一种高温气冷堆控制棒驱动机构检修装置及检修工艺方法与流程

本发明属于反应堆检修技术领域，具体涉及一种高温气冷堆控制棒驱动机构检修装置及检修工艺方法。

背景技术：

高温气冷堆是以石墨为慢化剂、氦气为冷却剂的高温反应堆，是一种固有安全性好、发电效率高的先进核反应堆。在核电站运行过程中，反应堆的堆芯由氦气冷却剂进行冷却。在反应堆运行过程中，控制棒系统用以进行反应性控制，实现各种运行模式。在长期运行过程中，存在对控制棒驱动机构解体检修的需求。高温气冷堆控制棒驱动机构壳体是一回路压力边界的一部分，一旦拆除驱动机构，就破坏了一回路压力边界，导致原有的氦气气氛被破坏，存在堆内放射性气体释放的风险。此外，高温气冷堆一回路堆芯由石墨、碳等结构组成，易吸收水分，若检修过程中往一回路系统内引入较多杂质，就会延长下次启堆前的氦净化除湿的工期。故高温气冷堆控制棒驱动机构检修过程中建立气氛隔离环境。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种高温气冷堆控制棒驱动机构检修装置及检修工艺方法，在保证压力容器内气氛不外泄的前提下实现控制棒系统快速拆装。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种高温气冷堆控制棒驱动机构检修装置，包括气氛隔离装置及检修平台，气氛隔离装置包括转运舱、主舱室及过渡舱；主舱室本体与过渡舱本体之间设置有主舱室舱门ii，转运舱本体与主舱室本体之间设置有主舱室舱门i，转运舱本体上设置有转运舱舱门，过渡舱本体上设置有过渡舱舱门；温度传感器i、压力传感器i以及氦气浓度检测仪i安装在转运舱本体上；温度传感器ii、压力传感器ii以及氦气浓度检测仪ii安装在主舱室本体上；温度传感器iii、压力传感器iii以及氦气浓度检测仪iii安装在过渡舱本体上；转运舱吊耳固定在转运舱本体上方，吊耳固定在主舱室本体上方，吊钩固定在转运舱本体上。

所述的气氛隔离装置与检修平台为独立结构，使用时，气氛隔离装置安装在反应堆顶盖上，检修平台放置在检修大厅内。

所述的主舱室及过渡舱为一体结构。

一种高温气冷堆控制棒驱动机构检修工艺方法，包括以下步骤：(1)冷停堆后对一回路系统进行调温和调压，同时对一回路的气体进行采样检测并分析其成分；(2)拆除保温层；(3)将控制棒驱动机构与顶盖连接法兰面上的连接螺栓旋松；(4)将气氛隔离装置安装在反应堆顶盖上；(5)关闭主舱室舱门ii，将主舱室及转运舱内的空气置换为氦气；(6)操作人员穿戴好防护措施后通过过渡舱舱门进入过渡舱，之后将过渡舱舱门关闭，并将过渡舱内的空气置换为氦气；(7)操作人员通过主舱室舱门ii从过渡舱进入主舱室，关闭主舱室舱门ii，拆除一组控制棒驱动机构；(8)打开主舱室舱门i及转运舱舱门，将拆除下来的控制棒驱动机构通过吊钩转移至转运舱，将控制棒驱动机构进行密封，关闭主舱室舱门i及转运舱舱门；(9)操作人员通过主舱室舱门ii回过渡舱，将主舱室舱门ii关闭，将过渡舱内置换为空气，操作人员通过过渡舱舱门走出气氛隔离装置；(10)控制棒驱动机构在转运舱包装封闭完成后，将转运舱内置换为空气；(11)将转运舱从气氛隔离装置上拆下，通过转运舱吊耳将转运舱吊运至检修平台，打开转运舱舱门，将控制棒驱动机构转运至检修平台进行检修；(12)检修工作完成后，将控制棒驱动机构包装转运至转运舱，并将转运舱回装到气氛隔离装置上，再将转运舱内空气置换为氦气；(13)通过主舱室舱门i及转运舱舱门将控制棒驱动机构转移至主舱室；(14)操作人员进入过渡舱，将过渡舱舱门关闭，并将过渡舱内的空气置换为氦气，之后操作人员进入主舱室，并回装控制棒驱动机构；(15)操作人员回过渡舱，进入过渡舱后，将主舱室舱门ii关闭，之后将过渡舱内置换为空气，操作人员通过过渡舱舱门走出气氛隔离装置；(16)对控制棒驱动机构性能进行检测，完成后将主舱室及转运舱内氦气置换为空气；(17)拆除气氛隔离装置；(18)将控制棒驱动机构与顶盖连接法兰面上的连接螺栓拧紧；(19)对一回路的气体进行采样检测并分析其成分；(20)回装保温层；(21)堆内氦气净化；(22)整个流程完成后，进行启堆。

所述步骤(3)使用螺栓拉伸机将控制棒驱动机构与顶盖连接法兰面上的连接螺栓旋松；所述步骤(18)使用螺栓拉伸机将控制棒驱动机构与顶盖连接法兰面上的连接螺栓拧紧。

本发明所取得的有益效果为：

本发明能实现对高温气冷堆的控制棒驱动机构进行检修，可以有效地防止在驱动机构检修过程中一回路氦气的泄露及放射性石墨粉尘等物质的扩散，同时能阻挡杂质气体和异物进入一回路，最大程度地保持一回路氦气的纯度。本发明能安全有效的对高温气冷堆一回路任一位置的控制棒驱动机构实现拆装及检修；本发明能确保检修实施过程中人员和设备的安全。主舱室、过渡舱与转运舱内均可实现从空气到一定浓度氦气的置换，置换为氦气后，其浓度与一回路氦气浓度相近；主舱室、过渡舱与转运舱均可实现对气体成分的检测。

附图说明

图1为高温气冷堆控制棒驱动机构检修装置结构图；

图2为气氛隔离装置结构图；

图3为转运舱结构图；

图4为主舱室及过渡舱结构图；

图5为高温气冷堆控制棒驱动机构检修工艺方法流程图；

图中：1、气氛隔离装置；2、检修平台；3、控制棒驱动机构；4、反应堆顶盖；5、转运舱；6、主舱室；7、过渡舱；8、温度传感器i；9、压力传感器i；10、转运舱本体；11、转运舱舱门；12、转运舱吊耳；13、氦气浓度检测仪i；14、吊钩；15、温度传感器ii；16、压力传感器ii；17、主舱室本体；18、主舱室舱门i；19、主舱室吊耳；20、氦气浓度检测仪ii；21、主舱室舱门ii；22、温度传感器iii；23、压力传感器iii；24、氦气浓度检测仪iii；25、过渡舱本体；26、过渡舱舱门。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1—4所示，本发明所述高温气冷堆控制棒驱动机构检修装置包括气氛隔离装置1及检修平台2；气氛隔离装置1包括转运舱5、主舱室6及过渡舱7；转运舱5包括温度传感器i8、压力传感器i9、转运舱本体10、转运舱舱门11、转运舱吊耳12、氦气浓度检测仪i13和吊钩14；主舱室6及过渡舱7为一体结构，包括温度传感器ii15、压力传感器ii16、主舱室本体17、主舱室舱门i18、主舱室吊耳19、氦气浓度检测仪ii20、主舱室舱门ii21、温度传感器iii22、压力传感器iii23、氦气浓度检测仪iii24、过渡舱本体25和过渡舱舱门26；

气氛隔离装置1与检修平台2为独立结构，两者共同构成高温气冷堆控制棒驱动机构检修装置；使用时，气氛隔离装置1安装在反应堆顶盖4上，检修平台2放置在检修大厅内。

转运舱吊耳12固定在转运舱本体10上方，用于对整个气氛隔离装置1进行吊运，转运舱5可从气氛隔离装置1上拆下，并可通过转运舱吊耳12转运至检修平台2；吊耳19固定在主舱室本体17上方，可对主舱室6和过渡舱7整体吊运；吊钩14固定在转运舱本体10上，打开主舱室舱门i18及转运舱舱门11后，可使用吊钩14将拆除后待检修的控制棒驱动机构3吊运至转运舱5。

温度传感器i8、压力传感器i9以及氦气浓度检测仪i13安装在转运舱本体10上；温度传感器ii15、压力传感器ii16以及氦气浓度检测仪ii20安装在主舱室本体17上；温度传感器iii22、压力传感器iii23以及氦气浓度检测仪iii24安装在过渡舱本体25上。

气氛隔离装置1内含多个舱门，主舱室本体17与过渡舱本体25之间设置有主舱室舱门ii21，转运舱本体10与主舱室本体17之间设置有主舱室舱门i18，转运舱本体10上设置有转运舱舱门11，过渡舱本体25上设置有过渡舱舱门26；过渡舱舱门26为人员进入气氛隔离装置1的通道，过渡舱7与主舱室6交界处的主舱室舱门ii21为人员进出主舱室6的通道，主舱室舱门i18及转运舱舱门11为吊运控制棒驱动机构3的通道；当所有舱门关闭时，各个舱室之间不进行气体交换，气氛隔离装置与外界不再进行气体交换。

如图5所示，本发明所述高温气冷堆控制棒驱动机构检修工艺方法包括以下步骤：(1)冷停堆后，对一回路系统进行调温和调压，同时对一回路的气体进行采样检测并分析其成分；(2)拆除保温层等设备；(3)使用螺栓拉伸机将控制棒驱动机构3与顶盖连接法兰面上的连接螺栓旋松；(4)将气氛隔离装置1安装在反应堆顶盖4上；(5)关闭主舱室舱门ii21，将主舱室6及转运舱5内的空气置换为氦气；(6)操作人员穿戴好防护措施后(如氧气瓶等)通过过渡舱舱门26进入过渡舱7，之后将过渡舱7与外界通道(过渡舱舱门26)关闭，并将过渡舱7内的空气置换为氦气；(7)操作人员通过主舱室舱门ii21从过渡舱7进入主舱室6，操作人员进入后关闭主舱室舱门ii21，并借助工具设备拆除一组控制棒驱动机构3；(8)打开主舱室舱门i18及转运舱舱门11，将拆除下来的控制棒驱动机构3通过吊钩14转移至转运舱5，将控制棒驱动机构3进行密封，关闭主舱室舱门i18及转运舱舱门11；(9)操作人员通过主舱室舱门ii21回过渡舱7，将主舱室舱门ii21关闭，将过渡舱7内置换为空气，操作人员通过过渡舱舱门26走出气氛隔离装置1；(10)控制棒驱动机构3在转运舱5包装封闭完成后，将转运舱5内置换为空气；(11)将转运舱5从气氛隔离装置1上拆下，通过转运舱吊耳12将转运舱5吊运至检修平台2，打开转运舱舱门11，将控制棒驱动机构3转运至检修平台2进行检修；(12)检修工作完成后，将控制棒驱动机构3包装转运至转运舱5，并将转运舱5回装到气氛隔离装置1上，再将转运舱5内空气置换为氦气；(13)通过主舱室舱门i18及转运舱舱门11将控制棒驱动机构3转移至主舱室6；(14)操作人员进入过渡舱7，将过渡舱舱门26关闭，并将过渡舱7内的空气置换为氦气，之后操作人员进入主舱室6，并回装控制棒驱动机构3；(15)操作人员回过渡舱7，进入过渡舱7后，将主舱室舱门ii21关闭，之后将过渡舱7内置换为空气，操作人员通过过渡舱舱门26走出气氛隔离装置1；(16)对控制棒驱动机构3性能进行检测，完成后将主舱室6及转运舱5内氦气置换为空气；(17)拆除气氛隔离装置1；(18)使用螺栓拉伸机将控制棒驱动机构3与顶盖连接法兰面上的连接螺栓拧紧；(19)对一回路的气体进行采样检测并分析其成分；(20)回装保温层等设备；(21)堆内氦气净化；(22)整个流程完成后，进行启堆。整个过程中，设备及人员通过舱门后即刻关闭舱门。