核燃料元件格架组装工艺优化

侯雪

【摘 要】格架是核燃料元件的关键部件，由于格架的质量受制造工艺影响较大，格架制造工艺包括组装和焊接，当格架组装出现问题时也会直接影响格架的焊接质量，最终导致格架产品的质量问题。为此开展格架组装工艺的研究，确定影响格架组装工艺的关键点，并提出应对措施，保证格架产品的组装质量。

【关键词】格架；组装；工艺优化

一、引言

格架是核燃料元件的关键部件，由于格架的质量受制造工艺影响较大，格架制造工艺包括组装和焊接，当格架组装出现问题时也会直接影响格架的焊接质量，最终导致格架产品的质量问题。为此开展格架组装工艺的研究，确定影响格架组装工艺的关键点，并提出应对措施，保证格架产品的组装质量，制造合格的核燃料元件格架，从而保证核燃料元件在反应堆内的安全运行，为今后我国核燃料元件格架研制发展提供技术储备。

二、研究内容

使用格架条带及套管开展格架组装工艺试验，明确影响格架的组装关键工艺点，确定并优化格架组装操作，达到格架产品焊接工艺要求。

在格架组装操作过程中，发现格架组装的工艺技术关键点，针对影响格架组装质量的操作制定合理的方案，防止由于组装错误带来格架产品焊接缺陷。

（一）格架简介

1.格架结构

核燃料元件格架由内条带和外条带、套管构成。内条带在等步距的位置上开了插槽。每个格架有开槽向上及开槽向下的条带，在固定的开槽位置上相互插接。这些相互交叉条带四周的端部舌片再插接到外条带，形成了格架外围，构成了格架整体结构。

格架的结构特点：

* 格架为方形结构

* 格架由内、外条带和套管组成

* 内条带与内条带使用插槽的方式相互插接，插接后相互限位

* 内条带与外条带使用榫头和插槽的方式，如无外力夹持，会脱落

* 套管坐于格架底端，如无外力夹持，会脱落

根据格架产品的特点，对格架产品组装工艺进行技术分析，格架组装包括：格架内条带组装、外条带组装及套管组装

* 格架内条带相互插接

* 内外条带插接

* 外条带框板限位固定

* 内条带上下盖板限位固定

* 套管由套管栅元销固定

经过分析：以上五点均是格架组装工艺的关键点，需要在格架组装过程中保证配合位置的装配正确性及装配精度，进而保证格架产品质量。

（二）格架组装工艺优化

1.流程优化

> 准备材料

* 先准备好格架原材料

优化：拣选材料防止缺陷材料进入组装工艺

> 准备好格架组装用工具、夹具

* 准备组装夹具、焊接夹具、輔助工具

优化：设计加工合理的夹具结构，便于组装操作；增加辅助工具，保证格架组装时，起到良好的辅助作用，提高组装效率。

> 组装操作

* 组装开槽向上的内条带

* 按照图纸上格架条带的位置进行组装插接

* 要确保条带的顺序和特定标识与产品及夹具的相符

* 在组条带时一定要保证条带取拿正确，插接到位

* 组装开槽向下的内条带

* 在组装最外侧的两条内条带时，保证条带的一致对齐

* 在插接条带的过程中，要调整好活动的舌片，防止搅混翼、弹簧、刚凸钩挂，防止活动的舌片被压弯

* 在组条带时一定要保证条带取拿正确，插接到位

> 组装外条带

* 外条带要确保组装的顺序正确

* 保证外条带与内条带端部舌片都插接到位

* 保证外条带四角的都搭接正确

* 保证格架外条带特定标识正确

> 组装焊接夹具固定外条带

* 查看焊接夹具的方向及特定标识

* 固定格架外条带时，保证配合到位

> 组装格架焊接夹具固定格架上下面

* 要确保盖板完全安装到位

* 搅混翼侧盖板要检查是否有栅元被压弯的情况

* 套管侧盖板要检查套管栅元是否有被压弯的情况

* 两侧的盖板要盖到位，并紧固到一起

> 组装套管并固定

* 把套管穿到套管栅元销上

* 然后把带有套管的栅元销插入到格架套管栅元内

* 在紧固套管栅元销，固定套管

优化：明确格架组装的先后顺序、组装的关键位置、使用合适的方法，调整格架条带、套管的相互位置，保证部件的配合紧密程度。

> 逐步检查

* 检查夹具特定标识与格架特定标识是否匹配

* 检查内、外条带组装是否有异常

* 格架四角是否组装到位

* 检查格架套管是否安装到位

* 检查格架搅混翼、导向翼是否变形

优化：针对格架部件的特点，查看部件的匹配程度，夹具的配合程度，格架部件在夹具中是否保持完全受限且未受损。

三、结论

（一）组装工艺优化效果

一是通过大量的组装试验，确定了格架组装工艺的关键点，在格架组装过程中，重点关注这些质量控制点，实现了格架组装质量明显提升，为格架批量生产提供了产品质量保证的依据。

二是通过对不同批次条带、套管的组装试验，了解了不同质量原材料对格架组装工艺的影响。

三是通过格架组装工具的优化改进，大大提高了格架组装效率。

【参考文献】

[1] 张志强. 核燃料组件制造不符合项管理方法及实践[J].科研，2016（4）.89-90.