一种核电站乏燃料格架水下清洗机架和清洗系统的制作方法

本实用新型涉及核设施清洗去污技术领域，具体涉及一种核电站乏燃料格架水下清洗机架和清洗系统。

背景技术：

目前全世界核电站乏燃料的贮存通用做法是放置在水下的乏燃料格架中。其目的为了保护乏燃料的结构完整、临界安全、剩余释热以及抗震等功能。中核集团秦山核电站等均有大量的乏燃料格架用于乏燃料贮存。随着核电站服役时间的增加，现有的乏燃料格架已经不能满足乏燃料的贮存，需要对现有乏燃料格架进行更换升级。由于乏燃料格架在使用过程中会堆积松散的放射性物质，局部具有较高的放射性，在更换前需对格架进行清洗去污以减小其表面污染的放射性剂量。目前国内在核电站乏燃料格架水下清洗去污技术领域尚属于空白阶段，没有厂家设计、生产乏燃料格架清洗去污装置。

技术实现要素：

针对上述缺乏乏燃料格架清洗去污装置的技术问题，本实用新型所目的在于提供一种核电站乏燃料格架水下清洗机架和清洗系统，该清洗机架和系统能够实现核电站乏燃料格架退役前的水下清洗去污，并能将格架内放射性热点的剂量有效的降低到核设施退役的规定值以内。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种核电站乏燃料格架水下清洗机架，包括内套管、外套管、定位块、清洗喷头、套管，内套管设置在外套管内且为中空结构，内套管和外套管之间有第一空腔，定位块套接在外套管外并能在外套管上自由滑移，内套管的下端连接有清洗喷头。

清洗机架是核电站乏燃料格架水下去污的基本结构，该清洗机构通过内套管的中空结构和第一空腔构成循环水通道，再通过清洗喷头的喷淋洗净，实现了清洗功能。后文将具体结合整个去污系统来说明清洗机构的具体使用机理。

清洗喷头为方喇叭形或者圆喇叭形。

还包括压块、真空橡胶板，压块套接在外套管外且位于定位块套下，真空橡胶板设置在压块内。还包括压块、真空橡胶板，压块套接在外套管外且位于定位块套下，压块将真空橡胶板固定在外套管上。真空橡胶板主要起到减震的作用，另外还能够起到刮擦堆积松散的放射性杂质的作用。当冲洗的时候，清洗机架和乏燃料格架之间具有一定程度的碰撞，用压块固定住的真空橡胶板能够和乏燃料格架接触，起到减震的作用。

还包括紧固块，所述紧固块设置在内套管的顶部且紧固在内套管内。

还包括吊环螺钉，吊环螺钉设置在紧固块内，用于辅助将整个去污装置吊起或者放下。在使用清洗机架的时候，具体是将清洗机架放置在乏燃料存放水池中进行乏燃料格架的清洗，在内套管内设置紧固块，并在紧固块内设置吊环螺钉，目的是通过吊环带动紧固块运动，以最终实现清洗机架在乏燃料存放水池的安放。

一种核电站乏燃料格架水下清洗系统，包括如前述的清洗机架和控制装置，所述控制装置包括泵、过滤系统、电气控制柜，泵的入口端和内套管的中空结构相连通，泵的出口端分流成第一通路和第二通路，第一通路直接和乏燃料存放水池相连通，第二通路和过滤系统连通后再和外套管相连通，电气控制柜和泵相连以控制泵的开启。

如背景资料所述，乏燃料格架是存放在水下的，因此专门设置有乏燃料存放水池。本实用新型的去污装置系统的使用如下：通过电气控制柜控制泵的开启，开启泵后，由泵进行抽水，将乏燃料存放水池中的水通过内套管到达泵中，然后泵将其中的水一部分通过第一通路回流到乏燃料存放水池中，另一个部分通过第二通路达到过滤系统，经过过滤系统过滤后的这部分水再通过清洗机架的内套管和外套管之间的第一空腔，进入清洗喷头，由清洗喷头喷射到乏燃料格架上，最后进入到乏燃料存放水池中。

为了提高去污效率，本实用新型的清洗机架设置有发散装的第二空腔，如第二空腔可以为圆锥形的腔体，这样能够将抽出和放入的水充分分散开，提高过滤效率和去污效率。

过滤系统包括第一过滤预处理装置和第二过滤装置，第二通路先经过第一过滤预处理装置，再经过第二过滤装置。第一过滤预处理装置是对堆积松散的放射性物质进行粗略处理，然后再通过第二过滤装置对其进行进一步精细处理。为了提高过滤效果，还可以设置多个第二过滤装置。

第二过滤装置可以是多个。

第一通路和泵之间还设置有阀门，第二通路和泵之间还设置有阀门。

还包括去乏燃料存放水池，所述乏燃料存放水池和第二通路相连。为了防止管道出现漏液出现液体外泄的情况，还设置了去乏燃料存放水池存放漏出的液体。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型能够实现核电站乏燃料格架退役前的水下清洗去污，并能将格架内放射性热点的剂量有效的降低到核设施退役的规定值以内，填补了国内核电站乏燃料格架水下清洗去污的技术空白；

2、本实用新型结构简单，方便操作，本装置水下清洗去污的冲洗速度可在2m/s—22m/s调节，通过调节泵或者清洗喷头的孔数，可以针对放射性热点强度的不同，实现差异化清洗去污。

3.格架清洗后放射性热点表面的剂量可降低低至10mSv/h以下，满足国家标准GB9133-1995《放射性废物分类》中关于低放废物比活度的要求。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型清洗机架结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-清洗机架，2-控制装置，3-泵，4-第一过滤预处理装置，5-第二过滤装置，6-电气控制柜，7-内套管，8-外套管，9-定位块，10-压块，11-真空橡胶板，12-清洗喷头，13-紧固块，14-吊环螺钉，15-乏燃料存放水池，16-去乏燃料存放水池。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图2所示，一种核电站乏燃料格架水下清洗机架，包括内套管7、外套管8、定位块9、清洗喷头12、套管，套管包括内套管7和外套管8，内套管7设置在外套管8内，内套管7和外套管8之间有第一空腔，定位块9套接在外套管8外并能在外套管8上自由滑移，第一空腔和清洗喷头12相连通。

清洗喷头12为方喇叭形或者圆喇叭形。喇叭状的清洗喷头12可以改变水的流域，改变喷洗速度。优选为方喇叭形，方喇叭形的清洗喷头和乏燃料格架的外部结构相适配。

清洗机架是核电站乏燃料格架水下去污的基本结构，该清洗机构通过内套管7的中空结构和第一空腔构成循环水通道，再通过清洗喷头12的喷淋洗净，实现了清洗功能。后文将具体结合整个去污系统来说明清洗机构的具体使用机理。

清洗喷头12的侧面和外套管8之间构成第二空腔，第二空腔将第一空腔的通道延伸为发散状的腔体。

还包括压块10、真空橡胶板11，压块10套接在外套管8外且位于定位块9套下，真空橡胶板11设置在压块10内。

还包括紧固块13，所述紧固块13设置在内套管7的顶部且紧固在内套管7内。

还包括吊环螺钉14，吊环螺钉14设置在紧固块13内，用于辅助将整个去污装置吊起或者放下。在使用清洗机架的时候，具体是将清洗机架放置在乏燃料存放水池15中进行乏燃料格架的清洗，在内套管7内设置紧固块13，并在紧固块13内设置吊环螺钉14，目的是通过吊环带动紧固块13运动，以最终实现清洗机架在乏燃料存放水池15的安放。

实施例2

如图1所示，一种核电站乏燃料格架水下清洗去污装置系统，包括如权前述的清洗机架和控制装置2，所述控制装置2包括泵3、过滤系统、电气控制柜6，泵3的入口端和内套管7的中空结构相连通，泵3的出口端分流成第一通路和第二通路，第一通路直接和乏燃料存放水池15相连通，第二通路和过滤系统连通后再和外套管8相连通，电气控制柜6和泵3相连以控制泵3的开启。

如背景资料所述，乏燃料格架是存放在水下的，因此专门设置有乏燃料存放水池15。本实用新型的去污装置系统的使用如下：通过电气控制柜6控制泵3的开启，开启泵3后，由泵3进行抽水，将乏燃料存放水池15中的水通过内套管7的中空结构到达泵3中，然后泵3将其中的水一部分通过第一通路回流到乏燃料存放水池15中，另一个部分通过第二通路达到过滤系统，经过过滤系统过滤后的这部分水再通过清洗机架的内套管7和外套管8之间的第一空腔进入到乏燃料存放水池15中。

为了提高去污效率，本实用新型的清洗机架设置有发散装的第二空腔，如第二空腔可以为圆锥形的腔体，这样能够将抽出和放入的水充分分散开，提高过滤效率和去污效率。

过滤系统包括第一过滤预处理装置4和第二过滤装置5，第二通路先经过第一过滤预处理装置4，再经过第二过滤装置5。第一过滤预处理装置4是对堆积松散的放射性物质进行粗略处理，然后再通过第二过滤装置5对其进行进一步精细处理。为了提高过滤效果，还可以设置多个第二过滤装置5。

第二过滤装置5可以是多个。

第一通路和泵3之间还设置有阀门，第二通路和泵3之间还设置有阀门。

还包括去乏燃料存放水池16，所述乏燃料存放水池15和第二通路相连。为了防止管道出现漏液出现液体外泄的情况，还设置了去乏燃料存放水池16存放漏出的液体。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。