【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及貧鈾核電主泵飛輪制造，特別是涉及一種核電主泵飛輪的制備方法。
技術介紹
1、核能發電作為一種新型清潔能源，正在被廣泛應用。核電主泵飛輪是核電站中的重要設備之一，它通常用于提供額外的旋轉慣量和穩定性來平衡核電站主泵系統的動力變化，以保證核電站的安全和可靠運行。核電主泵是核電站中負責循環冷卻劑的設備，它將高溫、高壓的冷卻劑送入核反應堆，同時將流出的低溫、低壓冷卻劑回收再循環。由于核反應堆的功率變化可能比較快，核電主泵的工作負荷也會發生變化，此時需要核電主泵飛輪來平衡該動力變化。核電主泵飛輪通過慣性作用能夠存儲和釋放能量，當核電站主泵系統需要額外的動力時，核電主泵飛輪會釋放存儲的能力，提供額外的旋轉動力，這樣就可以滿足核反應堆不同功率下的冷卻劑流量需求。反之，當核電站主泵系統過載或發生故障時，核電主泵飛輪能夠吸收多余的能量，減輕對核電主泵的負荷就，保護核電主泵和核反應堆的安全。決定核電主泵飛輪儲能的兩項因素為核電主泵飛輪轉速及核電主泵飛輪自身重量，核電主泵飛輪轉速及核電主泵飛輪自身重量越高，核電主泵飛輪存儲的能量也越高，然而通過增加核電主泵飛輪轉速的方式會導致核電主泵控制困難，安全性能無法得到保證，因此通常使用增大核電主泵飛輪質量的方式，即選用高密度且高強度的材料。
2、核電主泵飛輪使用的高密度材料主要是鎢合金。鎢合金的密度和硬度較高，但是加工難度大，無法制備成整體式核電主泵飛輪，通常以扇形塊或插棒的形式裝配到核電主泵飛輪鋼質殼體中，提高核電主泵飛輪的轉動慣量。國內也開展了貧鈾核電主泵飛輪的研制工作，所采用的
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于，提供一種核電主泵飛輪制備方法，使核電主泵飛輪的力學性能，尤其是致密度和延伸率得到提升。
2、為了實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種核電主泵飛輪的制備方法，包括如下步驟：
4、步驟1、根據核電主泵性能需求，確定核電主泵飛輪尺寸；根據核電主泵飛輪尺寸，確定由貧鈾材料組成的原料用量；貧鈾材料為由99.5wt％鈾元素和0.5wt％鉬元素組成的鈾鉬合金；
5、步驟2、按照確定的原料用量稱量原料放入感應熔煉爐；
6、步驟3、將感應熔煉爐預熱后，加熱至感應熔煉爐中的原料溶解為液態，得到液態原料；
7、步驟4、將液態原料制成核電主泵飛輪坯料并冷卻；
8、步驟5、將核電主泵飛輪坯料放入熱處理爐進行熱處理，使核電主泵飛輪坯料中的鈾發生相變反應，然后冷卻至室溫；
9、步驟6、將核電主泵飛輪坯料進行精細加工至核電主泵飛輪尺寸，制成核電主泵飛輪。
10、作為其中一種可實現的方式，步驟1中，根據核電主泵飛輪功率和運行速度需求，確定核電主泵飛輪尺寸。
11、作為其中一種可實現的方式，步驟1中，鈾鉬合金由99.5wt％鈾錠和0.5wt％鉬粒組成。
12、作為其中一種可實現的方式，步驟3中，感應熔煉爐加熱至600℃，并保溫30min，完成感應熔煉爐預熱；感應熔煉爐預熱后，加熱至(1400～1500)℃，使感應熔煉爐中的原料溶解為液態，得到液態原料。
13、作為其中一種可實現的方式，步驟4中，將液態原料在模具中通過離心鑄造制成核電主泵飛輪坯料并冷卻。
14、作為其中另一種可實現的方式，步驟4中，將液態原料在模具中澆筑成鑄錠，然后將鑄錠經高溫鍛造成核電主泵飛輪坯料并冷卻。
15、作為其中另一種可實現的方式，步驟4中，將液態原料在模具中澆筑成鑄錠，將鑄錠加熱到1000℃，然后保溫6小時后鍛造成核電主泵飛輪坯料并冷卻。
16、作為其中一種可實現的方式，步驟5，將核電主泵飛輪坯料放入熱處理爐進行熱處理，使核電主泵飛輪坯料中的鈾發生相變反應，然后冷卻至室溫，包括如下步驟：
17、將核電主泵飛輪坯料放入熱處理爐，充入保護氣，60min內加熱至(800～850)℃，然后以10℃/min冷卻退火至(500～600)℃，保溫24小時后隨熱處理爐冷卻至室溫。
18、作為其中一種可實現的方式，步驟5中，核電主泵飛輪坯料中的鈾發生如下相變反應：
19、核電主泵飛輪坯料冷卻退火至小于760℃且大于等于700℃時，鈾的β相沿γ母相晶界形核長大，呈等軸晶狀組織；
20、核電主泵飛輪坯料冷卻退火至小于700℃且大于等于660℃時，鈾為β單相區，不發生相反應，組織為等軸晶β；
21、核電主泵飛輪坯料冷卻退火至小于660℃且大于615℃時，鈾的β相先共析αp相，αp相沿β母相晶界形核并向晶粒內部長大，呈等軸晶狀組織；
22、核電主泵飛輪坯料冷卻退火至615℃時，鈾的剩余β相共析分解，形成共析組織；
23、核電主泵飛輪坯料冷卻退火至小于615℃且大于583℃時，鈾脫溶析出γii相，γii相依附于原有相生長；
24、核電主泵飛輪坯料冷卻退火至583℃時，鈾的γ相共析分解，形成長線狀γo共析組織，此時，核電主泵飛輪坯料的組織為αp+(α+γo)e。
25、作為其中一種可實現的方式，步驟5中，保護氣為氬氣。
26、本專利技術的有益技術效果：
27、本專利技術的核電主泵飛輪的制備方法，使用類共晶的鈾-0.5wt％鉬合金作為原料，改善了溶體的流動性，并通過降低熱處理溫度，提升了鈾-0.5wt％鉬合金核電主泵飛輪的性能；同時明確了鈾-0.5％鉬合金核電主泵飛輪坯料熱處理過程中的相變反應及溫度范圍，使得制成的核電主泵飛輪的性能更加穩定；鈾-0.5％鉬合金核電主泵飛輪的致密度和延伸率均優于鈾-2％鉬合金核電主泵飛輪。
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1.一種核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟1中，鈾鉬合金由99.5wt％鈾錠和0.5wt％鉬粒組成。
3.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟5，將核電主泵飛輪坯料放入熱處理爐進行熱處理，使核電主泵飛輪坯料中的鈾發生相變反應，然后冷卻至室溫，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟5中，核電主泵飛輪坯料中的鈾發生如下相變反應：
5.根據權利要求3所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟5中，保護氣為氬氣。
6.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟3中，感應熔煉爐加熱至600℃，并保溫30min，完成感應熔煉爐預熱；感應熔煉爐預熱后，加熱至(1400～1500)℃，使感應熔煉爐中的原料溶解為液態，得到液態原料。
7.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟4中，將液態原料在模具中通過離心鑄造制成核電主泵飛輪坯料并冷卻。
8.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟4中，將液態原料在模具中澆筑成鑄錠，然后將鑄錠經高溫鍛造成核電主泵飛輪坯料并冷卻。
9.根據權利要求8所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟4中，將液態原料在模具中澆筑成鑄錠，將鑄錠加熱到1000℃，然后保溫6小時后鍛造成核電主泵飛輪坯料并冷卻。
10.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟1中，根據核電主泵飛輪功率和運行速度需求，確定核電主泵飛輪尺寸。
...【技術特征摘要】
1.一種核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟1中，鈾鉬合金由99.5wt％鈾錠和0.5wt％鉬粒組成。
3.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟5，將核電主泵飛輪坯料放入熱處理爐進行熱處理，使核電主泵飛輪坯料中的鈾發生相變反應，然后冷卻至室溫，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟5中，核電主泵飛輪坯料中的鈾發生如下相變反應：
5.根據權利要求3所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟5中，保護氣為氬氣。
6.根據權利要求1所述的核電主泵飛輪的制備方法，其特征在于，步驟3中，感應熔煉爐加熱至600℃，并保溫30min，完成感...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郭洪，徐勇，董青，康泰峰，魏東波，林均品，杜艷華，蔡振方，李明陽，
申請(專利權)人：中核北方核燃料元件有限公司，
類型：發明
國別省市：
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