CN106345983A - 一种用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法，包括步骤：选择基础铅层用环柱形压铸冲头，浇灌铅液，进行挤压铸造，凝固后获得基础铅层；埋入热电偶；选择贴合铅层用环柱形压铸冲头；浇灌铅液，进行挤压铸造，凝固后获得贴合铅层。本发明利用环形冲头进行压铸，在乏燃料储罐屏蔽层不锈钢内罐外壳和不锈钢外罐内壳同时获得一层薄铅层，铅层与不锈钢器壁贴合紧密，具有工艺流程简单、效率高，容易实现自动化挂铅的特点。

Description

一种用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法
技术领域
本发明涉及一种乏燃料储罐制造过程中不锈钢內罐外壳和外罐内壳表面挂铅新技术，特别是一种乏燃料储罐灌铅工艺前的挤压铸挂铅层技术。用于乏燃料储罐制造技术领域。
背景技术
随着我国核电建设的蓬勃发展，核电站日积月累产生的乏燃料逐渐增多，其运输和储存需要的储罐的需求逐渐增多。乏燃料储罐制造过程中的灌铅工艺是一项难度很大的关键技术，灌铅后形成的铅屏蔽层除了屏蔽射线外，铅与其接触的不锈钢内外罐壳体表面的贴合率还影响乏燃料衰变热量的导出。因此，国际上通常规定屏蔽层的铅与不锈钢表面的贴合率大于80％。由于铅的收缩率大于不锈钢，因此，液态铅凝固后会与不锈钢表面分离，产生间隙。现有技术[1]和[2]是在不锈钢表面搪铅，搪铅后再进行浇注灌铅。液态铅在不锈钢表面的润湿性很差，不容易搪得牢固，为此，在不锈钢表面先挂锡，改善铅与不锈钢之间的润湿性。搪铅时采用火焰加热的方法，每次获得4-5mm的铅层，反复进行4-5次最终获得16mm以上的搪铅层。每层搪铅结束后还要用火焰再加热一次，使新铅层与老铅层熔合，每搪一层都需要去除氧化层保证紧密贴合，如果不合格铲掉后重新补搪。由此可以看出，现有技术的搪铅工艺流程复杂，低效，成本高。
参考文献
[1]管伯康.核屏蔽件和运输容器的灌铅工艺，特种铸造及有色合金，1996，(2)：58
[2]周玉清，游美英，张毅.RY-I型乏燃料运输容器研究试验，中国核科技报告，1993，1-8
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术不足，提供一种用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法，工艺简单，效率高，容易实现自动化。
本发明解决该技术问题所采用的方案是，
一种用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法，该方法分为压铸基础铅层和压铸贴合铅层两个阶段；
压铸基础铅层阶段，包括步骤：
①根据乏燃料储罐内罐外壳表面与外罐内壳表面的间隙厚度，选择相应的基础铅层用环柱形压铸冲头，且该基础铅层用环柱形压铸冲头的外表面具有若干凸起；
②在乏燃料储罐内罐外壳表面与外罐内壳表面的间隙中浇灌适量的铅液，待冷却到半固态，给所述的基础铅层环柱形压铸冲头施加载荷，压入半固态的铅液进行挤压铸造，凝固后获得基础铅层，该基础铅层的外表面具有相应的凹陷；
③开模，在所述的凹陷处埋入热电偶；
压铸贴合铅层阶段，包括步骤：
④根据基础铅层外表面与乏燃料储罐内罐外壳表面及外罐内壳表面的间隙厚度，选择相应的贴合铅层用环柱形压铸冲头；
⑤基础铅层外表面与乏燃料储罐内罐外壳表面及外罐内壳表面的间隙中浇灌适量的铅液，待冷却到半固态，给所述的贴合铅层用环柱形压铸冲头施加载荷，压入半固态的铅液进行挤压铸造，凝固后获得贴合铅层。
所述贴合铅层环柱形压铸冲头的内外表面皆光滑。
所述的贴合铅层为一层或多层。
在所述压铸基础铅层阶段前对还包括步骤：对乏燃料储罐内罐外壳表面和外罐内壳表面进行酸洗、壳体预热和涂抹锡或锡铅金属粉末。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)工艺流程简洁，在实际生产中，能够实现高效的自动化生产。
2)所得薄铅层致密，与罐壁贴合率高。
附图说明：
图1为本发明基础铅层挤压铸挂的基础铅层剖面图。
图2为本发明贴合铅层挤压铸挂的贴合铅层剖面图。
图中1为基础铅层用环柱形冲头，2为不锈钢内罐外壳表面的基础铅层，3为不锈钢外罐内壳表面的基础铅层，4为不锈钢外罐内壳表面基础铅层上的微小凹陷，5为贴合铅层用环柱形冲头，6为不锈钢内罐外壳表面的贴合铅层，7为不锈钢外罐内壳表面的贴合铅层。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
挂铅前对储罐屏蔽层空隙的内外罐不锈钢表面进行必要的酸洗，预热(70-90℃)，涂抹一定量的锡或锡铅金属层。在图1中，首先在乏燃料储罐内罐外壳表面与外罐内壳表面的间隙中浇灌适量的铅液，冷却到半固态时，将基础铅层用环柱形冲头1压下，进行挤压铸挂，使半固态铅液在压力下挤压凝固。凝固结束后，在储罐内罐外壳表面与外罐内壳表面同时获得一层基础铅层。基础铅层用环柱形冲头1外表面有若干微小突起，所得不锈钢外罐内壳表面基础铅层形成微小凹陷4。基础铅层挤压铸挂结束后，开模，在所述微小凹陷4处埋入热电偶。
在图2中，首先在基础铅层所围环柱形间隙中浇灌适量的铅液，冷却到半固态时，用贴合铅层用环柱形冲头5压入半固态铅液，进行贴合铅层的挤压铸挂，使所述半固态铅液在压力下挤压凝固。凝固结束后，在基础铅层表面又获得一层贴合铅层。基础铅层与贴合铅层合在挤压铸挂下形成一层完整、致密的铅层，该铅层与不锈钢罐壁贴合良好，且内部埋有热电偶。贴合铅层挤压铸挂结束后，开模，即可完成挂铅。
本发明涉及的挤压铸挂铅层过程均为对半固态铅液进行挤压铸挂，可以显著降低铅液凝固时的缩孔与缩松以及气泡出现的倾向性。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法，其特征在于，该方法分为压铸基础铅层和压铸贴合铅层两个阶段；
压铸基础铅层阶段，包括步骤：
①根据乏燃料储罐内罐外壳表面与外罐内壳表面的间隙厚度，选择相应的基础铅层用环柱形压铸冲头，且该基础铅层用环柱形压铸冲头的外表面具有若干凸起；
②在乏燃料储罐内罐外壳表面与外罐内壳表面的间隙中浇灌适量的铅液，待冷却到半固态，给所述的基础铅层环柱形压铸冲头施加载荷，压入半固态的铅液进行挤压铸造，凝固后获得基础铅层，该基础铅层的外表面具有相应的凹陷；
③开模，在所述的凹陷处埋入热电偶；
压铸贴合铅层阶段，包括步骤：
④根据基础铅层外表面与乏燃料储罐内罐外壳表面及外罐内壳表面的间隙厚度，选择相应的贴合铅层用环柱形压铸冲头；
⑤基础铅层外表面与乏燃料储罐内罐外壳表面及外罐内壳表面的间隙中浇灌适量的铅液，待冷却到半固态，给所述的贴合铅层用环柱形压铸冲头施加载荷，压入半固态的铅液进行挤压铸造，凝固后获得贴合铅层。
2.根据权利要求1所述的用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法，其特征在于，所述贴合铅层用环柱形压铸冲头的内外表面皆光滑。
3.根据权利要求1所述的用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法，其特征在于，所述的贴合铅层为一层或多层。
4.根据权利要求1所述的用于乏燃料储罐的铅层挤压铸挂方法，其特征在于，在所述压铸基础铅层阶段前对还包括步骤：对乏燃料储罐内罐外壳表面和外罐内壳表面进行酸洗、壳体预热和涂抹锡或锡铅金属粉末。
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