核電廠堆芯支承下板與吊籃熱處理變形數(shù)值分析*

廖家麒，劉冬安，林紹萱，于 慶，沈秋平

(上海核工程研究設(shè)計院，上海 200233)

1 引言

堆內(nèi)構(gòu)件是核反應(yīng)堆內(nèi)部的重要組成部分，對反應(yīng)堆功能實現(xiàn)和安全運行起著重要作用，而堆芯支承下板和吊籃又屬于堆內(nèi)構(gòu)件中的核心關(guān)鍵組件［1-2］。堆芯支承下板起到支承燃料組件的作用，其上布置多個燃料組件定位銷和流水孔等關(guān)鍵特征(見圖1)，其中燃料組件定位銷與燃料組件下管座配合，保證燃料組件的安裝精度。在反應(yīng)堆運行過程中，為了保證燃料組件運行的穩(wěn)定性，對燃料組件的就位和對中均有非常高的要求，因此要求堆芯支承下板和吊籃必須保證其形狀精度和位置精度［3］，并且對整個堆芯支承下板平面度也有較高的要求。

圖1 反應(yīng)堆堆芯支承下板與吊籃及其焊縫結(jié)構(gòu)示意圖

工程中為了減小堆芯支承下板與吊籃間焊縫的焊接殘余應(yīng)力，需要對該區(qū)域進行焊后熱處理。經(jīng)熱處理后發(fā)現(xiàn)堆芯支承下板發(fā)生了較大的殘余變形，導(dǎo)致燃料組件定位銷的位置精度嚴重超標，影響了燃料組件的安裝定位。即使能夠安裝成功，也會對燃料組件的對中以及后續(xù)的安全運行帶來很大影響(如落棒困難的影響等)。

由于堆芯支承下板與吊籃間焊縫是首次出現(xiàn)此類熱處理的變形問題，同時由于核電設(shè)備設(shè)計的高精度和高安全性的要求，因此迫切需要建立高精度的吊籃和堆芯支承下板間熱處理數(shù)值模型，盡快系統(tǒng)地分析熱處理過程中的溫度場和殘余變形的變化規(guī)律，并為最終找出殘余變形的根本原因提供指導(dǎo)。……