CN111330906A - 清洗工艺 - Google Patents

Abstract

一种清洗工艺，包括：将待清洗设备密封输运至第一清洗室；向第一清洗室添加第一清洗剂，加热第一清洗室，使污染物从所待清洗设备上脱附；从第一清洗室回收第一清洗剂和待清洗设备的污染物；向第二清洗室添加第二清洗剂清洗待清洗设备，去除残留污染物和第一清洗剂；用第三清洗剂清洗待清洗设备，去除残留的第一清洗剂和第二清洗剂。

Description

清洗工艺

技术领域

本发明的实施例涉及反应堆设备清洗技术领域，具体涉及一种清洗工艺。

背景技术

在核技术领域，金属钠可被用作冷却剂和导热剂，因此会产生大量的粘钠设备，例如，充钠装置中的储罐、连接件、阀门、管道等，以及钠回路系统中的主要组成部分各种钠阀和钠管道。上述设备在使用之后需要经过清洗除钠的过程再进行保存，以便消除由于钠在空气中的氧化反应造成的安全隐患。

目前对粘钠设备的清洗方法有基于钠与水反应的水清洗法、基于氮气气氛下的钠与水蒸汽反应的水蒸汽清洗法、基于氮气和二氧化碳作为载气的水雾与钠反应的水雾清洗法、基于高温真空环境下钠蒸馏的真空蒸馏法、基于真空环境下水和钠反应的真空清洗法等。现有技术提供的方法需要钠参与反应或者需要制备真空环境，针对粘钠量较大的设备以及大型的粘钠设备，大量的钠参与反应会增加反应速率的控制难度，增加安全隐患，并且针对大型设备的清洗过程制备真空清洗环境是具有一定难度的。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种清洗工艺用于清洗粘钠设备，以解决上述现有技术中存在的问题的至少一个方面。

一种清洗工艺，包括：将待清洗设备密封输运至第一清洗室；向第一清洗室添加第一清洗剂，加热第一清洗室，使污染物从待清洗设备上脱附；从第一清洗室回收第一清洗剂和待清洗设备的污染物；向第二清洗室添加第二清洗剂清洗待清洗设备，去除残留污染物和第一清洗剂；用第三清洗剂清洗待清洗设备，去除残留的第一清洗剂和第二清洗剂。

在一些实施例中，第一清洗剂采用矿物油，第二清洗剂采用液态醇类化合物，第三清洗剂采用挥发性有机溶剂。

在一些实施例中，在前述密封输运步骤中，采用隔离室进行密封输运待清洗设备，隔离室设置第一清洗剂，第一清洗剂覆盖待清洗设备。

在一些实施例中，用隔离室将待清洗设备输运至第一清洗室的步骤包括：拆解和/或切割待清洗设备，使待清洗设备表面可以被第一清洗剂均匀覆盖；密封隔离室，使待清洗设备与空气隔离；将待清洗设备输运至第一清洗室。

在一些实施例中，第一清洗室的第一清洗剂浸没待清洗设备。

在一些实施例中，第一清洗室被配置为可以驱动待清洗设备在第一清洗剂液面下方沿预设方向运动。

在一些实施例中，预设方向为沿水平方向的往复和/或沿竖直方向的往复。

在一些实施例中，第一清洗室被配置为开设清洗剂出口和污染物出口，清洗剂出口在竖直方向上高于污染物出口。

在一些实施例中，从第一清洗室回收第一清洗剂和待清洗设备的污染物的步骤包括：关闭污染物出口，打开清洗剂出口，收集第一清洗剂，当第一清洗室内的第一清洗剂排放至预设液面时，关闭清洗剂出口；打开污染物出口，收集污染物，当第一清洗室内的污染物完全排放时，关闭污染物出口，停止收集；打开污染物出口，收集残留的第一清洗剂。

在一些实施例中，第二清洗室内的第二清洗剂完全浸没待清洗设备。

本发明的清洗工艺可以实现对粘钠量较大的待清洗设备在常压环境下的充分清洗，同时降低清洗过程中钠参与化学反应造成的消耗以及由于化学反应产生氢气带来的安全隐患，并且实现对液态钠的回收。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

本发明的实施方式提供一种清洗工艺，在具有至少一个第一清洗室和一个第二清洗室的清洗区域中执行。第一清洗室和第二清洗室可以采用具有待清洗设备容置空间的开放性装置，如清洗槽等。

第一步骤中，将待清洗设备密封输运至第一清洗室。待清洗设备可以是钠阀、钠管道等粘钠设备。密封输运过程可以采用抽真空、物理隔离等方式。待清洗设备需要在隔离空气的条件下从施工场所被输运到第一清洗室，避免在输运过程中待清洗设备表面的污染物(如钠及其氧化物)与空气中的活性气体(如氧气)发生化学反应，增加清洗难度。

第二步骤中，向第一清洗室添加第一清洗剂，加热第一清洗室，使污染物从待清洗设备上脱附。液态的第一清洗剂形成均匀导热介质，使第一清洗室内保持稳定的升温速率(如15℃/h～30℃/h)，并使第一清洗室内维持在预设温度(如不小于120℃)至污染物全部熔化，控制待清洗设备表面污染物的熔化速度，使污染物均匀熔化并从待清洗设备上脱离。需要指出的是，加热过程可以采用具有电加热丝、测温单元和温控单元的加热系统实现。

第三步骤中，从第一清洗室回收第一清洗剂和待清洗设备的污染物。该步骤需要至少一个清洗剂回收装置和一个污染物回收装置辅助执行，上述回收装置可以采用具有密封功能的回收罐、回收箱等。在第一清洗室内的清洗过程结束后，液态的污染物从待清洗设备上脱离并聚集在第一清洗室的底部位于第一清洗剂层下方，依次连通第一清洗室和回收装置实现第一清洗剂和污染物的回收。

第四步骤中向第二清洗室添加第二清洗剂，去除待清洗设备的残留污染物和第一清洗剂。在第二清洗室中，通过第二清洗剂参与化学反应去除残留的污染物，并冲洗去除第一清洗剂，完成进一步的清洁。第二清洗剂采用可与污染物(如残留的钠)发生化学反应的有机溶剂，如无水乙醇等。

第五步骤中用第三清洗剂清洗待清洗设备，去除残留的第一清洗剂和第二清洗剂。第三清洗剂可采用挥发性好的有机溶剂，如丙酮等，在去除残留的第一清洗剂和第二清洗剂之后，第三清洗剂完全挥发实现彻底清洁。

根据本发明的实施例，第一清洗剂采用矿物油，第二清洗剂采用液态醇类化合物，第三清洗剂采用挥发性有机溶剂。考虑到第一清洗剂作为隔离剂为待清洗设备营造隔离环境，作为导热剂均匀传导热量，作为洗涤剂冲刷待清洗设备使污染物脱附，可以采用高闪点(如闪点温度不低于230℃)、低密度(如小于0.968g/cm³)矿物油，如石蜡油；第二清洗剂去除微量的残留污染物和第一清洗剂，采用液态醇类化合物，如甲醇、无水乙醇、丙醇、丁氧基乙醇、乙醇和丁醇混合物等，可以去除钠并溶解待清洗设备表面残留的第一清洗剂石蜡油；第三清洗剂实现待清洗设备的彻底清洁，采用挥发性有机溶剂，如丙酮，可以有效擦除设备表面残留的石蜡油和乙醇并自行挥发。

根据本发明的实施例，在前述密封输运步骤中，采用隔离室进行密封输运待清洗设备，隔离室设置第一清洗剂，第一清洗剂覆盖待清洗设备。该步骤通过至少一个隔离室实现，隔离室可以采用具有密封功能的壳体装置，在密封之前，可以采用涂抹的形式使第一清洗剂(如石蜡油)覆盖待清洗设备表面的污染物，使其与空气隔离，降低输运过程中污染物参与化学反应的几率。

根据本发明的实施例，用隔离室将待清洗设备输运至第一清洗室的步骤包括：拆解和/或切割待清洗设备，使待清洗设备表面可以被第一清洗剂均匀覆盖；密封隔离室，使待清洗设备与空气隔离；将待清洗设备输运至第一清洗室。对具有复杂机械机构的待清洗设备，如钠回路中的钠阀等设备，通针对多部件的拆卸使结构简化，通过切割使类似拐角等复杂结构处积存的大量污染物尽可能的暴露，并在清洗过程中和第一清洗剂充分的接触，实现对污染物的彻底去除。

根据本发明的实施例，第一清洗室的第一清洗剂浸没待清洗设备。将待清洗设备完全浸泡在第一清洗剂形成的液态隔离环境中直至污染物全部脱离，一方面可以更充分的使设备上的污染物与第一清洗剂接触，实现均匀导热，另一方面完全避免了污染物与空气的反应，使清洗过程更加安全。

根据本发明的实施例，第一清洗室被配置为可以驱动待清洗设备在第一清洗剂液面下方沿预设方向运动。第一清洗室可以通过配置机械臂等动力装置驱动待清洗设备的运动，利用第一清洗剂的相对流动冲刷污染物，使其从待清洗设备脱附。

根据本发明的实施例，预设方向为沿水平方向的往复和/或沿竖直方向的往复。对大型的待清洗设备，可以采用机械臂夹持待清洗设备并驱动使其实现简单的往复运动，以提高清洗效率。

根据本发明的实施例，第一清洗室被配置为开设清洗剂出口和污染物出口，清洗剂出口在竖直方向上高于污染物出口。第一清洗室可以采用具有待清洗设备容置空间的开放性装置，如清洗槽，清洗槽底部开设污染物出口，清洗槽侧壁开设清洗剂出口，第一清洗剂密度小于污染物，在清洗槽底部会形成分层的沉积物，采用具有高度差的排出口，便于回收过程中分离第一清洗剂和污染物。

根据本发明的实施例，从第一清洗室回收第一清洗剂和待清洗设备的污染物的步骤，需要具有密封功能的至少一个清洗剂回收装置和一个污染物回收装置执行，第一清洗室采用底部开设污染物出口、侧壁开设清洗剂出口的清洗槽。步骤关闭污染物出口，打开清洗剂出口，收集第一清洗剂，当第一清洗室内的第一清洗剂排放至预设液面时，关闭清洗剂出口。在收集第一清洗剂的过程中，关闭污染物出口，连接清洗剂回收装置和第一清洗室的清洗剂出口，当第一清洗室内的剩余第一清洗剂到达污染物的临界液面时，停止收集第一清洗剂，使剩余的第一清洗剂形成的隔离层至少完全覆盖污染物液面，使污染物层与空气隔离。步骤打开污染物出口，收集污染物，当第一清洗室内的污染物完全排放时，关闭污染物出口，停止收集。连接污染物回收装置与第一清洗室的污染物出口，污染物通过重力作用完全回收至污染物回收装置时，停止收集，使第一清洗室内仅留存第一清洗剂。步骤打开污染物出口，收集残留的第一清洗剂。连接第一清洗室的污染物出口和清洗剂回收装置，回收剩余的第一清洗剂。通过上述步骤，可以实现污染物的安全回收，以及污染物和第一清洗剂的分离。

根据本发明的实施例，第二清洗室内的第二清洗剂完全浸没待清洗设备。将待清洗设备完全浸没在第二清洗剂中并持续一段时间(如不少于48h)，使待清洗设备上残留的污染物充分参与反应，使第二清洗剂充分溶解。

实施例1

以大口径钠阀(DN300)为例，对本发明的一种清洗工艺进一步说明。

将大口径钠阀从钠回路中拆卸后，通过进一步拆卸及切割使大口径钠阀的粘钠部分完全暴露；将经上述步骤处理的大口径钠阀置于隔离室中，并用第一清洗剂石蜡油覆盖大口径钠阀表面粘钠的部分，使钠与空气隔离；密封隔离室，并将大口径钠阀送达第一清洗室。

在第一清洗室内加入第一清洗剂石蜡油，使石蜡油完全浸没大口径钠阀，通过电加热丝提升第一清洗室的温度，通过测温单元反馈温度，通过控制单元调节，使第一清洗室的升温速率控制在15℃/h～30℃/h，并使温度维持在120℃，直至大口径钠阀表面的钠全部熔化并脱离。通过操作机械臂夹持大口径钠阀并使其在石蜡油液面之下移动，可以加速清洗过程，并使钠充分熔化。

第一清洗室底部开设污染物出口，侧壁开设清洗剂出口。由于石蜡油的密度小于钠的密度，溶化后的液态钠层位于石蜡油层下方。清洗剂出口连接清洗剂回收装置回收石蜡油，使剩余的石蜡油至少可以覆盖液态钠层时停止。连接污染物出口和污染物回收装置，使液态钠通过重力作用进入污染物回收装置，石蜡油由于密度小于钠，因此在液态钠完全回收后仅剩余石蜡油在第一清洗室底部。连接污染物出口和清洗剂回收装置，回收剩余的石蜡油。完成回收后，密封保存清洗剂回收装置和污染物回收装置。

从第一清洗室将大口径钠阀转移至第二清洗室，添加第二清洗剂无水乙醇至完全浸没大口径钠阀，使用无水乙醇浸泡大口径钠阀至少48h，直至大口径钠阀表面残留的钠去除，同时溶解大口径钠阀表面的残留第一清洗剂石蜡油。

使用第三清洗剂丙酮擦拭经无水乙醇浸泡后的大口径钠阀表面，去除残留的第一清洗剂石蜡油和第二清洗剂无水乙醇。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种清洗工艺，其特征在于，包括：

将待清洗设备密封输运至第一清洗室；

向所述第一清洗室添加第一清洗剂，加热所述第一清洗室，使污染物从所述待清洗设备上脱附；

从所述第一清洗室回收所述第一清洗剂和所述待清洗设备的污染物；

向所述第二清洗室添加第二清洗剂清洗所述待清洗设备，去除残留污染物和所述第一清洗剂；

用第三清洗剂清洗所述待清洗设备，去除残留的所述第一清洗剂和所述第二清洗剂。

2.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：所述第一清洗剂采用矿物油，所述第二清洗剂采用液态醇类化合物，所述第三清洗剂采用挥发性有机溶剂。

3.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于：在前述密封输运的步骤中，采用隔离室进行密封输运所述待清洗设备，所述隔离室设置所述第一清洗剂，所述第一清洗剂覆盖所述待清洗设备。

4.根据权利要求3所述的工艺，其特征在于：用所述隔离室将待清洗设备输运至第一清洗室的步骤包括：

拆解和/或切割所述待清洗设备，使所述待清洗设备表面可以被所述第一清洗剂均匀覆盖；

密封所述隔离室，使所述待清洗设备与空气隔离；

将所述待清洗设备输运至所述第一清洗室。

5.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第一清洗室的所述第一清洗剂浸没所述待清洗设备。

6.根据权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述第一清洗室被配置为可以驱动所述待清洗设备在所述第一清洗剂液面下方沿预设方向运动。

7.根据权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述预设方向为沿水平方向的往复和/或沿竖直方向的往复。

8.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第一清洗室被配置为开设清洗剂出口和污染物出口，所述清洗剂出口在竖直方向上高于所述污染物出口。

9.根据权利要求8所述的工艺，其特征在于，从所述第一清洗室回收所述第一清洗剂和所述待清洗设备的污染物的步骤包括：

关闭所述第一清洗室的污染物出口，打开所述第一清洗室的清洗剂出口，收集所述第一清洗剂，当所述第一清洗室内的所述第一清洗剂排放至预设液面时，关闭所述清洗剂出口；

打开所述污染物出口，收集所述污染物，当所述第一清洗室内的污染物完全排放时，关闭污染物出口，停止收集；

打开所述污染物出口，收集残留的所述第一清洗剂。

10.根据权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述第二清洗室内的所述第二清洗剂完全浸没所述待清洗设备。