【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及贫铀核电主泵飞轮制造，特别是涉及一种核电主泵飞轮的制备方法。
技术介绍
1、核能发电作为一种新型清洁能源，正在被广泛应用。核电主泵飞轮是核电站中的重要设备之一，它通常用于提供额外的旋转惯量和稳定性来平衡核电站主泵系统的动力变化，以保证核电站的安全和可靠运行。核电主泵是核电站中负责循环冷却剂的设备，它将高温、高压的冷却剂送入核反应堆，同时将流出的低温、低压冷却剂回收再循环。由于核反应堆的功率变化可能比较快，核电主泵的工作负荷也会发生变化，此时需要核电主泵飞轮来平衡该动力变化。核电主泵飞轮通过惯性作用能够存储和释放能量，当核电站主泵系统需要额外的动力时，核电主泵飞轮会释放存储的能力，提供额外的旋转动力，这样就可以满足核反应堆不同功率下的冷却剂流量需求。反之，当核电站主泵系统过载或发生故障时，核电主泵飞轮能够吸收多余的能量，减轻对核电主泵的负荷就，保护核电主泵和核反应堆的安全。决定核电主泵飞轮储能的两项因素为核电主泵飞轮转速及核电主泵飞轮自身重量，核电主泵飞轮转速及核电主泵飞轮自身重量越高，核电主泵飞轮存储的能量也越高，然而通过增加核电主泵飞轮转速的方式会导致核电主泵控制困难，安全性能无法得到保证，因此通常使用增大核电主泵飞轮质量的方式，即选用高密度且高强度的材料。
2、核电主泵飞轮使用的高密度材料主要是钨合金。钨合金的密度和硬度较高，但是加工难度大，无法制备成整体式核电主泵飞轮，通常以扇形块或插棒的形式装配到核电主泵飞轮钢质壳体中，提高核电主泵飞轮的转动惯量。国内也开展了贫铀核电主泵飞轮的研制工作，所采用的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于，提供一种核电主泵飞轮制备方法，使核电主泵飞轮的力学性能，尤其是致密度和延伸率得到提升。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种核电主泵飞轮的制备方法，包括如下步骤：
4、步骤1、根据核电主泵性能需求，确定核电主泵飞轮尺寸；根据核电主泵飞轮尺寸，确定由贫铀材料组成的原料用量；贫铀材料为由99.5wt％铀元素和0.5wt％钼元素组成的铀钼合金；
5、步骤2、按照确定的原料用量称量原料放入感应熔炼炉；
6、步骤3、将感应熔炼炉预热后，加热至感应熔炼炉中的原料溶解为液态，得到液态原料；
7、步骤4、将液态原料制成核电主泵飞轮坯料并冷却；
8、步骤5、将核电主泵飞轮坯料放入热处理炉进行热处理，使核电主泵飞轮坯料中的铀发生相变反应，然后冷却至室温；
9、步骤6、将核电主泵飞轮坯料进行精细加工至核电主泵飞轮尺寸，制成核电主泵飞轮。
10、作为其中一种可实现的方式，步骤1中，根据核电主泵飞轮功率和运行速度需求，确定核电主泵飞轮尺寸。
11、作为其中一种可实现的方式，步骤1中，铀钼合金由99.5wt％铀锭和0.5wt％钼粒组成。
12、作为其中一种可实现的方式，步骤3中，感应熔炼炉加热至600℃，并保温30min，完成感应熔炼炉预热；感应熔炼炉预热后，加热至(1400～1500)℃，使感应熔炼炉中的原料溶解为液态，得到液态原料。
13、作为其中一种可实现的方式，步骤4中，将液态原料在模具中通过离心铸造制成核电主泵飞轮坯料并冷却。
14、作为其中另一种可实现的方式，步骤4中，将液态原料在模具中浇筑成铸锭，然后将铸锭经高温锻造成核电主泵飞轮坯料并冷却。
15、作为其中另一种可实现的方式，步骤4中，将液态原料在模具中浇筑成铸锭，将铸锭加热到1000℃，然后保温6小时后锻造成核电主泵飞轮坯料并冷却。
16、作为其中一种可实现的方式，步骤5，将核电主泵飞轮坯料放入热处理炉进行热处理，使核电主泵飞轮坯料中的铀发生相变反应，然后冷却至室温，包括如下步骤：
17、将核电主泵飞轮坯料放入热处理炉，充入保护气，60min内加热至(800～850)℃，然后以10℃/min冷却退火至(500～600)℃，保温24小时后随热处理炉冷却至室温。
18、作为其中一种可实现的方式，步骤5中，核电主泵飞轮坯料中的铀发生如下相变反应：
19、核电主泵飞轮坯料冷却退火至小于760℃且大于等于700℃时，铀的β相沿γ母相晶界形核长大，呈等轴晶状组织；
20、核电主泵飞轮坯料冷却退火至小于700℃且大于等于660℃时，铀为β单相区，不发生相反应，组织为等轴晶β；
21、核电主泵飞轮坯料冷却退火至小于660℃且大于615℃时，铀的β相先共析αp相，αp相沿β母相晶界形核并向晶粒内部长大，呈等轴晶状组织；
22、核电主泵飞轮坯料冷却退火至615℃时，铀的剩余β相共析分解，形成共析组织；
23、核电主泵飞轮坯料冷却退火至小于615℃且大于583℃时，铀脱溶析出γii相，γii相依附于原有相生长；
24、核电主泵飞轮坯料冷却退火至583℃时，铀的γ相共析分解，形成长线状γo共析组织，此时，核电主泵飞轮坯料的组织为αp+(α+γo)e。
25、作为其中一种可实现的方式，步骤5中，保护气为氩气。
26、本专利技术的有益技术效果：
27、本专利技术的核电主泵飞轮的制备方法，使用类共晶的铀-0.5wt％钼合金作为原料，改善了溶体的流动性，并通过降低热处理温度，提升了铀-0.5wt％钼合金核电主泵飞轮的性能；同时明确了铀-0.5％钼合金核电主泵飞轮坯料热处理过程中的相变反应及温度范围，使得制成的核电主泵飞轮的性能更加稳定；铀-0.5％钼合金核电主泵飞轮的致密度和延伸率均优于铀-2％钼合金核电主泵飞轮。
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1.一种核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤1中，铀钼合金由99.5wt％铀锭和0.5wt％钼粒组成。
3.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤5，将核电主泵飞轮坯料放入热处理炉进行热处理，使核电主泵飞轮坯料中的铀发生相变反应，然后冷却至室温，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤5中，核电主泵飞轮坯料中的铀发生如下相变反应：
5.根据权利要求3所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤5中，保护气为氩气。
6.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤3中，感应熔炼炉加热至600℃，并保温30min，完成感应熔炼炉预热；感应熔炼炉预热后，加热至(1400～1500)℃，使感应熔炼炉中的原料溶解为液态，得到液态原料。
7.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤4中，将液态原料在模具中通过离心铸造制成核电主泵飞轮坯料并冷却。
8.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤4中，将液态原料在模具中浇筑成铸锭，然后将铸锭经高温锻造成核电主泵飞轮坯料并冷却。
9.根据权利要求8所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤4中，将液态原料在模具中浇筑成铸锭，将铸锭加热到1000℃，然后保温6小时后锻造成核电主泵飞轮坯料并冷却。
10.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤1中，根据核电主泵飞轮功率和运行速度需求，确定核电主泵飞轮尺寸。
...【技术特征摘要】
1.一种核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤1中，铀钼合金由99.5wt％铀锭和0.5wt％钼粒组成。
3.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤5，将核电主泵飞轮坯料放入热处理炉进行热处理，使核电主泵飞轮坯料中的铀发生相变反应，然后冷却至室温，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤5中，核电主泵飞轮坯料中的铀发生如下相变反应：
5.根据权利要求3所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤5中，保护气为氩气。
6.根据权利要求1所述的核电主泵飞轮的制备方法，其特征在于，步骤3中，感应熔炼炉加热至600℃，并保温30min，完成感...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭洪，徐勇，董青，康泰峰，魏东波，林均品，杜艳华，蔡振方，李明阳，
申请(专利权)人：中核北方核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：
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