本發(fā)明屬于核電領(lǐng)域，具體涉及一種鎢控制棒及其制造方法。

背景技術(shù)：

1、反應(yīng)堆控制棒組件是關(guān)系核電廠安全性能的關(guān)鍵部件，用于對(duì)堆芯反應(yīng)性進(jìn)行調(diào)整。控制棒中的中子吸收材料決定著控制棒整體的中子吸收能力，目前常用的中子吸收體材料包括ag-in-cd合金、各類含b材料(如b4c芯塊、b4c-hfb2復(fù)合芯塊、b4c-al2o3復(fù)合芯塊、b-al合金、al-b4c復(fù)合材料等)。但是，ag-in-cd合金在中子輻照后會(huì)產(chǎn)生放射性核素，而各類含b材料的抗腐蝕能力普遍不足。

2、在一些方案中，采用inconel?718合金管內(nèi)封裝鎢棒的復(fù)合結(jié)構(gòu)裝入控制棒包殼內(nèi)作為中子吸收體，由鎢棒進(jìn)行中子吸收，inconel?718合金則作為第二層保護(hù)層將鎢棒與控制棒包殼隔離開(kāi)。這類方案中雙層包殼設(shè)計(jì)的空間利用效率低下，導(dǎo)致了控制棒的中子吸收能力受限。因此，提供一種具有更好中子吸收能力的鎢控制棒結(jié)構(gòu)，對(duì)于提高反應(yīng)堆控制棒組件的效率與安全性具有積極意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種鎢控制棒的制造方法，以制造具有好中子吸收能力的鎢控制棒。本發(fā)明還提供一種鎢控制棒。

2、根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的實(shí)施例，提供一種鎢控制棒的制造方法，該方法包括以下步驟：

3、步驟a)：提供鎢管，對(duì)所述鎢管進(jìn)行脫脂清洗和弱酸清洗；

4、步驟b)：對(duì)所述鎢管進(jìn)行表面活化處理并進(jìn)行預(yù)電鍍處理，形成預(yù)電鍍層；

5、步驟c)：提供電鍍液，所述電鍍液含有27g/l-29g/l的硫酸鎳、24g/l-26g/l的次磷酸鈉、24g/l-26g/l的檸檬酸鈉、16g/l-18g/l的絡(luò)合劑和7mg/l-9mg/l的丙炔醇，ph值7.0-8.5；利用所述電鍍液在85℃-90℃下對(duì)所述鎢管進(jìn)行鍍鎳處理，制得鍍鎳鎢管；

6、步驟d)：將所述鍍鎳鎢管裝入包殼并焊接封裝，得到鎢控制棒成品。

7、鎢管能夠提高鎢作為中子吸收體的中子吸收面積，提高控制棒的中子吸收效果；鎢容與水蒸氣接觸易發(fā)生氧化，如果鎢發(fā)生輻照腫脹則容易與包殼管材料接觸發(fā)生腐蝕，在鎢管表面設(shè)置鎳鍍層能有效提高鎢管的耐腐蝕性能，提高中子吸收體的耐磨性能和化學(xué)穩(wěn)定性，避免步躍載荷或流致振動(dòng)載荷引起的破壞。

8、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟a)中所述鎢管的外徑為7mm-9mm，內(nèi)徑為5.5mm-6.5mm。

9、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟b)中，所述預(yù)電鍍層配置為純鎳層和/或w-ni合金過(guò)渡層。

10、由于鎢容易發(fā)生表面氧化，導(dǎo)致鍍覆過(guò)程中金屬沉積效率低，設(shè)置預(yù)電鍍層能夠有效提高鎢管與鎳鍍層之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高鎳鍍層在高溫輻照條件下的附著力與穩(wěn)定性，避免涂層剝落。

11、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟b)中，所述w-ni合金過(guò)渡層配置為95w-3ni合金層。

12、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟b)中，所述預(yù)電鍍層的厚度為5μm-10μm。

13、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟c)中，在所述鎢管的內(nèi)表面與外表面均進(jìn)行鍍鎳處理。

14、對(duì)鎢管的內(nèi)外層均進(jìn)行鍍鎳處理能夠進(jìn)一步提高鎢管作為中子吸收體的可靠性，防止鎢管內(nèi)側(cè)發(fā)生氧化腐蝕。

15、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟c)中，所述鍍鎳處理得到的鎳鍍層按重量比計(jì)純度不低于99.5％。

16、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟c)中，所述鍍鎳處理得到的鎳鍍層厚度為2μm-200μm。

17、進(jìn)一步地，在部分實(shí)施例中，所述步驟d)中，所述控制棒包殼采用鋯合金、鎳基合金或不銹鋼制造，并采用激光焊接封閉。

18、根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)方面的實(shí)施例，提供一種鎢控制棒，包括包殼與中子吸收體，其中所述中子吸收體配置為鍍鎳鎢管，所述鎢控制棒采用前述任一實(shí)施例中所提供的鎢控制棒的制造方法制造。

19、上述實(shí)施例所提供的鎢控制棒具有中子吸收效率高、重量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性好的優(yōu)點(diǎn)；由于在鎢管表面設(shè)置了鎳鍍層，整體具有良好的耐水腐蝕和耐磨性能，在提高可靠性的同時(shí)降低了制造與維護(hù)成本。

技術(shù)特征：

1.一種鎢控制棒的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟a)中所述鎢管的外徑為7mm-9mm，內(nèi)徑為5.5mm-6.5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟b)中，所述預(yù)電鍍層配置為純鎳層和/或w-ni合金過(guò)渡層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟b)中，所述w-ni合金過(guò)渡層配置為95w-3ni合金層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或3或4所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟b)中，所述預(yù)電鍍層的厚度為5μm-10μm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟c)中，在所述鎢管的內(nèi)表面與外表面均進(jìn)行鍍鎳處理。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟c)中，所述鍍鎳處理得到的鎳鍍層按重量比計(jì)純度不低于99.5％。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟c)中，所述鍍鎳處理得到的鎳鍍層厚度為2μm-200μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎢控制棒的制造方法，其特征在于，所述步驟d)中，所述控制棒包殼采用鋯合金、鎳基合金或不銹鋼制造，并采用激光焊接封閉。

10.一種鎢控制棒，包括包殼與中子吸收體，其特征在于，所述中子吸收體配置為鍍鎳鎢管，所述鎢控制棒采用如權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的鎢控制棒的制造方法制造。

技術(shù)總結(jié)
一種鎢控制棒的制造方法，包括以下步驟：提供鎢管，在清洗與表面活化處理后進(jìn)行預(yù)電鍍處理，以在鎢管表面形成預(yù)電鍍層；以成分含有27g/L?29g/L的硫酸鎳、24g/L?26g/L的次磷酸鈉、24g/L?26g/L的檸檬酸鈉、16g/L?18g/L的絡(luò)合劑和7mg/L?9mg/L的丙炔醇，pH值7.0?8.5的電解液在85℃?90℃下進(jìn)行鍍鎳處理，得到鍍鎳鎢管；將鍍鎳鎢管裝入包殼并焊接封裝，得到鎢控制棒成品。該方法能夠用于制造具有良好中子吸收性與可靠性的鎢控制棒，提高反應(yīng)堆的安全性。本發(fā)明還提供一種鎢控制棒。

技術(shù)研發(fā)人員：盧俊強(qiáng),張宇翾,陸輝,陳芙梁,陳向陽(yáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海核工程研究設(shè)計(jì)院股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9