CN111883273A - 高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统及工艺，隔离系统包括气氛隔离间、平台和贮存容器，所述气氛隔离间可拆卸式安装在压力容器顶盖上，待拆卸的吸收球停堆系统置于气氛隔离间内，气氛隔离间上设置有进气口和排气口，进气口和排气口用于向气氛隔离间内补充氦气，气氛隔离间的顶部设置有环形吊车，气氛隔离间的侧壁上设置有过渡舱，过渡舱用于连通气氛隔离间和外部空间，气氛隔离间的内壁上设置有生命支持系统和照明系统，平台可拆卸式安装在压力容器顶盖，所述贮存容器放置在平台上。本发明不仅能够避免拆装吸收球停堆系统过程中空气进入反应堆内破坏内部的氦气气氛，同时能够解决现有采用隔离膜密封导致易破损的问题。

Description

高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统及工艺

技术领域

本发明涉及核电站高温气冷堆主设备的拆装技术领域，具体涉及高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统及工艺。

背景技术

吸收球停堆系统是高温气冷堆的一个关键系统，其作为第二套反应性控制系统，起到辅助停堆作用，与控制棒系统同时使用可使反应堆达到更低温度的冷停堆状态。吸收球停堆系统位于反应堆压力容器的顶盖上，一共有六套，在压力容器顶盖上成环形布置。

吸收球停堆系统的检修是一项重要的工作，在对吸收球停堆系统进行检修之前，需要对吸收球停堆系统进行拆卸，将其吊运至具备检修的场地进行检修，待检修完毕后，再对其进行复装，来保证高温气冷堆的正常运行。

由于高温气冷堆的冷却剂是氦气，在拆卸及复装吸收球停堆系统时，不允许有空气进入反应堆内以免破坏内部的氦气气氛，从而影响反应堆的正常运行。

因此，在拆装吸收球停堆系统过程中需要设计隔离系统，避免空气进入反应堆内以免破坏内部的氦气气氛，专利(申请号：201310641701.9)公开了一种用于将氦气循环风机和蒸汽发生器分离的工艺方法。见附图1。该专利采用隔离膜301来实施气密封，防止外界空气进入反应堆内部。在分离主氦风机42和蒸汽发生器32时，需要先将隔离膜301将二者进行密封，当主氦风机42吊起一定高度时，然后将隔离膜的中间用第一密封夹305和第二密封夹306将其隔断密封，然后再将第一密封夹305和第二密封夹306之间的隔离膜剪断，这样主氦风机42与蒸汽发生器32之间实现了分离。该方法在实际操作过程中，容易造成隔离膜的破损，造成空气进入反应堆内，而且在复装过程中，需要用到两个隔离膜加上一个密封气囊，操作复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统及工艺，不仅能够避免拆装吸收球停堆系统过程中空气进入反应堆内破坏内部的氦气气氛，同时能够解决现有采用隔离膜密封导致易破损的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，包括气氛隔离间、平台和贮存容器，所述气氛隔离间可拆卸式安装在压力容器顶盖上，所述气氛隔离间的顶部可拆卸式设置有顶盖，所述气氛隔离间与压力容器顶盖之间形成封闭腔体，待拆卸的吸收球停堆系统置于封闭腔体内，所述气氛隔离间上设置有进气口和排气口，所述进气口用于向气氛隔离间内补充氦气，排气口用来排出空气或者排出空气与氦气的混合物，所述气氛隔离间的顶部设置有环形吊车，所述气氛隔离间的侧壁上设置有过渡舱，所述过渡舱用于连通气氛隔离间和外部空间，所述气氛隔离间的内壁上设置有生命支持系统和照明系统，所述平台可拆卸式安装在压力容器顶盖，所述贮存容器放置在平台上。

本发明的吸收球停堆系统的拆装工艺在气氛隔离间中保持高纯度氦气，同时由于过渡舱的设计不会导致人员进出气氛隔离间时破坏内部氦气气氛，总体上可以有效保证空气不进入反应堆系统内，确保反应堆运行时的安全；环形吊车的设计，能够减少人员劳动强度；生命支持系统可以为人员的安全提供有效保障。

本发明在操作过程中不会和气氛隔离间接触，不会损坏气氛隔离系统，不会破坏气氛氛围，造成泄漏；复装过程简单易操作，不会因操作失误导致空气进入系统内部。

综上，本发明通过设置气氛隔离间，该气氛隔离间与进气口和排气口形成隔离系统，用于维持氦气氛围，确保拆装过程中空气不会进入反应堆内破坏内部的氦气气氛；同时，气氛隔离间与现有隔离膜密封相比，在操作过程中不会和气氛隔离间接触，不会损坏气氛隔离系统，不会破坏气氛氛围，造成泄漏。

进一步地，气氛隔离间的内壁上还设置监测系统，所述监测系统包括压力传感器、温度传感器、辐照剂量探测模块和氦气浓度探测模块，分别用于探测气氛隔离间内的气压、温度、辐照剂量浓度和氦气浓度。

进一步地，生命支持系统包括氧气供应管路和氧气面罩，所述照明系统包括照明灯具。

进一步地，气氛隔离间的内壁上设置有与过渡舱配合的移动车。

进一步地，贮存容器包括相互配合的容器体和容器盖，所述容器体和容器盖上分别设置有第一吊耳和第二吊耳。

进一步地，容器体和容器盖上均可拆卸额式设置有屏蔽材料。

进一步地，容器体包括2个长侧板、2个短侧板和一个内套，2个长侧板和2个短侧板围成矩形边框，所述内套设置在矩形边框内侧，内套与矩形边框之间形成用于放置屏蔽材料的环形空腔。

进一步地，容器盖包括上盖板和下盖板，所述上盖板和下盖板之间形成用于放置屏蔽材料的空腔。

进一步地，气氛隔离间的外壁上设置有连接板，所述连接板能够可拆卸式固定在压力容器舱室的墙体上。

一种基于高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统的拆装工艺，包括以下步骤：

S1、在压力容器顶盖上搭建平台；

S2、将贮存容器置于平台上，

S3、将气氛隔离间安装在压力容器顶盖上；

S4、向气氛隔离间内充入氦气至所需浓度，并保持微正压约50Pa；

S5、人员通过过渡舱以达到平台；

S6、采用模块式拆卸式方法拆除吸收球停堆系统，将吸收球停堆系统拆分为贯穿件座及相关部件、吸收球驱动壳及相关部件和步进电机及相关部件；

S7、采用环形吊车将贯穿件座及相关部件、吸收球驱动壳及相关部件和步进电机及相关部件吊装入贮存容器；

S8、将吸收球停堆系统未拆卸的部分用柔性隔离膜进行包扎密封；

S9、打开气氛隔离间的顶盖，用外部吊车将贮存容器吊出气氛隔离间进行检修；

S10、拆卸下来的吸收球停堆系统的部件检修完毕后用外部吊车将贮存容器吊入气氛隔离间；

S11、安装气氛隔离间的顶盖，向气氛隔离间内充入氦气至所需浓度，并保持微正压约50Pa；

S12、解除未拆卸部件的密封膜，复装吸收球停堆系统的部件；

S13、依次拆卸气氛隔离间、平台。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明可以有效解决吸收球停堆系统拆卸时空气容易进入反应堆回路这一问题；气氛隔离间的设计，能够有效保证高纯度的氦气气氛，同时为操作人员的进出提供便利。

2、本发明模块式拆装法，能够降低操作人员的劳动强度，减少人员辐射剂量。

3、本发明在操作过程中不会和气氛隔离间接触，不会损坏气氛隔离系统，不会破坏气氛氛围，造成泄漏；复装过程简单易操作，不会因操作失误导致空气进入系统内部。

4、本发明可贮存容器能够根据吸收球停堆系统的剂量率水平加装不同厚度的屏蔽板，加装屏蔽板操作简单，加装屏蔽后可减少人员辐照剂量。

附图说明

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

图1为现有隔离系统的结构示意图；

图2为本发明所述隔离系统与压力容器舱室配合的示意图；

图3为本发明所述隔离系统的结构示意图；

图4为贯穿件座及相关部件结构图；

图5为吸收球驱动壳及相关部件结构图；

图6为步进电机及相关部件结构图；

图7为屏蔽容器的结构图；

图8为容器体的剖面图；

图9为容器体俯视图；

图10为容器盖剖面图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-进气口，2-排气口，3-环形吊车，4-过渡舱，5-移动车，6-生命支持系统，7-照明系统，8-监测系统，9-气氛隔离间，10-吸收球停堆系统，11-压力容器顶盖，12-压力容器，13-压力容器舱室，14-平台，91-连接板，20-贮存容器，21-容器盖，22-容器体，23-第一吊耳，24-内套，25-底板，26-短侧板，27-长侧板，28-第二吊耳，29-上盖板，30-下盖板，32-蒸汽发生器，42-主氦风机，301-隔离膜，305-第一密封夹，306-第二密封夹。

具体实施方式

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

实施例1：

如图2-图3所示，高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，包括气氛隔离间9、平台14和贮存容器20，所述气氛隔离间9可拆卸式安装在压力容器顶盖11上，压力容器顶盖11设置在压力容器12的顶部，所述气氛隔离间9的顶部可拆卸式设置有顶盖，所述气氛隔离间9与压力容器顶盖11之间形成封闭腔体，待拆卸的吸收球停堆系统10置于封闭腔体内，所述气氛隔离间9上设置有进气口1和排气口2，所述进气口1和排气口2分别设置在气氛隔离间9的顶部和底部，进气口1用来充入氦气，排气口2用来排出空气或者排出空气与氦气的混合物，所述气氛隔离间9的顶部设置有环形吊车3，环形吊车3用来对吸收球停堆系统10的部件进行起吊，所述气氛隔离间9的侧壁上设置有过渡舱4，所述过渡舱4用于连通气氛隔离间9和外部空间，过渡舱4是操作人员的进出口，当从外面进入过渡舱4时，需要将过渡舱4内置换成满足要求浓度的氦气，人员才可以从过渡舱4进入到气氛隔离系统内部，这样可以防止外界空气进入系统内，所述气氛隔离间9的内壁上设置有生命支持系统6和照明系统7，所述平台14可拆卸式安装在压力容器顶盖11，所述贮存容器20放置在平台14上；所述生命支持系统6包括氧气供应管路和氧气面罩，能够为操作人员提供氧气，所述照明系统7包括照明灯具，为气氛隔离间9内提供照明；所述贮存容器20包括相互配合的容器体22和容器盖21，所述容器体22和容器盖21上分别设置有第一吊耳23和第二吊耳28；所述第一吊耳23和第二吊耳28与外部吊车配合。

本实施例中，吸收球停堆系统10的拆装工艺在气氛隔离间9中保持高纯度氦气，同时由于过渡舱4的设计不会导致人员进出气氛隔离间9时破坏内部氦气气氛，总体上可以有效保证空气不进入反应堆系统内，确保反应堆运行时的安全。环形吊车3的设计，能够减少人员劳动强度；生命支持系统可以为人员的安全提供有效保障。

实施例2：

如图2-图3所示，本实施例基于实施例1，所述气氛隔离间9的内壁上还设置监测系统8，所述监测系统8包括压力传感器、温度传感器、辐照剂量探测模块和氦气浓度探测模块，分别用于探测气氛隔离间9内的气压、温度、辐照剂量浓度和氦气浓度；所述气氛隔离间9的内壁上设置有与过渡舱4配合的移动车5，移动车5可以将操作人员进行上下传送，便于操作人员在气氛隔离系统内的上下往来。

本实施例中，吸收球停堆系统10的拆装工艺中，人员上下的移动车5的设计，可以给人员在气氛隔离间9内部的上下提供便利。

实施例3：

如图2-图3、图7-图10所示，本实施例基于实施例1，所述容器体22包括2个长侧板27、2个短侧板26和一个内套24，2个长侧板27和2个短侧板26围成矩形边框，所述内套24设置在矩形边框内侧，内套24与矩形边框之间形成用于放置屏蔽材料的环形空腔，环形空腔厚度为100mm，此空腔内可以放置屏蔽板材，用来对容器内的放射性部件进行屏蔽；所述容器盖21包括上盖板29和下盖板30，所述上盖板29和下盖板30之间形成一个100mm厚度的空腔，此空腔的一侧留有进出口，可以放置屏蔽板材，用来对容器内的放射性部件进行屏蔽。

本实施例中，可以根据吸收球停堆系统10的实际辐照情况，加装最为合理的屏蔽层，防止贮存容器20周围的人员受到辐照。加装屏蔽层时，只需要将屏蔽层加工成合适大小的板型即可，加装屏蔽层操作简单方便。

实施例4：

如图2-图3所示，本实施例基于实施例1，所述气氛隔离间9的外壁上设置有连接板91，所述连接板91能够可拆卸式固定在压力容器舱室3的墙体上。

一种基于实施例1-实施例4任一项所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统的拆装工艺，包括以下步骤：

S1、在压力容器顶盖11上搭建平台14；

S2、将贮存容器20置于平台14上，

S3、将气氛隔离间9安装在压力容器顶盖11上；

S4、向气氛隔离间9内充入氦气至所需浓度，并保持微正压约50Pa；

S5、人员通过过渡舱4以达到平台14；

S6、采用模块式拆卸式方法拆除吸收球停堆系统10，将吸收球停堆系统10拆分为贯穿件座及相关部件、吸收球驱动壳及相关部件和步进电机及相关部件，分别如图4-图6所示；

S7、采用环形吊车3将贯穿件座及相关部件、吸收球驱动壳及相关部件和步进电机及相关部件吊装入贮存容器20；

S8、将吸收球停堆系统10未拆卸的部分用柔性隔离膜进行包扎密封；

S9、打开气氛隔离间9的顶盖，用外部吊车将贮存容器20吊出气氛隔离间9进行检修；

S10、拆卸下来的吸收球停堆系统10的部件检修完毕后用外部吊车将贮存容器20吊入气氛隔离间9；

S11、安装气氛隔离间9的顶盖，向气氛隔离间9内充入氦气至所需浓度，并保持微正压约50Pa；

S12、解除未拆卸部件的密封膜，复装吸收球停堆系统10的部件；

S13、依次拆卸气氛隔离间9、平台14。

本发明采用模块式拆装法，将吸收球停堆系统10所要检修的部分分成贯穿件座及相关部件、吸收球驱动壳及相关部件和步进电机及相关部件三个部分；该模块划分能够简化吸收球停堆系统的拆卸程序，可以减少人员在堆顶的操作时间，减少人员受到的辐照剂量。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、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，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，包括气氛隔离间(9)、平台(14)和贮存容器(20)，所述气氛隔离间(9)可拆卸式安装在压力容器顶盖(11)上，所述气氛隔离间(9)的顶部可拆卸式设置有顶盖，所述气氛隔离间(9)与压力容器顶盖(11)之间形成封闭腔体，待拆卸的吸收球停堆系统(10)置于封闭腔体内，所述气氛隔离间(9)上设置有进气口(1)和排气口(2)，所述进气口(1)用于向气氛隔离间(9)内补充氦气，排气口(2)用来排出空气或者排出空气与氦气的混合物，所述气氛隔离间(9)的顶部设置有环形吊车(3)，所述气氛隔离间(9)的侧壁上设置有过渡舱(4)，所述过渡舱(4)用于连通气氛隔离间(9)和外部空间，所述气氛隔离间(9)的内壁上设置有生命支持系统(6)和照明系统(7)，所述平台(14)可拆卸式安装在压力容器顶盖(11)，所述贮存容器(20)放置在平台(14)上。

2.根据权利要求1所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述气氛隔离间(9)的内壁上还设置监测系统(8)，所述监测系统(8)包括压力传感器、温度传感器、辐照剂量探测模块和氦气浓度探测模块，分别用于探测气氛隔离间(9)内的气压、温度、辐照剂量浓度和氦气浓度。

3.根据权利要求1所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述生命支持系统(6)包括氧气供应管路和氧气面罩，所述照明系统(7)包括照明灯具。

4.根据权利要求1所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述气氛隔离间(9)的内壁上设置有与过渡舱(4)配合的移动车(5)。

5.根据权利要求1所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述贮存容器(20)包括相互配合的容器体(22)和容器盖(21)，所述容器体(22)和容器盖(21)上分别设置有第一吊耳(23)和第二吊耳(28)。

6.根据权利要求5所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述容器体(22)和容器盖(21)上均可拆卸额式设置有屏蔽材料。

7.根据权利要求6所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述容器体(22)包括2个长侧板(27)、2个短侧板(26)和一个内套(24)，2个长侧板(27)和2个短侧板(26)围成矩形边框，所述内套(24)设置在矩形边框内侧，内套(24)与矩形边框之间形成用于放置屏蔽材料的环形空腔。

8.根据权利要求6所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述容器盖(21)包括上盖板(29)和下盖板(30)，所述上盖板(29)和下盖板(30)之间形成用于放置屏蔽材料的空腔。

9.根据权利要求1-8任一项所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统，其特征在于，所述气氛隔离间(9)的外壁上设置有连接板(91)，所述连接板(91)能够可拆卸式固定在压力容器舱室(3)的墙体上。

10.一种基于权利要求1-9任一项所述的高温气冷堆吸收球停堆系统拆装用的隔离系统的拆装工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在压力容器顶盖(11)上搭建平台(14)；

S2、将贮存容器(20)置于平台(14)上，

S3、将气氛隔离间(9)安装在压力容器顶盖(11)上；

S4、向气氛隔离间(9)内充入氦气至所需浓度，并保持微正压约50Pa；

S5、人员通过过渡舱(4)以达到平台(14)；

S6、采用模块式拆卸式方法拆除吸收球停堆系统(10)，将吸收球停堆系统(10)拆分为贯穿件座及相关部件、吸收球驱动壳及相关部件和步进电机及相关部件；

S7、采用环形吊车(3)将贯穿件座及相关部件、吸收球驱动壳及相关部件和步进电机及相关部件吊装入贮存容器(20)；

S8、将吸收球停堆系统(10)未拆卸的部分用柔性隔离膜进行包扎密封；

S9、打开气氛隔离间(9)的顶盖，用外部吊车将贮存容器(20)吊出气氛隔离间(9)进行检修；

S10、拆卸下来的吸收球停堆系统(10)的部件检修完毕后用外部吊车将贮存容器(20)吊入气氛隔离间(9)；

S11、安装气氛隔离间(9)的顶盖，向气氛隔离间(9)内充入氦气至所需浓度，并保持微正压约50Pa；

S12、解除未拆卸部件的密封膜，复装吸收球停堆系统(10)的部件；

S13、依次拆卸气氛隔离间(9)、平台(14)。

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