一种聚变堆热室内清洗去污方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种聚变堆热室内清洗去污工艺方法及装置，属于放射性污染控制和处理领域。
【背景技术】
[0002]热室是处理放射性废物的场所，高效可靠的清洗技术能够有效的降低职业照射的剂量并控制相关放射性流出物进入自然环境，起到防治放射性接触物与污染物扩散的作用。
[0003]热室内相关涉核涉氚的工艺工序是相当复杂的过程，上下步骤之间相互依存且相互约束，每一个工艺流程和工序均需要采用全过程管理，才能满足ALARA的原则，聚变堆热室内的清洗过程是聚变装置堆内部件维护过程中一个十分必要并且不可或缺的步骤，直接影响到热室内部相关遥操作设备的寿命和放射性沾染程度，以及相关从业人员的职业照射剂量和核设施放射性流出物对环境的污染情况。
[0004]相关研究表明可挥发性颗粒喷丸清洗是聚变装置热室内的首选清洗方法，但是其也存在相当大的问题:大量二氧化碳气体会对热室内庞大的气体处理系统带来很多潜在的风险和问题。因而干冰爆破清洗的方法一直悬而未决，牵制了热室相关技术研发的进度。
【发明内容】
[0005]本发明技术解决问题:针对现有聚变装置热室除氚系统不能够大规模处理爆破清洗剂二氧化碳气体，造成除氚系统失效，并且也大大增加了热室内清洗方法选择的局限性，提供一种聚变装置热室内清洗去污方法及装置，能够实现二氧化碳爆破清洗方案在热室内部顺利实现放射性沾染表面清洗去污任务的同时，还能够避免放射性尘埃在热室内的扩散，同时解决了目前热室除氚系统不能够处理二氧化碳的难题。
[0006]本发明是通过以下技术方案实现:一种聚变堆热室内清洗去污方法，实现步骤如下:
[0007](I)—级气闸室内抽真空和充气:待清洗的部件进入一级气闸室之后，将一级气闸室内由热室内带入的混杂气体抽成真空状态，达到内外环境及气体氛围隔绝的目的；将抽过真空后的一级气闸室内部充满低温二氧化碳气体，低温二氧化碳气体充盈相关空腔，完成气体交换过程，将待清洗部件转运出一级气闸室，进入清洗室；
[0008](2)清洗室内爆破清洗、吹扫和载气:清洗室内，使用高压低温二氧化碳气体作为动力源推动干冰颗粒对待清洗的部件进行喷丸爆破清洗，之后利用高压二氧化碳气体吹扫部件表面，然后载流气体开启将带有灰尘的气体带出清洗室，进行相应的无害化后处理，之后清洗完毕的部件进入二级气闸室；
[0009](3)二级气闸室内抽真空和回气:在二级气闸室内，抽真空以达到隔绝清洗室内部尘埃和气体的目的；对抽过真空的二级气闸室冲入干净的二氧化碳气体，达到过渡杂质环境的目的，然后进入风淋室
[0010](4)风淋:在风淋室内，通过风淋喷嘴喷射高速二氧化碳气流吹除部件表面吸附和残留的放射性尘埃达到局部净化的目的;风淋结束之后的相应部件，进入三级气闸室；
[0011](5)三级气闸室内抽真空和回气:在三级气闸室内，抽真空抽除所有二氧化碳气体，防治进入外部热室气体环境，然后冲入热室环境内部气体，完成气体隔绝和交换。
[0012]所述步骤(I)中的低温二氧化碳气体的温度-40摄氏度以下，保持15-20分钟同，以降低余热和衰变热对清洗产物的影响，防止清洗过程中大量产生难以处理的清洗副产物氚水。
[0013]所述步骤(2)中的高压二氧化碳气体中的压力可调范围为10_500bar。
[0014]一种聚变堆热室内清洗去污装置，其特征在于:包括一级气闸室、二级气闸室、三级气闸室、清洗室，风淋室、内层包覆结构、外层包覆结构、运输轨道、双层密封门、维护应急窗口 ； 一级气闸室左侧与热室相连，右侧与清洗室相连;清洗室右侧与二级气闸室相连接，二级气闸室右侧与风淋室相连;风淋室右侧与三级气闸室相连，三级气闸室右侧与热室相连。各级气闸室与左右连接区域均使用双层密封门隔绝，一、三级气闸室顶部均预留有常闭的维护应急窗口；遥操作装置将堆内部件从主机拆除出真空室之后，堆内部件从坞口进入热室，较大的部件再经过拆解之后分成若干需要清洗的子部件，待清洗的部件进入一级气闸室之后，将一级气闸室内的混杂气体抽成真空状态，之后冲入低温二氧化碳气体充盈相关空腔，二氧化碳温度控制在-40摄氏度以下，保持15-20分钟后完成气体交换过程，整个清洗工艺均在单一二氧化碳气体氛围中进行，待清洗部件转运出气闸室，由轨道及运输车运送至清洗室，使用二氧化碳爆破清洗被污染表面，爆破清洗结束之后表面沾染的弱固性污染物与基体分离，再利用高压二氧化碳气体吹扫清洗表面，之后载流气体开启将带有灰尘的气体带出清洗室，至此完成主要清洗步骤，之后进入二级气闸室，气闸室密封之后对气闸室内抽真空，隔绝清洗室内的残余含尘气体，充气之后开闸，进入风淋室，高流量风淋之后，进入三级气闸室，抽取二氧化碳气体防止进入热室环境，冲入热室环境气体后出三级气闸室，初步包装之后，入库完成所有清洗工艺流程，进入下一维护环节。
[0015]与现有的技术相比，本发明的有益效果是:
[0016](I)清洗效果好。本发明采用包覆和多级气闸室将清洗室内环境与热室外环境隔绝开来，使得清洗室内外不会发生物质交换，有利于放射性颗粒收集，和清洗废物的再生循环，放射性颗粒去除更加充分，放射性颗粒收集效果更佳，泄漏进热室的气体难以被除氚系统除去的二氧化碳气体更少，只有极少量的清洗剂泄漏进热室。
[0017](2)本发明工艺流程简单，便于操作，尤其适合热室内堆内部件大规模维护清洗时使用。
【附图说明】
[0018]图1为本发明方法的工艺流程图；
[0019]图2为本发明装置所在热室内相对位置关系及结构剖视图；
[0020]图3为本发明装置内部剖视图。
【具体实施方式】
[0021]为了更加清楚表述本发明的目的、技术方案及优点，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]如图1所示:本发明所涉及的热室内清洗去污的工艺流程:
[0023]抽真空:抽真空主要目的是将不同区域的环境和气体氛围相互隔绝，该步骤防止将热室内混杂气体与清洗单元内气体环境之间发生气体交换，达到清洗室内外环境及气体氛围隔绝的目的。
[0024]充气:对抽过真空后的一级气闸室内部充满低温二氧化碳气体，完成气体交换过程。
[0025]爆破清洗:完成环境隔绝和气体交换之后，在高压低温二氧化碳气体推动下将干冰颗粒通过喷射器，喷射在待清洗的表面，将待清洗表面黏连附着以及松动的放射性尘埃和活化材料辐照损伤疏松材质分离，达到清洗去污的目的。
[0026]吹扫:对待清洗表面和包覆内相应位置进行高压气体吹扫，吹去松散的颗粒状尘埃。
[0027]载气:加大包覆内气体进入的流速和流量，将清洗的废气和颗粒带出包覆结构内部，从相应的通道带入净化和过滤装置。
[0028]抽真空:完成清清洗后，相应部件进入二级气闸室，抽真空以达到隔绝清洗室内部尘埃和气体的目的。
[0029]充气:对抽过真空的二级气闸室冲入干净的二氧化碳气体，达到过渡杂质环境的目的。
[0030]风淋:进入风淋室，通过风淋喷嘴喷出洁净二氧化碳气流吹除部件表面吸附和残留的放射性尘埃达到局部净化的目的。
[0031]抽真空:风淋结束之后，进入三级气闸室，抽真空抽除所有二氧化碳气体，防止进入外部热室气体环境。
[0032]回气:气闸室冲入热室环境内部气体，完成气体决绝和交换。
[0033]包装:出三级气闸室后，初步包装。<