a和10b，它們和圖2中所示的周期式軋管機(jī)5的情形中所描述的模具相似。
用作實(shí)施本發(fā)明方法的如圖4A和4B所示的周期式軋管機(jī)，與圖2中所示的傳統(tǒng)型的周期式軋管機(jī)的不同之處只在于使用階梯式芯棒14和芯棒軸向位移的機(jī)械化。
安裝在支持罩中自由轉(zhuǎn)動(dòng)的模具10a和10b可以在芯棒14的軸向16上位移，從而使坯料22的直徑和壁厚得以減少。
由預(yù)加工和預(yù)成形操作而得到的坯料22，其加工本身亦可包括周期式軋制操作。
管坯22的內(nèi)徑稍大于芯棒14的圓筒段17的外徑，且其壁厚比最大壁厚處的下端部導(dǎo)向管壁厚還要大。
如圖4A中所見(jiàn)到的那樣，在實(shí)施周期式軋制的第一個(gè)軋制階段，芯棒14的設(shè)置是這樣的，即安裝在軋機(jī)支持罩中的能轉(zhuǎn)動(dòng)的模具10a和10b沿芯棒14的18段和19段以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的方式設(shè)置。
這樣，在軋管機(jī)輸出端，也即在芯棒14的19區(qū)下游側(cè)得到的管狀產(chǎn)品24的內(nèi)徑和外徑等于要制造的導(dǎo)向管主體部分的內(nèi)徑和外徑。特別是，芯棒14的19段構(gòu)成標(biāo)定產(chǎn)品24的一個(gè)部分，這樣其內(nèi)徑具有制造導(dǎo)向管所要求內(nèi)徑的精確尺寸。
模具10a和10b的尺寸和布置是這樣的，即在軋機(jī)輸出端處的產(chǎn)品24的外徑將十分精確地與所制造的導(dǎo)向管所要求的外徑相對(duì)應(yīng)。
通過(guò)進(jìn)行幾道連續(xù)軋制工序來(lái)完成第一步軋制階段，在軋制工序之間，模具22向前推行且繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)，在該連續(xù)軋制工序之間，芯棒14也被轉(zhuǎn)過(guò)一定角度。
與周期式軋管機(jī)相關(guān)的一種編程設(shè)備可以能精確地決定在軋管機(jī)輸出端處得到的產(chǎn)品24的長(zhǎng)度。當(dāng)在軋管機(jī)輸出端處得到事先確定的長(zhǎng)度的產(chǎn)品時(shí)，編程設(shè)備發(fā)出一個(gè)使芯棒14軸向位移的信號(hào)，以及可能的使軋機(jī)停止工作的信號(hào)。
如圖4B所示的第二步軋制階段，是在將芯棒14沿軸向朝周期式軋管機(jī)的上游端移動(dòng)之后才真正實(shí)施，移動(dòng)是為了將芯棒的20和21段放在軋機(jī)的工作區(qū)，即放在模具10a和10b的位移區(qū)。
將芯棒14從圖4A中所示的進(jìn)行第一步軋制階段的位置移動(dòng)到圖4B中所示的進(jìn)行第二步軋制階段的位置是在將周期式軋制操作停止之后完成的，此時(shí)安裝有模具10a和10b的支持罩是靜止的，或者不停止軋制，這時(shí)安裝有模具10a和10b的支持罩是運(yùn)動(dòng)的。
在第二步軋制階段，軋機(jī)支持罩使轉(zhuǎn)動(dòng)的模具沿軸向移動(dòng)，以這種方式減小坯料的尺寸從而在軋機(jī)輸出端，即在芯棒的段21的下游側(cè)獲得軋制后的管狀產(chǎn)品25，由段21標(biāo)定的該產(chǎn)品的內(nèi)徑等于所制造的導(dǎo)向管下部加強(qiáng)區(qū)要求的內(nèi)徑。
產(chǎn)品25的外徑等于在第一步軋制階段得到的產(chǎn)品24的外徑，因?yàn)槭聦?shí)上所用的模具10a和10b和第一步軋制階段所用的模具是一樣的。
通常，芯棒14必須包括一個(gè)第一段，其斷面直徑沿軸向從小于坯料內(nèi)徑的某一值減小到所要制造的管子的主要部位的內(nèi)徑，以及一個(gè)第二段，其斷面直徑沿芯棒軸向從與要制造的管子主體部位的內(nèi)徑相等的某一值減小到與要制造的管子下端部的內(nèi)徑相等的某一值。
在軋機(jī)輸出端處的產(chǎn)品25的壁厚與要制得的導(dǎo)向管下端部的壁厚非常精確地相一致。同上面一樣，一旦在軋機(jī)的輸出端得到預(yù)定長(zhǎng)度的產(chǎn)品25時(shí)，編程設(shè)備使第二步軋制階段停止。然后將芯棒從第二位置移到第一位置。
就完整地軋制一根坯料22而言，第一步軋制階段，芯棒的第一道位移，第二步軋制階段，芯棒的第二道位移可以根據(jù)需要重復(fù)進(jìn)行許多次。而且，顯然可以將第一步軋制階段和第二步軋制階段倒過(guò)來(lái)。
這樣在周期式軋管機(jī)輸出端處獲得的軋制過(guò)的管狀產(chǎn)品包括連續(xù)段24，其內(nèi)徑和壁厚等于要制造的導(dǎo)向管主要部分的內(nèi)徑和壁厚；和25，其內(nèi)徑和壁厚等于要制造的導(dǎo)向管下端部的直徑和壁厚。
圖5中所示的是在軋機(jī)輸出端獲得的這種產(chǎn)品，圖中厚度之差被放大許多。
就壓水核反應(yīng)堆燃料組件導(dǎo)向管制造而言，導(dǎo)向管主體部分24的壁厚e1可以為0.5mm，導(dǎo)向管經(jīng)加強(qiáng)的下端部壁厚e2為1.2mm級(jí)。
根據(jù)用周期式軋管機(jī)的本發(fā)明的制造方法，該制造方法可以在主體部分和加強(qiáng)段之間獲得一個(gè)長(zhǎng)度l為180mm級(jí)的過(guò)渡區(qū)。任何時(shí)候，該過(guò)渡區(qū)的長(zhǎng)度都大于100mm。由于導(dǎo)向管本身有12.5mm級(jí)的直徑，相應(yīng)地在主體部分和加強(qiáng)段之間導(dǎo)向管的內(nèi)徑是逐漸變化的。在管子內(nèi)表面的不同直徑段之間的過(guò)渡區(qū)不同于倒角，這一點(diǎn)構(gòu)成本發(fā)明的導(dǎo)向管與現(xiàn)有技術(shù)的導(dǎo)向管之間的不同。
還有，連續(xù)的鍛管方法能得到無(wú)缺陷金屬過(guò)渡區(qū)，所以該過(guò)渡區(qū)不會(huì)形成管子的薄弱區(qū)。
如圖6中所示，在軋管機(jī)的輸出端處得到的且包括有不同壁厚的連續(xù)區(qū)24和25的管狀產(chǎn)品26具有相同的外徑。
另外，鍛造時(shí)24和25區(qū)段的長(zhǎng)度選擇是根據(jù)這樣的方式，即在一定的區(qū)域內(nèi)切割或分?jǐn)喙茏?6，以提供若干導(dǎo)向管27，每個(gè)導(dǎo)向管包括具有所要求長(zhǎng)度和壁厚的一個(gè)主體部分27a和經(jīng)加強(qiáng)的下端部27b。最好，區(qū)段24和25的長(zhǎng)度分別約等于要生產(chǎn)導(dǎo)向管的二倍的主體部分的長(zhǎng)度和二倍的加強(qiáng)段的長(zhǎng)度。
工具29必須連續(xù)進(jìn)行切割鍛造后的管狀產(chǎn)品26，所沿的切割線28的位置根據(jù)使用一種設(shè)備精確地確定在管狀產(chǎn)品26不同厚度的段之間的過(guò)渡區(qū)27的位置來(lái)獲得。連接到180mm長(zhǎng)的過(guò)渡區(qū)27c上的管狀產(chǎn)品的區(qū)25的端部被精確地確定。沿過(guò)渡區(qū)壁厚從第一個(gè)壁厚e1變化為第2個(gè)壁厚e2。使用空氣表30可以得到區(qū)25的端部和區(qū)27c的精確位置，空氣表包括一個(gè)管道31，它軸向嚙合在管狀產(chǎn)品26內(nèi)且在管道端部包括一個(gè)管嘴32。可以由空氣表30確定的經(jīng)過(guò)管嘴32的空氣流動(dòng)特性很精確地決定厚度為e2的區(qū)25的端部以及不同厚度的管狀產(chǎn)品的段之間的過(guò)渡區(qū)27c的位置。
由切割片制成的切割工具29放在距沿線28割管所在的位置一定距離處。
切割工具29可能是一種飛輪切割設(shè)備，它與管狀產(chǎn)品26在軋管機(jī)輸出端處同步移動(dòng)。
也可以用包在管子周圍且構(gòu)成一只渦流傳感器的線圈33，來(lái)確定區(qū)25的端部和過(guò)渡區(qū)27的位置。
通過(guò)對(duì)軋制后的管狀產(chǎn)品26的連續(xù)區(qū)25和過(guò)渡區(qū)27c的端部定位，可以將連續(xù)的管狀產(chǎn)品26制成的導(dǎo)向管27，27’，27”切割開(kāi)來(lái)。
可以想象，坯料和周期式軋管操作允許從經(jīng)過(guò)周期式軋制機(jī)軋制后的每根坯料22中得到4m級(jí)長(zhǎng)度的4-5根導(dǎo)向管。
也可以使用一飛輪或移動(dòng)切割設(shè)備，它根據(jù)軋制階段之間，經(jīng)一定時(shí)間延遲的芯棒的前送和后撤而動(dòng)作，或者由如前所述的設(shè)備來(lái)確定過(guò)渡區(qū)的端部，在軋機(jī)的輸出端和軋制操作過(guò)程中將軋制后的產(chǎn)品切割成導(dǎo)向管。通過(guò)過(guò)渡區(qū)的精確定位和在軋制輸出端處用飛輪切割設(shè)備切割導(dǎo)向管，可以避免軋制后的產(chǎn)品不同壁厚的連續(xù)區(qū)24和25出現(xiàn)不期望的長(zhǎng)度變化，以及可用簡(jiǎn)單切割的方法獲得導(dǎo)向管。
通常，壁厚大于導(dǎo)向管主體段壁厚的下端區(qū)管的長(zhǎng)度占導(dǎo)向管總長(zhǎng)的10-30％。
本發(fā)明采用一種容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化且導(dǎo)致很高生產(chǎn)率的軋制方法，能夠獲得如在下端部得到加強(qiáng)的整段導(dǎo)向管。
必須看到本發(fā)明的范圍不僅限于所述的實(shí)施例。
因此，實(shí)施周期式軋制的芯棒也可以有不同于所述的形狀。
本方法也可以用在制造鋯合金之外的材料所制造的導(dǎo)向管。
總之，本發(fā)明適用于制造因阻尼效應(yīng)而使控制棒移動(dòng)減慢的任何形式的燃料組件導(dǎo)向管。
權(quán)利要求
1.制造核反應(yīng)堆燃料組件導(dǎo)向管的方法，該導(dǎo)向管的外徑基本相同，而且至少包括一個(gè)具有第一個(gè)壁厚的主體部分，以及在導(dǎo)向管的部分長(zhǎng)度上的加強(qiáng)段，該加強(qiáng)段具有比上述第一個(gè)壁厚要大的第二個(gè)壁厚，該方法包括在一種周期式軋管機(jī)的芯棒上軋制管坯，其特征在于上述方法進(jìn)一步包括第一步，在芯棒的第一段上軋制坯料的第一段，將坯料的外徑減小到導(dǎo)向管的外徑，且將坯料的壁厚減小到上述第一個(gè)壁厚和第二個(gè)壁厚中的二個(gè)壁厚；在坯料的軸向上移動(dòng)芯棒；和第二步，在芯棒的軸向離開(kāi)上述第一段位置的第二段芯棒上軋制第二段坯料，將坯料的外徑減小到導(dǎo)向管的外徑，而且將坯料的壁厚減小到上述第一個(gè)壁厚和第二個(gè)壁厚的另一個(gè)壁厚。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，包括沿同一根管坯的長(zhǎng)度方向重復(fù)和連續(xù)地進(jìn)行第一步軋制階段，芯棒的第一個(gè)中間過(guò)程位移，第二步軋制階段和在與第一個(gè)位移相反方向上的芯棒的第二次位移，在第一個(gè)位置和第二個(gè)位置之間沿軸向進(jìn)行的芯棒的第一次中間過(guò)程位移使得坯料的直徑和壁厚分別在第一階段和第二階段得到減少，在周期式軋管機(jī)的輸出端得到的經(jīng)軋制后的管狀產(chǎn)品包括分別具有第一個(gè)壁厚和第二個(gè)壁厚的連續(xù)區(qū)，在某個(gè)區(qū)域內(nèi)將軋制后的管狀產(chǎn)品切割成幾段以得到幾段導(dǎo)向管，每個(gè)管子包括具有第一個(gè)壁厚的主體部分和具有第二個(gè)壁厚大于第一個(gè)壁厚的加強(qiáng)段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該管子是用飛輪切割設(shè)備切割的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3的方法，包括在切割軋制后的管狀產(chǎn)品之前，將軋制后的管狀產(chǎn)品定位在分別具有第一個(gè)壁厚和第二個(gè)壁厚的軋制后的管狀產(chǎn)品之間的過(guò)渡段一端的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，包括使用空氣表確定過(guò)渡段的端部位置，該空氣表用管道連接到插入管狀產(chǎn)品內(nèi)的管嘴上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，包括使用渦流傳感器確定軋制后管狀產(chǎn)品過(guò)渡段的端部位置，該渦流傳感器用繞在軋制后的管狀產(chǎn)品上的線圈制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一個(gè)的實(shí)施該方法所用的周期式軋管機(jī)的芯棒，其特征在于它沿長(zhǎng)度方向順次包括第一個(gè)對(duì)稱回轉(zhuǎn)體，其橫截面直徑沿芯棒的軸向從小于管坯內(nèi)徑的第一個(gè)值減小到等于要制造的導(dǎo)向管主體部分內(nèi)徑的值，以及第二個(gè)對(duì)稱回轉(zhuǎn)體，其橫截面直徑沿芯棒的軸向從等于導(dǎo)向管主體部分內(nèi)徑的值減小到等于導(dǎo)向管加強(qiáng)段內(nèi)徑的第二個(gè)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的芯棒，其中芯棒的每個(gè)段順次包括一個(gè)具有對(duì)稱回轉(zhuǎn)表面及子午線是拋物線型的芯棒段，以及構(gòu)成標(biāo)定導(dǎo)向管主體段和加強(qiáng)段的稍呈錐體的部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求7和8的芯棒，還包括直徑小于管坯內(nèi)徑的筒形初始段。
10.具有基本恒定外徑的核反應(yīng)堆燃料組件的導(dǎo)向管，至少包括具有第一個(gè)壁厚的主體段和具有第二個(gè)壁厚、該壁厚大于第一個(gè)壁厚的加強(qiáng)段，特征在于在主體段和加強(qiáng)段之間導(dǎo)向管至少包括長(zhǎng)度大于100mm的過(guò)渡段，在過(guò)渡段導(dǎo)向管的壁厚在第一個(gè)壁厚和第二個(gè)壁厚之間逐步變化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的導(dǎo)向管，其中具有第二個(gè)壁厚的導(dǎo)向管加強(qiáng)段的長(zhǎng)度在整個(gè)導(dǎo)向管長(zhǎng)度的10％到30％之間。
全文摘要
管坯(22)在周期式軋管機(jī)的芯棒(14)上軋制。在第一步軋制階段,第一段坯料(22)在芯棒(14)的第一段(18、19)上軋制,使管坯(22)的外徑減小到導(dǎo)向管的外徑,以及坯料(22)的壁厚減小到第一個(gè)壁厚(e
文檔編號(hào)B21B25/00GK1198575SQ98103829
公開(kāi)日1998年11月11日 申請(qǐng)日期1998年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月12日
發(fā)明者讓·德里永, 讓·呂克·奧班 申請(qǐng)人:齊赫考都博公司