CN105810275B - 反应堆堆腔净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种反应堆堆腔净化系统，包括移动组件、杂质抽吸释放组件；移动组件包括支撑移动定位机构、加长杆；支撑移动定位机构设置在反应堆堆腔维修桥上，并沿该维修桥延伸方向滑动配合；加长杆卡扣在支撑移动定位机构上，并在支撑移动定位机构沿维修桥延伸方向和垂直于该维修桥延伸方向的两个水平方向上滑动配合；杂质抽吸释放组件包括潜水泵、收集管；潜水泵上端与加长杆下端连接，下端与收集管上端连接；收集管内部设有滤网结构，用于收集管内水中的杂质并滤掉非杂质物质。本发明能够清除堆腔底部的尘埃及水中絮状物，减少高放射性物质，降低水体的辐射剂量，为大修后续工作创造良好的工作环境，为堆芯及相关系统正常工作消除潜在隐患。

Description

反应堆堆腔净化系统

技术领域

本发明涉及核工程技术领域，具体涉及一种反应堆堆腔净化系统。

背景技术

核电站经过多年运行，反应堆腔体底部沉积了很多的尘埃，水中漂浮着不少的絮状物。尘埃中的金属物质若被活化，剂量将会很高，给运行和堆腔维修带来极大不便和风险；絮状物的漂浮给平时的观察、维护及异物清除带来不便，絮状物若进入回路会造成阀件堵塞，带给回路失效的潜在风险。所以及时清除这些异物，显得尤为重要。

核电厂维修实践需要一种既能有效去除这些尘埃、絮状物，又不对腔底穿透管及其他附属物造成损伤的净化设备和净化方法，而且还须尽可能少地占用大修关键路径，来完成这项净化工作。目前核电站没有较为可行的设备及技术方法去除堆腔内的尘埃、絮状物。

专利申请号CN2013105266401中，提到一种水下异物打捞装置，针对特定的掉落异物，多为较大的水面肉眼可见的异物进行打捞。

要完成核电厂的这种净化工作仅独立地使用该打捞装置是不够的。对于堆腔体底部多达50根或更多穿透管的丛林状态，如图1所示的堆腔下部结构，打捞装置要在这些穿透管之间的腔底移动又不撞击这些穿透管，必须有专用的机构，来为打捞装置提供支撑、定位和定距离移动，并配以水下监视反馈，才能确保吸尘器按预定的方向、距离和速度移动，避免与穿透管非预期的撞击；要避免对这些穿透管的损伤，还须对伸入穿透管分布空间的设备部分进行软化处理，以求万一撞击不造成对穿透管的伤害。净化设备做了这部分的设置，才可安全地完成堆腔净化任务。因此亟待一套完整的系统，以克服现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种进行堆腔净化，以清除堆腔底部的尘埃及水中絮状物，减少高放射性物质，降低水体的辐射剂量，为大修后续工作创造良好的工作环境，为堆芯及相关系统正常工作消除潜在隐患的反应堆堆腔净化系统。

本发明是这样实现的，一种反应堆堆腔净化系统，包括移动组件、杂质抽吸释放组件；

所述移动组件包括支撑移动定位机构、加长杆；所述支撑移动定位机构设置在反应堆堆腔维修桥上，并沿该维修桥延伸方向滑动配合；所述加长杆卡扣在支撑移动定位机构上，并在支撑移动定位机构沿维修桥延伸方向和垂直于该维修桥延伸方向的两个水平方向上滑动配合；

所述杂质抽吸释放组件包括潜水泵、收集管；所述潜水泵上端与加长杆下端连接，下端与收集管上端连接；所述收集管内部设有滤网结构，用于收集管内水中的杂质并滤掉非杂质物质。

还包括水下定位监视组件，所述水下定位监视组件包括用于监视堆芯底部方向和堆腔水平方向的若干个水下摄像头，所述水下摄像头通过线缆与外部监视器连接。

所述收集管包括滤管；所述滤管包括端部结构、粗滤网结构、细滤网结构；所述端部结构整体为空心管结构；其端部为阶梯轴结构，包括小外径和大外径两部分；粗滤网扎成桶装结构，并套在小外径外侧，通过焊接与滤管端部固定，形成粗滤网结构；粗滤网外侧包裹两层细滤网，通过钢丝绳沿外周缠紧，并在两个端部扎紧密封，形成细滤网结构。

所述粗滤网规格为5～160目；所述细滤网规格为500～5000目。

所述收集管还包括管体、外套管、快换接头、管口；管体套在滤管外，管口与管体一端连接；快换接头与管体另一端连接；滤管的端部结构与管口同侧；所述快换接头与潜水泵下端连接。

所述潜水泵中的叶轮可进行正反转及多档变速运转，在收集管口内外形成双向水压差；叶轮正向旋转，形成收集管内压力低于收集管外压力的物理状态，将目标杂质吸入收集管内。

所述支撑移动定位机构包括支撑夹持座、可调夹持座、挂架、绞盘支架；

支撑夹持座挂在反应堆堆腔上方维修桥上，并沿维修桥延伸方向滑动配合；挂架上端与支撑夹持座固定；

绞盘支架设置在挂架上，并在挂架上沿维修桥延伸方向移动；可调夹持座同时垂直于维修桥延伸方向和绞盘支架延伸方向，并固定在绞盘支架上；

加长杆上端穿过可调夹持座并与可调夹持座之间留有间隙，加长杆沿可调夹持座延伸方向滑动配合；加长杆下端与潜水泵上端连接。

所述绞盘支架上固定有绞盘；绳子绞绕绞盘支架上的绞盘上，一端与加长杆连接，另一端固定在绞盘上。

所述杂质抽吸释放组件还包括收集篮，所述收集篮固定在自维修桥伸入水下的杆下端；其包括倒八字篮口、逆止阀、导流层、过滤层；

倒八字篮口为开口板状结构；过滤层包括粗滤网形成的桶装结构，桶装结构上端焊接在倒八字篮口下表面外缘；过滤层还包括裹在粗滤网外侧的两层细滤网，所述两层细滤网通过钢丝绳缠紧，在两个端部扎紧密封；

倒八字篮口的开口下表面固定有倒锥形导向桶，倒锥形导向桶下端固定有逆止阀；逆止阀与所述桶装结构桶底之间距离多的中间位置焊接有倒锥形导流层。

本发明的有益效果是，清除堆腔底部的尘埃及水中絮状物，减少高放射性物质，降低水体的辐射剂量，为大修后续工作创造良好的工作环境，为堆芯及相关系统正常工作消除潜在隐患。

附图说明

图1为本发明反应堆堆腔净化系统的使用示意图；

图2为本发明反应堆堆腔净化系统结构示意图；

图3为本发明反应堆堆腔净化系统的支撑移动定位机构示意图；

图4为本发明反应堆堆腔净化系统的支撑移动定位机构工作状态示意图；

图5为本发明反应堆堆腔净化系统的收集管示意图；

图6为本发明反应堆堆腔净化系统的收集篮示意图；

图中，1-支撑移动定位机构，2-收集管，3-收集篮，5-维修桥，6-绞盘支架，7-Y坐标微调杆，8-可调夹持座，9-支撑夹持座，10-挂架，11-夹持翻板组件，12-X坐标移动导轨，13-绞盘，14-管体，15-外套管，16-滤管，17-管口，18-快换接头，19-倒八字篮口，20-逆止阀，21-过滤层，22-连接卡套，23-锁紧螺母，24-篮骨架，25-吊耳、26-导流层，27-水下监视器，28-水下电缆，29-第一水下摄像头，30-第二水下摄像头，31-潜水泵电控装置，32-加长杆，33-潜水泵，34-牵引绳，35-固定杆，36-长杆，37-潜水泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细描述：

本发明所述的反应堆堆腔净化系统，其用于反应堆堆腔注水情况下的杂质净化，整体由反应堆堆腔上方维修桥5支撑，包括加长杆32、支撑移动定位机构1、收集管2、收集篮3及收件篮、潜水泵37、水下监视装置27。

所述支撑移动定位机构1包括支撑夹持座9、可调夹持座8、挂架10、绞盘支架6、夹持翻板组件11；

支撑夹持座9挂在反应堆堆腔上方维修桥5上，并沿维修桥5延伸方向滑动配合；其上固定有固定杆35，固定杆35下端设有连接头；

挂架10上端与支撑夹持座9固定，下端连接有夹持翻板组件11；

所述夹持翻板组件11将挂架11卡扣在维修桥5上，并对所述挂架10进行垂直于维修桥5的水平方向限位；所述挂架10随支撑夹持座9沿维修桥5延伸方向滑动；

绞盘支架6设置在挂架10上，并在挂架10上沿维修桥5延伸方向移动；具体是通过设置在挂架10上的X坐标移动导轨12滑动；

可调夹持座8同时垂直于维修桥5延伸方向和绞盘支架6延伸方向，并固定在绞盘支架6上；

加长杆32上端穿过可调夹持座8上，加长杆32沿Y方向移动；具体为，夹持块设置在所述可调支撑夹持座8上，并与其沿垂直于维修桥5延伸方向水平滑动配合；Y坐标微调杆7前段与夹持块通过螺纹连接，转动Y坐标微调杆7可为夹持块提供Y方向移动推力；

绞盘13固定在绞盘支架6上；绳子绞绕绞盘支架6上的绞盘13上，一端与加长杆32连接，另一端固定在绞盘13上；

加长杆32下端设有连接头，连接头与潜水泵37上端连接；

潜水泵37下端通过快换接头与收集管2的上端快换接头18连接；

所述潜水泵中的叶轮可进行正反转及多档变速运转，在收集管口内外形成双向水压差；叶轮正向旋转，形成收集管内压力低于收集管外压力的物理状态，将目标异物经吸入收集管内；随后将装置的收集管移至收集篮内，叶轮反向旋转，使收集管内压力高于管外压力，将收集的异物排出到收集篮内。

如图5所示，收集管2包括管体14、外套管15、快换接头18、滤管16、管口17；

滤管16包括端部结构、粗滤网结构、细滤网结构；所述端部结构整体为空心管结构；其端部为阶梯轴结构，包括小外径和大外径两部分；粗滤网扎成桶装结构，并套在小外径外侧，通过焊接与滤管16端部固定，形成粗滤网结构；

粗滤网外侧包裹两层细滤网，通过钢丝绳沿外周缠紧，并在两个端部扎紧密封，形成细滤网结构；

所述粗滤网规格为5～160目；

所述细滤网规格为500～5000目；

滤网规格与过滤精度对照表

滤网规格	过滤精度μm
		5目	4
160目	0.1
		500目	25
5000目	2.7

管体14套在滤管16外，管口17通过螺纹与管体14一端连接；快换接头18通过螺纹与管体14另一端连接；滤管16的端部结构与管口17同侧；

所述快换接头18与潜水泵37下端的快换接头连接；

收集篮3包括吊耳25、倒八字篮口19、逆止阀20、导流层26、过滤层21、连接卡套22、锁紧螺母23、篮骨架24；

倒八字篮口19为开口板状结构；过滤层21包括粗滤网形成的桶装结构(即篮骨架24)，桶装结构上端焊接在倒八字篮口19下表面外缘；

粗滤网外侧裹两层细滤网，通过钢丝绳缠紧，在两个端部扎紧密封；

倒八字篮口19的开口下表面焊接有倒锥形导向桶，倒锥形导向桶下端固定有逆止阀20，所述逆止阀20开口方向指向桶内；

逆止阀20与所述桶装结构桶底之间距离多的中间位置焊接有倒锥形导流层26；

连接卡套22通过锁紧螺母23固定在倒八字篮口19的上表面；

连接卡套22与固定杆35的下端部的连接头连接；

收件篮与收集篮3相比，没有逆止阀、导流层，其他结构一致；收件篮与固定杆35的下端部的连接头连接；

第一水下摄像头29固定在潜水泵37上端的加长杆32上，该第一水下摄像头镜头方向指向堆芯底部，看俯视；

第二水下摄像头30固定在长杆36上，其镜头方向为水平方向；通过长杆36移动调整监视水平视图；所述长杆36上端可以固定在支撑夹持座9上也可以固定在维修桥5上；

水下定位监视装置分别通过水下电缆与第一水下摄像头29、第二水下摄像头30连接，控制第一水下摄像头29、第二水下摄像头30的旋转角度、俯仰角度、内部气体压力、照明灯功率等级、摄像机机芯变倍；

工作过程如下：

支撑移动定位机构1固定在反应堆堆腔水池上方维修桥5上，依靠支撑移动定位机构1、维修桥5的移动来移动收集管2位置，使收集管2管口17移动到待净化区域的穿透管间隙区的预定点，通过水下监视装置确认管口17的高度及水平位置适宜，启动潜水泵，抽吸水体；待抽吸一定时间后，移动到该区域下个预定点，再次抽吸；反复抽吸至收集管2满(或收集管剂量超标)，提升吸尘器至收集篮3，将管口17对准收集篮3的篮口，插入倒八字篮口19内，顶开逆止阀20；反向启动潜水泵，排出水体及异物；待排出一定时间后，关潜水泵；抽出收集管2至逆止阀20关闭；移动潜水泵至下个预定点；反复上述过程直至一个区域的点全部完成；收集管2发生故障，即无法排出异物或剂量超标后，被从潜水泵上解除投入收件篮中；收集管3及收件篮满或剂量超标后，投入屏蔽容器中；吸尘器剂量超标后投入屏蔽容器中。

如图3及图4所示，支撑移动定位机构1通过可调支撑夹持座8配合横杆固定(悬挂、限位)加长杆给真空吸尘器提供支撑、定位基础；通过支撑移动定位机构1内的Y坐标微调杆、滑动导轨12为真空吸尘器在水平方向两个坐标上分别提供Y向100mm以内、X向1400mm以内的直线移动；借助机构中的绞盘13、牵引绳及其他辅助设备配合一定的方法，为真空吸尘器提供垂直坐标上的直至20m范围的移动。通过设置的标尺提供水平移动范围内的精度不低于5mm的定位。

如图5所示，通过快换接头18(快换接头公头、快换接头阴头)与潜水泵连接，过滤(拦截)接纳吸入的异物暂存，避免异物进入潜水泵内污染或机械损伤吸尘器。该收集管2可方便地与吸尘器连接、拆卸，过滤精度达到0.1-0.005mm可调，最大流量满足电厂给出的大修堆腔净化窗口期；与穿透管接触的外壁(外套管15、管口17)全部为非金属材料，可避免对穿透管或其他接触物体的损害。管体14与管口17螺旋连接压紧，实现滤管16与管体14可靠地贴合，避免被吸物通过该贴合间隙通过。

如图6所示，收集篮3通过连接卡套22及锁紧螺母23与加长杆连接锁紧，悬吊在水中的适当位置；过滤层21提供0.1-0.005mm的过滤精度，与篮口19可靠连接，避免收纳物经该连接间隙通过且能让无异物的水体通过；该篮口19下的逆止阀20能被收集管3顶开、收集管3离开后，该逆止阀20能可靠地闭合避免篮内收纳物经逆止阀20逆向流出。篮内设倒八字形导流层26，可阻止大部分篮内异物流向逆止阀。篮体骨架24为过滤层21提供支撑，底部为倒角形状，便于进入屏蔽容器。

收件篮与收集篮3比较，少了逆止阀20和导流层26，其余结构相同。篮口最小尺寸大于收集管2最大外径，内腔高度尺寸大于收集管2的外部长度尺寸。用于废弃收集管2的暂存。

Claims (4)

1.一种反应堆堆腔净化系统，其特征在于：包括移动组件、杂质抽吸释放组件；

所述移动组件包括支撑移动定位机构、加长杆；所述支撑移动定位机构设置在反应堆堆腔维修桥上，并沿该维修桥延伸方向滑动配合；所述加长杆卡扣在支撑移动定位机构上，并在支撑移动定位机构沿维修桥延伸方向和垂直于该维修桥延伸方向的两个水平方向上滑动配合；

所述杂质抽吸释放组件包括潜水泵、收集管；所述潜水泵上端与加长杆下端连接，下端与收集管上端连接；所述收集管内部设有滤网结构，用于收集管内水中的杂质并滤掉非杂质物质；

还包括水下定位监视组件，所述水下定位监视组件包括用于监视堆芯底部方向和堆腔水平方向的若干个水下摄像头，所述水下摄像头通过线缆与外部监视器连接；

所述收集管包括滤管；所述滤管包括端部结构、粗滤网结构、细滤网结构；所述端部结构整体为空心管结构；其端部为阶梯轴结构，包括小外径和大外径两部分；粗滤网扎成桶装结构，并套在小外径外侧，通过焊接与滤管端部固定，形成粗滤网结构；粗滤网外侧包裹两层细滤网，通过钢丝绳沿外周缠紧，并在两个端部扎紧密封，形成细滤网结构；

所述粗滤网规格为5～160目；所述细滤网规格为500～5000目；

所述收集管还包括管体、外套管、快换接头、管口；管体套在滤管外，管口与管体一端连接；快换接头与管体另一端连接；滤管的端部结构与管口同侧；所述快换接头与潜水泵下端连接；

所述潜水泵中的叶轮可进行正反转及多档变速运转，在收集管口内外形成双向水压差；叶轮正向旋转，形成收集管内压力低于收集管外压力的物理状态，将目标杂质吸入收集管内。

2.按照权利要求1所述的反应堆堆腔净化系统，其特征在于：所述支撑移动定位机构包括支撑夹持座、可调夹持座、挂架、绞盘支架；

支撑夹持座挂在反应堆堆腔上方维修桥上，并沿维修桥延伸方向滑动配合；挂架上端与支撑夹持座固定；

绞盘支架设置在挂架上，并在挂架上沿维修桥延伸方向移动；可调夹持座同时垂直于维修桥延伸方向和绞盘支架延伸方向，并固定在绞盘支架上；

加长杆上端穿过可调夹持座并与可调夹持座之间留有间隙，加长杆沿可调夹持座延伸方向滑动配合；加长杆下端与潜水泵上端连接。

3.按照权利要求2所述的反应堆堆腔净化系统，其特征在于：所述绞盘支架上固定有绞盘；绳子绞绕绞盘支架上的绞盘上，一端与加长杆连接，另一端固定在绞盘上。

4.按照权利要求2所述的反应堆堆腔净化系统，其特征在于：所述杂质抽吸释放组件还包括收集篮，所述收集篮固定在自维修桥伸入水下的杆下端；其包括倒八字篮口、逆止阀、导流层、过滤层；

倒八字篮口为开口板状结构；过滤层包括粗滤网形成的桶装结构，桶装结构上端焊接在倒八字篮口下表面外缘；过滤层还包括裹在粗滤网外侧的两层细滤网，所述两层细滤网通过钢丝绳缠紧，在两个端部扎紧密封；

倒八字篮口的开口下表面固定有倒锥形导向桶，倒锥形导向桶下端固定有逆止阀；逆止阀与所述桶装结构桶底之间距离多的中间位置焊接有倒锥形导流层。