CN108648846A - 一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置及水上洗吹方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及百万千瓦级核电站核辅助冷却水领域，提供了一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置及水上洗吹方法，包括环形管道、第一管道、第二管道以及喷嘴组件，第一管道和第二管道均与环形管道连通，通过将液体或气体由第一管道输送至所述环形管道内，液体或气体将在压力作用下经由环形管道进入竖直向下延伸设置的第二管道，进而通过设置在第二管道上的喷嘴组件向外喷射，以实现冲洗和吹除积水的目的；该装置集水上冲洗与积水吹除功能于一体，不仅能够有效地对旧格架进行冲洗以降低其放射性，同时可使得冲洗后的格架被快速晾干，大大提高了乏燃料水池扩容效率，且结构简单易操作，制造成本较低；水上洗吹方法操作流程简便，工作效率高。

Description

一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置及水上洗吹方法

技术领域

本发明涉及百万千瓦级核电站核辅助冷却水领域，具体而言，是涉及一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置以及利用该水上洗吹装置对旧格架进行水上洗吹的方法。

背景技术

乏燃料是指经过辐射照射、使用过的核燃料，是由核电站的核反应堆产生的。核反应堆反应后的核燃料中包含有大量放射性元素，因此具有大量放射性，如果不加以妥善处理，会严重影响环境与接触它们的人员的健康。因此经由核电站的核反应堆反应后的乏燃料需要在乏燃料水池中存放数十年，直至其放射性降低至可以进行后续对乏燃料的后处理工艺时。随着国内核电站的不断增多，以及核电站的持续运营，目前国内大多数核电站的乏燃料水池格架旧格架已经满容，现有的容器已经不能够满足核电站内部乏燃料存储的需求，因此乏燃料水池必须通过改造扩大乏燃料水池贮存容量，保证核电站内的正常生产。

在进行乏燃料水池扩容操作时，首先需要先将乏燃料水池内部的旧格架拆除，在进行旧格架拆除前需要先将旧格架内部的乏燃料运输至外部存储，但是旧格架内部的乏燃料的放射性普遍没有降低至可以运输及进行后续乏燃料的后处理工艺所需的放射值，因此给乏燃料的运输和存储带来了极大的难度。

乏燃料清空后，需要对旧格架进行拆除，旧格架的拆除在国内外为首次进行，旧格架由于长期用于储存乏燃料，且浸泡于具有放射性的水池的内部，因此旧格架上带有大量的放射性，工作人员不能够直接对旧格架靠近和触碰，工作人员也不能潜入到乏池内部协助和观察吊装旧格架的操作，也给整个工作带来了极大的难度，在新格架旧格架的安装时，由于水池内也含有放射性物质，因此安装难度也极大。

由此，为了便于对旧格架进行运输及后处理操作，开发一种在进行乏燃料水池扩容操作时便于人工操纵的、可有效降低旧格架放射性的旧格架清洗装置和清洗方法尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置以及利用该水上洗吹装置对旧格架进行水上洗吹的方法，旨在解决现有技术中在进行乏燃料水池扩容操作时，冲洗旧格架时操作不便、冲洗效果差以及冲洗后自然晾干效率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置，包括一悬吊的环形管道、与所述环形管道连通且用于将流体输送至所述环形管道内的第一管道、供流体喷出的喷嘴组件以及连接在所述环形管道与所述喷嘴组件之间并分别与二者连通的第二管道，所述第二管道从所述环形管道的表面沿铅垂方向向下延伸至所述喷嘴组件。

进一步地，所述喷嘴组件包括设置在所述第二管道外壁上的第一喷嘴和设置在所述第二管道底部出水口处的第二喷嘴。

进一步地，所述第一喷嘴为倒圆锥式或倒圆台式喷嘴。

进一步地，所述第一喷嘴与所述第二管道同轴设置。

进一步地，所述第一喷嘴的侧壁上沿圆周方向等间距间隔开设有多个出水孔。

进一步地，所述第二管道为多个，每个所述第二管道上设置有至少一个所述第一喷嘴。

进一步地，所述第二管道的数量为四个，四个所述第二管道等间距间隔设置在所述环形管道下方。

进一步地，每个所述第二管道上的第一喷嘴均为两个，两个所述第一喷嘴分为靠近所述环形管道设置的上喷嘴及靠近所述第二喷嘴设置的下喷嘴。

进一步地，四个所述第二管道上的上喷嘴的轴截面尺寸相同且底部齐平。

进一步地，四个所述第二管道上的下喷嘴的轴截面尺寸相同且底部齐平。

进一步地，所述第一管道包括连接在所述环形管道上的中间管筒以及分别与所述中间管筒连通设置的第一管筒和第二管筒，所述第一管筒上设置有第一阀组件，所述第二管筒上设置有第二阀组件。

本发明提供的一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置的有益效果在于：与现有技术对比，本发明提出的一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置，包括环形管道、第一管道、第二管道以及喷嘴组件，第一管道和第二管道均与环形管道连通，通过将液体或气体由第一管道输送至所述环形管道内，液体或气体将在压力作用下经由环形管道进入竖直向下延伸设置的第二管道，进而通过设置在第二管道上的喷嘴组件向外喷射，以实现冲洗和吹除积水的目的；该装置集水上冲洗与积水吹除功能于一体，不仅能够有效地对旧格架进行冲洗以降低其放射性，同时可使得冲洗后的格架被快速晾干，大大提高了乏燃料水池扩容效率，且结构简单易操作，制造成本较低。

本发明提供的一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹方法的有益效果在于：与现有技术对比，本发明提出的一种水上洗吹方法，包括如下步骤：提供一格架，格架具有一侧开口的容腔；将上述喷嘴组件由开口伸入容腔；向第一管道注入液体，对容腔进行冲洗操作；停止向第一管道注入液体；向第一管道注入气体，对容腔进行吹除操作；停止向第一管道注入气体；将喷嘴组件从容腔中取出，从而完成该格架冲洗和吹除积水的目的，该方法操作流程简便，格架冲洗和吹除积水操作使用同一装置即可完成，工作效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的水上洗吹装置的立体示意图；

图2是本发明实施例提供的格架和第二喷嘴的平面剖视示意图；

图3是图2中A部的放大图；

图4是本发明实施例提供的格架和第二喷嘴的立体剖视示意图。

其中，图中各附图标记：

1：环形管道 2：第一管道

3：第二管道 4：喷嘴组件

41：第一喷嘴 42：第二喷嘴

40：出水孔 43：上喷嘴

44：下喷嘴 21：中间管筒

22：第一管筒 23：第二管筒

24：第一阀组件 25：第二阀组件

5：格架 50：容腔

51：螺纹孔 52：环形槽

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，为本发明提供的一较佳实施例。

本实施例提供的一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置，包括一悬吊的环形管道1、与环形管道1连通且用于将液体或气体输送至环形管道1内的第一管道2、与环形管道1连通且由环形管道1沿铅锤方向向下延伸设置的第二管道3以及设置在第二管道3上且用于将第二管道3内的液体或气体向外喷出的喷嘴组件4；其中，环形管道1可水平悬吊至一预设高度，该预设高度可根据实际情况进行设定，此处不作唯一限定；上述提及的液体可选为SED除盐水(即核岛除盐水分配系统所使用的除盐水)，气体可为压缩空气，输送液体和气体的动力源可分别选为水泵和空气压缩机，此处不作唯一限定；第一管道2与环形管道1的连接位置可位于环形管道1的上方，第二管道3与环形管道1的连接位置可位于环形管道1的下方，当然第一管道2和第二管道3也可连通设置在环形管道1的其他位置，具体此处不作唯一限定；同时，各管道之间的连接方式以及第二管道3与喷嘴组件4之间的连接方式，此处亦不作唯一限定。

通过将液体或气体由第一管道2输送至所述环形管道1内，液体或气体将在压力作用下经由环形管道1进入竖直向下延伸设置的第二管道3，进而通过设置在第二管道3上的喷嘴组件4向外喷射，以实现冲洗或吹除积水的目的；该装置集水上冲洗与积水吹除功能于一体，即为水气两用装置，不仅能够有效地对旧格架进行冲洗以降低其放射性，同时可使得冲洗后的格架被快速晾干，大大提高了乏燃料水池扩容效率，且结构简单易操作，制造成本较低。

进一步地，喷嘴组件4包括设置在第二管道3外壁上的第一喷嘴41和设置在第二管道3底部出水口处的第二喷嘴42，如图1所示，第二管道3的入水口连接在环形管道1上，出水口竖直朝下设置；在本实施例中，请参阅图2至图4，由于待冲洗的格架5具有多个一侧开口的用于容置乏燃料的容腔50，容腔50底面中心处形成有螺纹孔51，而底面在螺纹孔51周边通常形成有环形槽52，当乏燃料从容腔50中取出后，上述螺纹孔51、环形槽52及容腔50侧壁的放射性相对其他位置偏高，因而上述位置应作为重点清污对象；冲洗或吹除污物操作时，将本实施例中的第二喷嘴42伸入容腔50底面中心的螺纹孔51内，在水压或气压的作用下，污物将从第二喷嘴42出水口与螺纹孔51内壁的间隙中被压出，从而实现对螺纹孔51内污物的清理。

在本实施例中，请继续参阅图1，第一喷嘴41可为倒圆锥式或倒圆台式喷嘴，该倒圆锥式或倒圆台式喷嘴有助于液体或气体朝外喷射，避免喷射时喷嘴组件4对液体或气体流向产生干涉，且结构简单易加工，可实现工业化生产，当然喷嘴组件4也可为圆柱式或长方体式，此处不作唯一限定；通过将第一喷嘴41与第二管道3同轴设置，一方面便于二者的装配，另一方面，可使得第一喷嘴41向外喷射液体或气体时，反作用在第二管道3上的作用力可互相平衡抵消，以避免第一喷嘴41工作时第二管道3因受其影响而晃动幅度较大，进而使得喷嘴4洗吹位置偏离的问题，因此，该设置方式提升了第二管道3与第一喷嘴41在进行洗吹操作时的动态平稳性，减小了工作偏差。

具体地，第一喷嘴41的侧壁上沿圆周方向等间距间隔开设有多个出水孔40，多个可为2～10，也可为其他，此处不作唯一限定；同样地，该出水孔40的设置方式有助于使得第一喷嘴41向外喷射液体或气体时，反作用在第二管道3上的作用力可互相平衡抵消，从而提升第二管道3与第一喷嘴41的工作稳定性；同时，该第一喷嘴41可沿圆周方向对格架5容腔50内的环形槽52及容腔50侧壁进行充分的清洗和积水吹除，该结构提高了冲洗效率，能够有效地降低格架放射性。

在本发明的一个实施例中，第二管道3为多个，每个第二管道3上的第一喷嘴41均为至少一个；具体地，第二管道3为四个，四个第二管道3等间距间隔设置在环形管道1下方，通过设置多个第二管道3和多个第一喷嘴41，可使得该水上洗吹装置可同时清理多个格架5容腔50，提升了工作效率；需要说明的是，第二管道3和每个第二管道3上的第一喷嘴41数量也可为其他，此处不作唯一限定。

进一步地，请参阅图1至图4，在本实施例中，每个第二管道3上的第一喷嘴41均为两个，两个第一喷嘴41分为靠近环形管道1设置的上喷嘴43及靠近第二喷嘴42设置的下喷嘴44，即为了更有效地清除格架5容腔50内的环形槽52及容腔50侧壁上的污物，通过设置靠近环形管道1的上喷嘴43，以实现对容腔50侧壁由上到下的充分清洗；通过设置靠近第二喷嘴42的下喷嘴44，以实现对容腔50底面环形槽52的充分清洗；该结构能够有效地降低格架放射性，提升洗吹效率。

进一步地，请继续参阅图1，四个第二管道3上的上喷嘴43轴截面尺寸相同且底部齐平设置；四个第二管道3上的下喷嘴44轴截面尺寸相同且底部齐平设置；该结构可使得在水上洗吹装置工作时，第二管道3作用在环形管道1上的作用力基本相同，从而保证整个装置的工作稳定性。

如图1所示，在本实施例中，第一管道2包括连接在环形管道1上的中间管筒21以及分别与中间管筒21连通设置的第一管筒22和第二管筒23，第一管筒22上设置有第一阀组件24，第二管筒23上设置有第二阀组件25；这样，当格架5需要进行水上清洗时，第一阀组件24可处于开启状态，第二阀组件25处于关闭状态，这时SED除盐水可从第一管筒22流入经中间管筒21输送至环形管道1，从而对格架5进行清洗，清洗完毕后，为避免清洗水在格架5运输过程中溅落造成玷污，需对其进行风干；此时，只需关闭第一阀组件24，打开第二阀组件25使得压缩空气从第二管筒23流入经中间管筒21输送至环形管道1内，操作简单，工作效率高。

与现有技术对比，本发明提出的一种水上洗吹方法，包括如下步骤：提供一格架5，格架5具有一侧开口的容腔50；将上述喷嘴组件4由开口伸入容腔50；向第一管道2注入液体，对容腔50进行冲洗操作；停止向第一管道2注入液体；向第一管道2注入气体，对容腔50进行吹除操作；停止向第一管道2注入气体；将喷嘴组件4从容腔50中取出，从而完成该格架5冲洗和吹除积水的目的，该方法操作流程简便，格架冲洗和吹除积水操作使用同一装置即可完成，工作效率高。

需要说明的是，在上述水上洗吹方法中，停止向第一管道2注入液体和向第一管道2注入气体，对容腔50进行吹除操作之间，可包括调整喷嘴组件4位置，以使其在预设的位置处进行积水吹除操作，这样，有助于实现格架5容腔50的快速风干，提升积水吹除效率，同时，若清洗过后喷嘴组件4位置偏移严重，在吹除时极易因高压气流的影响而与格架5腔壁或腔底发生碰撞，造成喷嘴组件4、第二管道3或格架5等构件的损坏，因而，上述操作可降低水上洗吹装置的受损率，提高其使用寿命，且避免了操作事故的发生。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹装置，其特征在于，包括一悬吊的环形管道、与所述环形管道连通且用于将流体输送至所述环形管道内的第一管道、供流体喷出的喷嘴组件以及连接在所述环形管道与所述喷嘴组件之间并分别与二者连通的第二管道，所述第二管道从所述环形管道的表面沿铅垂方向向下延伸至所述喷嘴组件。

2.根据权利要求1所述的水上洗吹装置，其特征在于：所述喷嘴组件包括设置在所述第二管道外壁上的第一喷嘴和设置在所述第二管道底部出水口处的第二喷嘴。

3.根据权利要求2所述的水上洗吹装置，其特征在于：所述第一喷嘴为倒圆锥式或倒圆台式喷嘴。

4.根据权利要求3所述的水上洗吹装置，其特征在于：所述第一喷嘴与所述第二管道同轴设置。

5.根据权利要求4所述的水上洗吹装置，其特征在于：所述第一喷嘴的侧壁上沿圆周方向等间距间隔开设有多个出水孔。

6.根据权利要求2～5任一项所述的水上洗吹装置，其特征在于：所述第二管道为多个，每个所述第二管道上设置有至少一个所述第一喷嘴。

7.根据权利要求6所述的水上洗吹装置，其特征在于：所述第二管道的数量为四个，四个所述第二管道等间距间隔设置在所述环形管道下方。

8.根据权利要求7所述的水上洗吹装置，其特征在于：每个所述第二管道上的第一喷嘴的数量均为两个，两个所述第一喷嘴分为靠近所述环形管道设置的上喷嘴及靠近所述第二喷嘴设置的下喷嘴。

9.根据权利要求8所述的水上洗吹装置，其特征在于：四个所述第二管道上的上喷嘴的轴截面尺寸相同且底部齐平。

10.根据权利要求8所述的水上洗吹装置，其特征在于：四个所述第二管道上的下喷嘴的轴截面尺寸相同且底部齐平。

11.根据权利要求7～10任一项所述的水上洗吹装置，其特征在于：所述第一管道包括连接在所述环形管道上的中间管筒以及分别与所述中间管筒连通设置的第一管筒和第二管筒，所述第一管筒上设置有第一阀组件，所述第二管筒上设置有第二阀组件。

12.一种用于乏燃料水池扩容的水上洗吹方法，包括如下步骤：

提供一格架，所述格架具有一侧开口的容腔；

将如权利要求1～11任一项所述的喷嘴组件由所述开口伸入所述容腔；

向所述第一管道注入液体，对所述容腔进行冲洗操作；

停止向所述第一管道注入液体；

向所述第一管道注入气体，对所述容腔进行吹除操作；

停止向所述第一管道注入气体；以及

将所述喷嘴组件从所述容腔中取出。