在对核反应堆换料时取出阻力塞和可移除单元的方法与流程

本发明涉及核工程，特别涉及从带有重液态金属冷却剂的快反应堆中取出阻力塞和可移除块的方法。

背景技术：

在从对带有重液态金属冷却剂的反应堆芯元件换料的操作中收回反应堆整体之后，出于对核和辐射安全条件的充分考虑，要求进行过程操作以将阻力塞抽进(目的是其随后的预期用途)用于阻力塞的竖井内，并将可移除块(在卸载废燃料组件之后)抽进用于拆卸可移除块的竖井内以进一步处理。阻力塞和不带有废燃料组件(SFA)的可移除块的取出过程的特征在于这样的事实，即，因为重液态金属冷却剂的高密度超过取出设备和装置所使用材料(钢)的密度，该过程在重液态金属冷却剂的相当大的浮力的影响下发生。有必要考虑重液态金属冷却剂的高温和取出设备的高度放射性污染的影响。

一种阻力塞移除(取出)的方法是已知的，其在2001年5月10日公开的专利RU2166808(C1G21C19/105)的说明书中进行了描述，涉及通过阻力塞移除装置从核反应器燃料通道中的冷却剂流量计移除阻力塞。

用于卸载带有或不带有堆芯的可移除块的容器是已知的(2010.00.20公开的专利RU2399972，C2G21C19/10，G 21F5/08，F16K7/18)。如在已知容器的说明书中所描述的，卸载可移除反应堆块的方法涉及使用带有自动夹具的牵引起重机将可移除块抽入容器内。

该方法的缺点是不能控制可移除块的固定装置。

发明的原型可能是快速核反应堆换料方法和换料系统(2004年2月20日公开的专利RU2224307，C2G21C19/00，G21C19/10)，其包括使用直接移除加燃料机执行废燃料组件的换料操作。

然而，该方法阻止快反应堆的阻力塞或可移除块的取出。

考虑到快反应堆由液态金属铅铋冷却剂使用动力单元构造的模块化原理冷却的低功率反应堆设备(特别是例如LBFR(铅铋快反应堆))是核工业中大规模高科技项目实施部分中的引领者的事实，发明人和申请人尚未确定这种类型和相同目的的核反应堆换料(加燃料)期间阻力塞和可移除块取出方法的类似情况。

技术实现要素：

本发明主要目的为不恶化辐射情况下执行所有过程操作以取出阻力塞和可移除块(不带有SFA)。

为了解决该问题，已经提供一种用于在核反应堆换料期间使用处理设备组取出阻力塞和可移除块(不带有SFA)的方法，包括在为卸载阻力塞和可移除块做准备时安装处理设备、从反应堆整体取出阻力塞、将阻力塞运输并放置在阻力塞竖井内、卸载留在反应堆整体中的可移除块(不带有SFA)，以及将其运输并放置在用于拆卸可移除块的竖井内。

本发明方法的技术结果具体如下：

-固定阻力塞和可移除块的设备的控制能力；

-通过借助处理设备组建立卸载路径，并且由于处理设备内腔中的燃气-空气混合物被移至可控燃气环境的特定通风设备中，以及腔本身充满惰性气体，确保操作安全；

-通过使用阻力塞和可移除块取出的常规处理设备(缆线收回箱、引导通道以及换料护甲)，减少取出和运输所需设备的数量，并减少安装、对齐和从每个特定过程设备的每个位置移除的辅助操作的时间；

-消除RMB铅铋冷却剂与室内大气接触的可能性；

-确保处理设备内腔填充惰性气体的可能性；

-当附加负荷被移除时，抑制浮出表面并防止反应堆阻力塞脱离；

-确保阻力塞运动而不变形；

-确保操作人员在拆除可移除单元时的操作安全；

-排除阻力塞围绕其轴线转动的可能性；

-在运输和过程操作(阻力塞平衡)期间提供阻力塞的垂直定位；

-在释放期间相对于反应堆轴线保持阻力塞的方位；

-在释放期间相对于反应堆轴线保持可移除块的方位。

所要求发明的下述特征对上述技术结果产生影响。

为卸载做准备期间进行如下处理设备的安装：将用于阻力塞运输的装置安装并固定在反应堆阻力塞上；然后将附加负荷安装并固定至阻力塞运输装置上；拆卸压力凸缘；将缆线收回箱内框架部分安装至反应堆整体(RMB)的外壳上并固定，将阻力塞运输装置中间部分转动至其突起进入缆线收回箱内部的固定元件的操作区域的位置中，拆除附加负荷，将缆线收回箱外部安装至RMB上，并且用过压检查缆线收回箱的腔的密封性，然后将燃气-空气混合物从缆线收回箱的腔移至气体介质监控的通风设备内，然后将接合器的腔填充惰性气体。

按照如下方式从RMB上移除阻力塞：将引导通道安装到缆线收回箱上，同时，使用密封元件提供引导通道和箱之间的密封。在固定在反应堆车间中心大厅的天花板上的、引导通道的上支撑表面上，安装换料护甲；用过压检查换料护甲和引导通道的腔的密封性，将燃气-空气混合物从换料护甲和引导通道的腔移入通风设备内，同时监控气体介质，然后将换料护甲和引导通道的腔填充惰性气体；使用缆线收回箱固定元件的运动驱动装置将带有阻力塞的阻力塞运输装置移入上部位置中，降低换料护甲的自动夹具直到其与阻力塞运输装置互锁并且带有阻力塞的换料护甲的自动夹具被移入最高位置中；关闭并密封换料护甲和缆线收回箱的挡板。

将带有阻力塞的换料护甲进一步运输至阻力塞竖井内，并且使用货物起重机和吊梁卸载阻力塞，然后将换料护甲运输至其储存位置并拆除引导通道。

按照如下方式卸载留在RMB中的可移除块(不带有SFA)：在固定在反应堆车间中心大厅的天花板上的、引导通道的上支撑表面上，将引导通道再次安装至缆线收回箱上；将换料护甲与可移除块运输装置一起安装；用过压检查换料护甲和引导通道的腔的密封性；将燃气-空气混合物从换料护甲和引导通道的腔移至通风设备内，同时监控燃气环境；将换料护甲和引导通道的腔填充惰性气体；降低换料护甲自动夹具，直到其与可移除块互锁；带有可移除块的换料护甲自动夹具移入其最高位置中；然后关闭并密封缆线收回箱和换料护甲的挡板。

然后将装载有可移除块(不带有SFA)的换料护甲运输至用于拆卸可移除块的竖井内，将可移除块卸载至竖井内，并且将换料护甲运输至其储存位置。

附图说明

在下面图1至图3提供的附图中说明本发明。

图1-为卸载做准备；

图2-卸载阻力塞；

图3-卸载可移除块(不带有SFA)。

具体实施方式

为了移除核反应堆的阻力塞和可移除块，使用一套处理设备，包括如下：1-缆线收回箱、2-附加负荷、3-引导通道、4-换料护甲、5-阻力塞运输装置、6-可移除块运输装置，以及一套处理设备机械管理的吊梁和自动系统。

缆线收回箱1用于安装处理设备，并提供与RMB壳体7的耦接，以及操作人员的辐射保护。

附加负荷2防止反应堆阻力塞8在压力凸缘移除时浮出表面，前者在操作时将阻力塞保持在RMB的壳体7中。

引导通道3(其为具有用于与特定通风固定系统连接的凸缘的支撑法兰的管)设计成为阻力塞和可移除块建立卸载路径，放置控制装置，并在换料护甲夹具在护甲外部移动时引导并定位换料护甲夹具。

换料护甲4是竖直柱状容器，具有由铅制成的绝热和生物防护(与堆芯相对)，配置有带有自动夹具9的牵引起重机，提供与阻力塞5和可移除块6运输装置的头部的自动接合和脱离。

使用阻力塞运输装置5移动反应堆的阻力塞8，并使用可移除块运输装置6移动可移除反应堆块10。

通过使用阻力塞运输装置(PTD)5：将换料护甲4与自动夹具9接合和固定，能够沿卸载路径将阻力塞8移入换料护甲4内，能够固定和释放附加负荷2，并且能够在卸载期间实现阻力塞8分离。

通过使用可移除块运输装置(RBTD)6：能够将换料护甲4与自动夹具9接合和固定，能够沿卸载路径将可移除块10移至可移除护甲4，对将可移除块10紧固在RMB竖井中或从RMB竖井中脱离进行控制，并且实现可移除块10的压入或分离以克服施加在其上的浮力。

提供一套吊梁(未示出)用于使用例如电动桥式起重机运输处理设备组的装置。

处理设备装置的自动控制系统(ACS)(未示出)提供执行主体情况和状态信息的收集、处理、监控和报告，对处理设备组的电动传动装置的操作影响，以及反应堆设备卸载过程信息的记录。当阻力塞8被提起并且反应堆的可移除块10被移除时，ACS执行其功能。

所提出的方法以下述顺序进行。

起始状态：

-拆除反应堆的顶部保护；

-拆除主循环泵(MCP)的电驱动装置和控制保护系统(CPS)的驱动装置。

首先，在停止的反应堆整体上为处理设备的安装执行下述准备工作(图1)。

通过使用货物起重机和吊梁，将PTD 5安装至阻力塞8上并通过来自工作平台的螺钉固定。使用货物起重机和吊梁将附加负荷2安装至PTD 5的上端。使用被设计用于旋开(旋拧)压紧凸缘螺母的装置分离并拆开压力凸缘(未示出)。通过使用货物起重机和吊梁，将缆线收回箱1的内框架通过紧固螺钉安装并固定至RMB壳体7上。通过使用特定工具(扳手)，将支撑环(PTD的中部转动部分)转动至其突起进入位于缆线收回箱1的导螺杆上的缆线收回箱固定元件的操作区域的位置中。使用货物起重机和吊梁移除附加负荷2。通过使用货物起重机和吊梁，通过关闭密封挡板在RMB壳体7上安装缆线收回箱1的外部部分。用过压检查缆线收回箱1的内腔的泄漏。更换缆线收回箱1腔的内部介质：惰性气体替代空气介质。

将阻力塞从RMB移除(图2)。

通过使用货物起重机和吊梁，将引导通道3安装在缆线收回箱上，将引导通道的上承载表面固定在反应堆车间中心大厅的天花板上。使用密封元件(未示出)提供引导通道3和缆线收回箱1之间的密封性。使用货物起重机将换料护甲4安装在引导通道3的上承载表面上。提前将过渡件(未示出)固定至换料护甲4的自动夹具9上，用于与PTD5接合。使换料护甲4的挡板降压并打开。用过压检查引导通道3和换料护甲4的内腔的泄漏。更换换料护甲和引导通道3腔的内部介质：惰性气体替代空气介质。使缆线收回箱1的闸门降压并打开。打开缆线收回箱1的固定元件的移动驱动装置，并且PTD5与在其上部位置的阻力塞8一起移动，在该位置处，缆线收回箱固定部件的上限定元件自动从支撑环的突起移除，并且作用在阻力塞上的浮力等于零。换料护甲4的夹具降入最低位置，直到其紧靠引导通道3的止挡部件停止为止；位于引导通道3的移动线上的控制驱动装置连接至自动夹具9，并且自动夹具与PTD5互锁。夹具的控制驱动装置和离合器断开连接，与PTD5耦接的自动夹具9向上提起100-200mm。同时，缆线收回箱的固定部件的止挡部从PTD5支撑环上移除。带有阻力塞8的换料护甲4的自动夹具9移入最高位置中，缆线收回箱1和换料护甲4的挡板关闭并密封。带有阻力塞8的换料护甲4运输进阻力塞竖井11内，并且通过降压并打开挡板以及将自动夹具9降低至较低位置，卸载竖井。

在阻力塞竖井11内部，设置用于管理自动夹具9移除的类似控制驱动装置以及用于PTD5脱离的驱动装置。带有过渡元件的自动夹具9提升至最上面位置；关闭并密封挡板，并且将换料护甲4运输至其储存位置。拆除引导通道3。

然后，将可移除单元10(不带有SFA)从RMB上卸载(图3)。

起始状态：

-缆线收回箱1挡板关闭并密封；

-反应堆的阻力塞8卸载；

-SFA从可移除块10上卸载。

使用货物起重机和吊梁将引导通道3再次安装在缆线收回箱上，引导通道的上承载表面固定在反应堆车间中心大厅的天花板上。通过密封元件确保引导通道3和缆线收回箱1之间的密封性。使用货物起重机将换料护甲4安装在引导通道3的上承载表面上。RMTD 6初步固定至换料护甲4的自动夹具9上。使换料护甲4的挡板降压并打开。用过压检查引导通道3和换料护甲4的内腔的泄漏。通过用惰性气体替换空气来更换缆线收回箱1和换料护甲4腔的内部介质。使缆线收回箱1的闸门降压并打开。将换料护甲4的自动夹具9移入其最低位置，直到其紧靠引导通道3的限定元件停止为止；控制驱动装置(位于引导通道3的移动线上)连接至自动夹具9，并且后者与可移除块10互锁。使用位于引导通道3的移动线上的驱动装置，通过转动适当的旋转销打开可移除块10的互锁。自动夹具9的控制驱动装置与RMTD 6断开连接，并且将带有可移除块10的换料护甲4的自动夹具9移到最上面位置中；关闭并密封缆线收回箱1和换料护甲4的挡板。换料护甲4与可移除块10一起运输至用于可移除块拆卸的竖井12(卸载至竖井内)，然后使挡板降压并打开，将夹具移至较低位置。将带有RBTD 6的自动夹具9向上移入最上面位置中，关闭并密封挡板，并且将换料护甲4运输至其储存位置。和阻力塞8不同，可移除块10不具有紧定底座，因此当可旋转锁转动时，换料护甲4的牵引起重机的浮力和额外努力足以将其从RMB卸载。

阻力塞竖井11以及用于可移除块拆卸的竖井12、夹具解除控制装置以及用于解除PTD5和PTD 6的驱动装置的布置如上所述。

在卸载操作全部完成后，检查中心RMB壳体的内表面和底座。

所要求的发明方法允许进行所有与通过一套处理设备和运输装置取出阻力塞和可移除块(不带有SFA)有关的过程操作，为人员和设备提供了可靠的生物防护。