废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的制作方法

本发明属于核电站放射性废物管理技术领域，具体涉及一种废过滤器芯子更换、暂存、回取装置。

背景技术：

方家山核电厂放射性固体废物处理系统(以下简称TES系统)改造期间,因TES系统水泥固化线不可用,对机组产生的高剂量率放射性废过滤器芯子收集、暂存，在TES系统改造完成后,回取暂存的废过滤器芯子进行水泥灌浆固定。

不同放射性水平的滤芯采取不同的处理方法，TES系统手册(方家山核电厂设计文件，文件编码QF917TES002B30745GN)设计处理方式为：表面剂量率＞2mSv/h的废滤芯在水泥固化线灌浆固定，表面剂量率≤2mSv/h的废滤芯作为技术废物送废物处理辅助厂房(以下简称QS厂房)压实打包系统处理。表面剂量率＞2mSv/h的过滤器芯子处理的具体流程是利用过滤器芯子屏蔽转运容器从过滤器腔室取出，然后吊运到水泥固化线五站下降通道，将过滤器芯子下降到五站的400L金属桶内，再将金属桶送到三站水泥灌浆固定。废过滤器芯子更换、处理流程见下图1，主要设备过滤器结构见图2(方家山核电厂设计文件，文件编码QFX4514B308233B44DD)，过滤器芯子更换转运容器见图3(方家山核电厂设计文件，文件编码QF94787M381B30344DD)和图4，TES水泥固化线五站下降通道见图5(方家山核电厂设计文件，文件编码QF9TES47108FCNJ04GN)。

技术实现要素：

本发明的目的在于尽量减少人员的近距离操作，并且所有的近距离操作都在有效的屏蔽下进行，以达到过滤器芯子的更换、暂存、回取等操作过程风险可控、人员受照剂量合理可行尽量低。

本发明是这样实现的：

一种废过滤器芯子更换、暂存、回取装置，其特征在于：它包括定位支架、定位筒和工作舷梯；定位筒位于定位支架的内部；工作舷梯位于定位支架的一侧。

如上所述的定位支架包括钢梁框架结构、吊耳、定位支架调节脚、定位环、支撑板和底板；由上部四根钢梁、四根支柱和底部四根钢梁构成钢梁框架结构；在钢梁框架结构四根支柱的底面上分别设置有定位支架调节脚；在钢梁框架结构四根支柱下部的内侧固定有底板，在四根支柱的上端设置有支撑板；在底板和支撑板的中心位置分别开设有圆形通孔，两个圆形通孔尺寸一致且两个圆形通孔的圆心同轴；在支撑板的上端沿通孔圆周方向设置有定位环；在支撑板的上端四个角上分别设置有吊耳。

如上所述的定位筒包括筒体、上端法兰、缓冲装置、定位底座和定位筒调节脚；筒体整体整体为圆筒状，上端开口；在筒体的上端设置有上端法兰；缓冲装置整体为“V”形结构，设置在筒体中部的内壁上；定位底座整体为圆柱形，设置在筒体的底部的内壁上，中心位置开设有定位孔；定位筒调节脚设置在筒体下端面上。

如上所述的缓冲装置共有三个，沿筒体内壁圆周方向均布；定位筒调节脚13共有三个，均布在筒体下端面的同一圆周上。

如上所述的定位底座的定位孔由多个直径不同的圆孔叠加而成，多个圆孔的直径由上至下依次递减。

如上所述的工作舷梯包括支撑架、工作平台、舷梯扶手、万向轮、舷梯踏板和定位调节器；支撑架整体为梯形体框架；在支撑架梯形体框架的上端面设置有工作平台；在支撑架梯形体框架的斜面设置有多个舷梯踏板；在支撑架梯形体框架的上端面的前端和斜面的前端设置有一体的一个舷梯扶手；在支撑架梯形体框架的上端面的后端和斜面的后端设置有一体的另一个舷梯扶手；在支撑架梯形体框架的下端面的四个角上分别设置有定位调节器；万向轮设置在支撑架梯形体框架的下端面上，位于定位调节器的内侧。

如上所述的定位支架、定位筒和工作舷梯整体采用碳钢材料制成。

本发明的有益效果是：

本发明包括定位支架、定位筒和工作舷梯。本发明在方家山TES系统改造期间，表面剂量率＞2mSv/h的废过滤器芯子装入屏蔽容器；在改造完成后，小部分＞2mSv/h的废过滤器芯子回取到固化线灌浆固定，表面剂量率≤2mSv/h的废滤芯作为技术废物送QS厂房压实打包装置处理。在高剂量率过滤器芯子更换、暂存、回取过程中，屏蔽容器定位准确，过滤器芯子释放、抓取顺利，工作平台操作便利。

本发明的成功投入，使操作人员实现了远距离操作，而少量的近距离操作时，过滤器芯子都在屏蔽容器内，操作过程风险可控、人员受照剂量很低。

本发明在方家山核电厂TES系统改造期间和之后使用，使废过滤器芯子能够安全更换、暂存和回取，为其他电厂及相关单位水泥固化线不可用期间废过滤器芯子的处理提供了借鉴。

更重要的意义是在核电厂的废物最小化中起到显著的废物减容效果，表面剂量率＞2mSv/h的废过滤器芯子在暂存衰变后，放射性水平大大降低，在表面剂量率降低到≤2mSv/h后送QS厂房压实打包装置处理，废过滤器芯子灌浆固定废物体积为0.4m³，而送QS厂房压实打包装置处理的废物体积约0.08～0.1m³。表面剂量率＞2mSv/h废过滤器芯子在暂存衰变后经过2～3年的衰变后，约50％的废过滤器芯子衰变至≤2mSv/h，根据方家山核电厂预期废物产生量，每年约23个过滤器芯子可以采用此方法处理，每年的废物产生量减少约6.9～7.36m³，减少放射性废物最终处置费用约140万元。万一出现TES不可用时可随时使用，也可实现同样类型机组共享使用。

附图说明

图1是本发明的废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的装置原理图；

图2是本发明的废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的定位支架的主视图；

图3是本发明的废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的定位支架的俯视图；

图4是本发明的废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的定位筒的主视图；

图5是本发明的废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的定位筒的俯视图；

图6是本发明的废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的工作舷梯的主视图；

图7是本发明的废过滤器芯子更换、暂存、回取装置的工作舷梯的俯视图。

其中：1.定位支架，2.定位筒，3.工作舷梯，4.钢梁框架结构，5.吊耳，6.定位支架调节脚，7.定位环，8.支撑板，9.底板，10.上端法兰，11.缓冲装置，12.定位底座，13.定位筒调节脚，14.工作平台，15.舷梯扶手，16.万向轮，17.舷梯踏板，18.定位调节器，19.屏蔽容器，20.屏蔽转运容器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

如图1所示，一种废过滤器芯子更换、暂存、回取装置，包括定位支架1、定位筒2和工作舷梯3。定位筒2位于定位支架1的内部。工作舷梯3位于定位支架1的一侧。定位筒2用于支撑屏蔽容器19并对屏蔽容器19进行定位。定位支架1用于支撑屏蔽转运容器20并分别对屏蔽转运容器20和定位筒2进行定位。工作舷梯3用于提供操作人员的工作平台。

如图2和图3所示，定位支架1包括钢梁框架结构4、吊耳5、定位支架调节脚6、定位环7、支撑板8和底板9。由上部四根钢梁、四根支柱和底部四根钢梁构成钢梁框架结构4。在钢梁框架结构4四根支柱的底面上分别设置有定位支架调节脚6，用于调整定位支架1的姿态。在钢梁框架结构4四根支柱下部的内侧固定有底板9，在四根支柱的上端设置有支撑板8。在底板9和支撑板8的中心位置分别开设有圆形通孔，两个圆形通孔尺寸一致且两个圆形通孔的圆心同轴。底板9和支撑板8共同用于对定位筒2进行定位。在支撑板8的上端沿通孔圆周方向设置有定位环7，用于对屏蔽转运容器20进行定位。在支撑板8的上端四个角上分别设置有吊耳5，用于起吊定位支架1时使用。

如图4和图5所示，定位筒2包括筒体、上端法兰10、缓冲装置11、定位底座12和定位筒调节脚13。筒体整体整体为圆筒状，上端开口，用于容纳屏蔽容器19。在筒体的上端设置有上端法兰10，用于连接屏蔽转运容器20。缓冲装置11整体为“V”形结构，设置在筒体中部的内壁上，通过“V”形的斜面在屏蔽容器19下落过程中起到缓冲作用。缓冲装置11共有三个，沿筒体内壁圆周方向均布。定位底座12整体为圆柱形，设置在筒体的底部的内壁上，中心位置开设有定位孔，用于固定屏蔽容器19的底部。定位底座12的定位孔由多个直径不同的圆孔叠加而成，多个圆孔的直径由上至下依次递减，通过定位孔的结构设计可以实现对不同直径的屏蔽容器19的定位。定位筒调节脚13设置在筒体下端面上，共有三个，均布在筒体下端面的同一圆周上。

如图6和图7所示，工作舷梯3包括支撑架、工作平台14、舷梯扶手15、万向轮16、舷梯踏板17和定位调节器18。支撑架整体为梯形体框架。在支撑架梯形体框架的上端面设置有工作平台14。在支撑架梯形体框架的斜面设置有多个舷梯踏板17。在支撑架梯形体框架的上端面的前端和斜面的前端设置有一体的一个舷梯扶手15；在支撑架梯形体框架的上端面的后端和斜面的后端设置有一体的另一个舷梯扶手15。在支撑架梯形体框架的下端面的四个角上分别设置有定位调节器18，用于调整工作舷梯3的姿态。万向轮16设置在支撑架梯形体框架的下端面上，位于定位调节器的内侧，方便工作舷梯3的移动。

在本实施例中，定位支架1、定位筒2和工作舷梯3整体采用碳钢材料制成。

本发明的工作原理如下：

1.当需要进行过滤器芯子的更换与暂存时：将空的屏蔽容器19吊运至定位筒2内，取盖；使用屏蔽转运容器20从过滤器腔室取出废过滤器芯子；将屏蔽转运容器20吊运到定位支架1上，释放废过滤器芯子，废过滤器芯子落入屏蔽容器19；从定位支架1上吊运屏蔽转运容器20离开；屏蔽容器19封盖，吊运屏蔽容器19到暂存位置。

2.废过滤器芯子回取：将准备回取的屏蔽容器19吊运至定位筒2内，取盖；测量废过滤器芯子表面剂量率水平；将屏蔽转运容器20吊运至定位支架1上，抓取废过滤器芯子；表面剂量率＞2mSv/h的废过滤器芯子，吊运至固化线装桶站5站，水泥灌浆处理；表面剂量率≤2mSv/h的废过滤器芯子，释放废过滤器芯子至200L桶内，转运至QS厂房压实打包处理。

上面结合实施例对本发明的实施方法作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。