核燃料元件格架組裝工藝優化

侯雪

【摘 要】格架是核燃料元件的關鍵部件，由于格架的質量受制造工藝影響較大，格架制造工藝包括組裝和焊接，當格架組裝出現問題時也會直接影響格架的焊接質量，最終導致格架產品的質量問題。為此開展格架組裝工藝的研究，確定影響格架組裝工藝的關鍵點，并提出應對措施，保證格架產品的組裝質量。

【關鍵詞】格架；組裝；工藝優化

一、引言

格架是核燃料元件的關鍵部件，由于格架的質量受制造工藝影響較大，格架制造工藝包括組裝和焊接，當格架組裝出現問題時也會直接影響格架的焊接質量，最終導致格架產品的質量問題。為此開展格架組裝工藝的研究，確定影響格架組裝工藝的關鍵點，并提出應對措施，保證格架產品的組裝質量，制造合格的核燃料元件格架，從而保證核燃料元件在反應堆內的安全運行，為今后我國核燃料元件格架研制發展提供技術儲備。

二、研究內容

使用格架條帶及套管開展格架組裝工藝試驗，明確影響格架的組裝關鍵工藝點，確定并優化格架組裝操作，達到格架產品焊接工藝要求。

在格架組裝操作過程中，發現格架組裝的工藝技術關鍵點，針對影響格架組裝質量的操作制定合理的方案，防止由于組裝錯誤帶來格架產品焊接缺陷。

（一）格架簡介

1.格架結構

核燃料元件格架由內條帶和外條帶、套管構成。內條帶在等步距的位置上開了插槽。每個格架有開槽向上及開槽向下的條帶，在固定的開槽位置上相互插接。這些相互交叉條帶四周的端部舌片再插接到外條帶，形成了格架外圍，構成了格架整體結構。

格架的結構特點：

* 格架為方形結構

* 格架由內、外條帶和套管組成

* 內條帶與內條帶使用插槽的方式相互插接，插接后相互限位

* 內條帶與外條帶使用榫頭和插槽的方式，如無外力夾持，會脫落

* 套管坐于格架底端，如無外力夾持，會脫落

根據格架產品的特點，對格架產品組裝工藝進行技術分析，格架組裝包括：格架內條帶組裝、外條帶組裝及套管組裝

* 格架內條帶相互插接

* 內外條帶插接

* 外條帶框板限位固定

* 內條帶上下蓋板限位固定

* 套管由套管柵元銷固定

經過分析：以上五點均是格架組裝工藝的關鍵點，需要在格架組裝過程中保證配合位置的裝配正確性及裝配精度，進而保證格架產品質量。

（二）格架組裝工藝優化

1.流程優化

> 準備材料

* 先準備好格架原材料

優化：揀選材料防止缺陷材料進入組裝工藝

> 準備好格架組裝用工具、夾具

* 準備組裝夾具、焊接夾具、輔助工具

優化：設計加工合理的夾具結構，便于組裝操作；增加輔助工具，保證格架組裝時，起到良好的輔助作用，提高組裝效率。

> 組裝操作

* 組裝開槽向上的內條帶

* 按照圖紙上格架條帶的位置進行組裝插接

* 要確保條帶的順序和特定標識與產品及夾具的相符

* 在組條帶時一定要保證條帶取拿正確，插接到位

* 組裝開槽向下的內條帶

* 在組裝最外側的兩條內條帶時，保證條帶的一致對齊

* 在插接條帶的過程中，要調整好活動的舌片，防止攪混翼、彈簧、剛凸鉤掛，防止活動的舌片被壓彎

* 在組條帶時一定要保證條帶取拿正確，插接到位

> 組裝外條帶

* 外條帶要確保組裝的順序正確

* 保證外條帶與內條帶端部舌片都插接到位

* 保證外條帶四角的都搭接正確

* 保證格架外條帶特定標識正確

> 組裝焊接夾具固定外條帶

* 查看焊接夾具的方向及特定標識

* 固定格架外條帶時，保證配合到位

> 組裝格架焊接夾具固定格架上下面

* 要確保蓋板完全安裝到位

* 攪混翼側蓋板要檢查是否有柵元被壓彎的情況

* 套管側蓋板要檢查套管柵元是否有被壓彎的情況

* 兩側的蓋板要蓋到位，并緊固到一起

> 組裝套管并固定

* 把套管穿到套管柵元銷上

* 然后把帶有套管的柵元銷插入到格架套管柵元內

* 在緊固套管柵元銷，固定套管

優化：明確格架組裝的先后順序、組裝的關鍵位置、使用合適的方法，調整格架條帶、套管的相互位置，保證部件的配合緊密程度。

> 逐步檢查

* 檢查夾具特定標識與格架特定標識是否匹配

* 檢查內、外條帶組裝是否有異常

* 格架四角是否組裝到位

* 檢查格架套管是否安裝到位

* 檢查格架攪混翼、導向翼是否變形

優化：針對格架部件的特點，查看部件的匹配程度，夾具的配合程度，格架部件在夾具中是否保持完全受限且未受損。

三、結論

（一）組裝工藝優化效果

一是通過大量的組裝試驗，確定了格架組裝工藝的關鍵點，在格架組裝過程中，重點關注這些質量控制點，實現了格架組裝質量明顯提升，為格架批量生產提供了產品質量保證的依據。

二是通過對不同批次條帶、套管的組裝試驗，了解了不同質量原材料對格架組裝工藝的影響。

三是通過格架組裝工具的優化改進，大大提高了格架組裝效率。

【參考文獻】

[1] 張志強. 核燃料組件制造不符合項管理方法及實踐[J].科研，2016（4）.89-90.