CN116206790B - 中子通量管处理装置和方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种中子通量管处理装置和方法，中子通量管处理装置包括了旧中子通量管移除组件和新中子通量管制备组件，而旧中子通量管移除组件包括：池体、移动组件、夹具、剪具、液压系统、转运存储容器和远端开启件。通过本申请实施例提供的中子通量管处理装置，使用夹具对堆芯中子通量管进行水下定位夹取，在旧中子通量管剪切、收集过程前对旧中子通量管进行了翻转，可有效降低高放射性废物的产生，能够实现远端开启和关闭转运存储容器，保证旧中子通量管的转运实施，中子通量管处理装置具有小型化、轻量化、易搬运、易使用等特性，装置通过试验优化，满足现场使用需求，利于现场工作人员操作。

Description

中子通量管处理装置和方法

技术领域

本申请实施例涉及核电技术领域，尤其涉及一种中子通量管处理装置和方法。

背景技术

压水堆核电厂反应堆中子通量管，是压水堆核电厂的关键设备之一，反应堆的大小不同中子通量管的长度、规格数量不等，常规堆型单台机组中子通量管的数量根据堆型不同而有所差异，一般在20～50根之间。中子通量管整体为一端封闭的仪表管，根据堆型不同，管段截面尺寸主要有两种不同规格8.6*1.7mm和7.5*1.15mm，内径5.2mm为堆芯核测系统中子通量的测量通道，中子通量管均匀分布在堆芯燃料组件通道中，贯穿燃料组件，并裸露在堆芯内。中子通量管是反应堆系统一回路压力边界之一，因为辐照脆化和流致振动导致的机械磨损会使其管壁减薄甚至破损，进而引起一回路冷却剂的泄漏局部区域污染。

以1000MWe核电厂为例，单台机组有50根中子通量管，长度为13～18米不等。从国内外经验反馈来看，因1000MWe核电厂一回路冷却剂装量大及热工水力特性复杂，中子通量管管壁发生磨损缺陷的概率随长时间运行逐渐提高。

其中常用的检修方法主要有移位、封堵及更换。当磨损减薄量小于65％一般采用缺陷位置移位的检修方案。当减薄量大于65％壁厚时进行的通道封堵，封堵后管段本体长度缩短，管段整体避开振动冲刷区域，当封堵后数量分布无法满足机组正常使用时，更换则是处理已封堵中子通量管的最终措施。

然而传统技术中对中子通量管进行更换，为了容纳更换后的中子通量管需要配备大容积的容纳装置，在完成切割的中子通量管投放到容纳装置之后转运压力大，不易于搬运，增加了中子通量管的更换难度和效率。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提供了一种中子通量管处理装置。

本发明的第二方面提供了一种中子通量管处理方法。

有鉴于此，根据本申请实施例的第一方面提出了一种中子通量管处理装置，包括：

旧中子通量管移除组件，所述旧中子通量管移除组件包括：池体、移动组件、夹具、剪具、转运存储容器和远端开启件，所述移动组件可移动地设置在所述池体的上方，所述夹具连接于所述移动组件，用于夹持待移除的旧中子通量管，所述剪具布置在所述转运存储容器的顶部，用于剪断旧中子通量管，转运存储容器设置在所述池体内，用于容纳剪断后的旧中子通量管，所述远端开启件用于在远端开启所述转运存储容器的盖体；

新中子通量管制备组件，所述新中子通量管制备组件用于加工和检测新中子通量管；

其中，所述池体上形成有台阶面，所述台阶面用于对通过夹具拆除的旧中子通量管进行翻转。

在一种可行的实施方式中，所述移动组件包括轨道和移动车，所述移动车可移动地设置在所述轨道上。

在一种可行的实施方式中，所述转运存储容器包括：容器本体和容器盖体，所述容器盖体可拆卸地连接于所述容器本体；

所述远端开启件包括：多个拼接管、柱销、开启件和吊环，每个所述拼接管上均设置有柱销，相邻两个拼接管通过所述柱销拼接以形成长杆件，所述吊环设置在所述长杆件的一端，所述开启件设置在所述长杆件的另一端，所述开启件用于拆卸或开启所述容器盖体；

所述夹具包括液压缸和连接于所述液压缸的夹头。

在一种可行的实施方式中，中子通量管处理装置还包括：

水下监控组件，所述水下监控组件包括升降杆、摄像头、正压压力传感器和警报器，所述摄像头设置在所述升降杆的端部，所述正压压力传感器设置在所述摄像头和/或所述升降杆内，所述警报器连接于所述正压压力传感器；

水下照明组件，所述水下照明组件用于设置在所述池体内；

液压动力系统，所述液压动力系统用于为所述夹具的升降提供动力，用于为所述夹具的夹持与放松提供动力，用于为所述剪具提供驱动力，所述液压动力系统的驱动介质为除盐水。

在一种可行的实施方式中，所述新中子通量管制备组件包括：

加工组件，所述加工组件用于对管体进行切割、坡口、余高加工；

焊缝检测装置，用于检测完成加工的新中子通量管的焊缝气密性；

保护套，所述保护套用于套设在所述新中子通量管上，所述保护套上开设有注气口。

在一种可行的实施方式中，中子通量管处理装置还包括：

重力清洗废液收集装置，所述重力清洗废液收集装置用于对中子通量管外部套管放射性杂质进行重力清洗，所述重力清洗废液收集装置包括：壳体、过滤器、废物沉积槽和溢流过滤口，所述壳体的顶部开设有入口，所述过滤器布置在所述入口的周侧，所述废物沉积槽布置在所述壳体的底部，所述溢流过滤口开设在所述壳体的中上部，所述壳体的外表面包覆有屏蔽材料或所述壳体由屏蔽材料制成。

根据本申请实施例的第二方面提出了一种中子通量管处理方法，应用于如上述任一技术方案所述的中子通量管处理装置，所述中子通量管处理方法包括：

通过所述旧中子通量管移除组件，拆除旧中子通量管；

通过所述新中子通量管制备组件，加工制备新中子通量管；

回装所述新中子通量管。

在一种可行的实施方式中，所述通过所述旧中子通量管移除组件，拆除旧中子通量管的步骤包括：

回推需要拆除的旧中子通量管；

通过所述夹具夹持所述旧中子通量管，将所述旧中子通量管设置在所述台阶面上；

更换夹具的夹持位置，以使所述旧中子通量管翻转；

通过所述剪具，对所述旧中子通量管的高放段进行分段剪切；

通过所述转运存储容器收集被剪切的高放段，将所述旧中子通量管的非高放段移除至所述池体之外。

在一种可行的实施方式中，所述通过所述新中子通量管制备组件，加工制备新中子通量管的步骤包括：

通过加工组件对管件进行测量、切割、坡口、端塞焊接、余高去除，获取新中子通量管；

通过焊缝检测装置新中子通量管的焊缝气密性，获取合格新中子通量管；

在所述合格新中子通量管上套设保护套，并在保护套内注入惰性气体。

在一种可行的实施方式中，所述回装所述新中子通量管的步骤包括：

通过重力清洗废液收集装置对中子通量管外部套管的放射性杂质进行重力清洗；

更换中子通量管密封段内的密封组件；

装配新中子通量管，并使中子通量管密封段内新的密封组件力矩紧固。

相比现有技术，本发明至少包括以下有益效果：

本申请实施例提供的中子通量管处理装置包括了旧中子通量管移除组件和新中子通量管制备组件，而旧中子通量管移除组件包括：池体、移动组件、夹具、剪具、转运存储容器和远端开启件，在使用过程中，旧中子通量管的拆除和新中子通量管的安装在液体中进行，液体可以灌注在池体之内，在旧中子通量管移除的过程中，回推需要拆除的旧中子通量管；通过夹具夹持所述旧中子通量管，通过移动组件带动夹具连同需要移除的旧中子通量管移动，将旧中子通量管设置在所述台阶面上；更换夹具的夹持位置以使旧中子通量管翻转；通过剪具，对所述旧中子通量管的高放段进行分段剪切；通过转运存储容器收集被剪切的高放段，将旧中子通量管的非高放段移除至所述池体之外，通过本申请实施例提供的中子通量管处理装置，使用专用夹具对堆芯中子通量管进行水下定位夹取，在旧中子通量管剪切、收集过程前对旧中子通量管进行了翻转，基于此转运存储容器只需要容纳高放段的旧中子通量管，而非高放段的旧中子通量管可以移除至池体之外，可有效降低高放射性废物的产生和处理远端开启件便于转运存储容器开启及关闭，保证旧中子通量管的转运实施，中子通量管处理装置具有小型化、轻量化、易搬运、易使用等特性，装置通过试验优化，满足现场使用需求，利于现场工作人员操作。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请提供的一种实施例的中子通量管处理装置的旧中子通量管移除组件的示意性结构图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为本申请提供的一种实施例的中子通量管处理装置的旧中子通量管移除组件的夹具的示意性结构图；

图4为本申请提供的一种实施例的中子通量管处理装置的新中子通量管制备组件的示意性结构图；

图5为本申请提供的一种实施例的中子通量管处理装置的重力清洗废液收集装置的示意性结构图；

图6为本申请提供的一种实施例的中子通量管处理装置的保护套安装状态的示意性结构图；

图7为本申请提供的一种实施例的旧中子通量管的示意性结构图；

图8为本申请提供的另一种实施例的中子通量管处理方法的示意性步骤流程图；

图9为本申请提供的另一种实施例的中子通量管处理方法的中子通量管移除的工艺步骤流程图；

图10为本申请提供的另一种实施例的中子通量管处理方法的制备新中子通量管和回装新中子通量管的工艺步骤流程图。

其中，图1至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

1中子通量管本体、2止推手柄、3紧固螺母、4端塞；

110仪表间、120旧中子通量管、130堆芯格栅板、140夹具、150移动车、160液压动力系统、170环吊、180长杆件、190剪具、200转运存储容器、210连接通道、220重力清洗废液收集装置、230保护套、240注气口、250压力表、260密封段、270试压压力管道本体；

141夹头、142液压缸、221入口、222壳体、223废物沉积槽、224溢流过滤口、225过滤器。

具体实施方式

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请实施例的技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请实施例技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

如图1至图7所示，根据本申请实施例的第一方面提出了一种中子通量管处理装置，包括：旧中子通量管120移除组件，旧中子通量管120移除组件包括：池体、移动组件、夹具140、剪具190、转运存储容器200和远端开启件，移动组件可移动地设置在池体的上方，夹具140连接于移动组件，用于夹持待移除的旧中子通量管120，剪具190布置在转运存储容器200的顶部，用于剪断旧中子通量管120，转运存储容器200设置在池体内，用于容纳剪断后的旧中子通量管120，远端开启件用于在远端开启转运存储容器200的盖体；新中子通量管制备组件，新中子通量管制备组件用于加工和检测新中子通量管；其中，池体上形成有台阶面，台阶面用于对通过夹具140拆除的旧中子通量管120进行翻转。

本申请实施例提供的中子通量管处理装置包括了旧中子通量管120移除组件和新中子通量管制备组件，而旧中子通量管120移除组件包括：池体、移动组件、夹具140、剪具190、转运存储容器200和远端开启件，在使用过程中，旧中子通量管120的拆除和新中子通量管的安装在液体中进行，液体可以灌注在池体之内，在旧中子通量管120移除的过程中，回推需要拆除的旧中子通量管；通过夹具140夹持所述旧中子通量管，通过移动组件带动夹具140连同需要移除的旧中子通量管移动，将旧中子通量管设置在所述台阶面上；更换夹具140的夹持位置以使旧中子通量管翻转；通过剪具190，对所述旧中子通量管的高放段进行分段剪切；通过转运存储容器200收集被剪切的高放段，将旧中子通量管的非高放段移除至所述池体之外，基于此通过本申请实施例提供的中子通量管处理装置，使用夹具对堆芯中子通量管进行水下定位夹取，在旧中子通量管剪切、收集过程前对旧中子通量进行了翻转，基于此转运存储容器200只需要容纳高放段的旧中子通量管120，而非高放段的旧中子通量管120可以移除至池体之外，可有效降低高放射性废物的产生和处理远端开启件便于转运存储容器开启及关闭，保证旧中子通量管120的转运实施，中子通量管处理装置具有小型化、轻量化、易搬运、易使用等特性，装置通过试验优化，满足现场使用需求，利于现场工作人员操作。

本申请实施例提供的中子通量管处理装置，主要基于缺陷中子通量管封堵后的检修操作。更换主要包含旧中子通量管120移除、新中子通量管制备、新中子通量管回装三大部分。考虑到旧管段因反应堆长期运行期间，自身活化带来的高放射性，更换中移除部分主要为水下操作。其中旧管段移除主要包含难点为各衔接工序的水下操作，本申请实施例提供的中子通量管处理装置包括了移动组件和夹具140，夹具140将旧中子通量管120定位夹取后，进行吊移并实施水下翻转操作，使得旧中子通量管120的移动更加精准；另外剪切及废旧管段的收集工序对接接口较多，容易出现废旧管段高放射性伤害和水下误操作致使机组安全隐患产生，本申请实施例提供的中子通量管处理装置通过剪具190、转运存储容器200和远端开启件的设置，可以对转运存储容器200进行远端开启，降低了高放射性伤害和水下误操作的概率，使得中子通量管处理更加安全、快捷。

在一些示例中，池体之上设置有连接通道210，转运存储容器200通过连接通道210输送到池体之内。

如图1所示，在一种可行的实施方式中，移动组件包括轨道和移动车150，移动车150可移动地设置在轨道上。

在该技术方案中，进一步提供了移动组件的结构组成，移动组件可以包括轨道和移动车150，轨道可以沿着池体的长度方向布置，通过将移动车150设置在轨道上，移动车150再通过长杆连接于夹具140，移动车150移动即可带动夹具140移动。

在一种可行的实施方式中，转运存储容器200包括：容器本体和容器盖体，容器盖体可拆卸地连接于容器本体。

在该技术方案中，进一步提供了转运存储容器200的结构组成，转运存储容器200可以包括容器本体和容器盖体，容器盖体可拆卸地连接于容器本体或铰接于容器本体如此设置便于通过远端开启件开启容器本体或关闭容器本体。

可以理解的是，容器本体主要用于水下收集液压剪具190切割后的旧管段，由容器本体和容器盖两部分组成。容器本体部分需要通过专用燃料组件通道运输，所以与反应堆燃料组件外形尺寸相同，容器本体上部开口端设计有与远端开启件相匹配的连接接口以实现抓取对接操作。容器盖体部分，设计远程开启机构，以实现水下的开启及关闭，容器设置防意外开启装置，防止运输过程误开启。

在一种可行的实施方式中，远端开启件包括：多个拼接管、柱销、开启件和吊环，每个拼接管上均设置有柱销，相邻两个拼接管通过柱销拼接以形成长杆件180，吊环设置在长杆件180的一端，开启件设置在长杆件180的另一端，开启件用于拆卸或开启容器盖体。

在该技术方案中，进一步提供了远端开启件的结构组成，远端开启件通过多个拼接管的拼接形成长杆件180，通过调节拼接管的设置数量可以调节长杆件180的有效长度，通过柱销的设置使得拼接管的拼接更加牢靠，通过吊环的设置便于对远端开启件进行吊装。

在一些施例中，拼接管采用直径为2英寸铝镁合金管件，各管段之间采用快插柱销连接，拆装方便，柱销及拼接管之间有防脱落、防松措施，下端部安装的开启件可远程插入、旋启容器盖体。

在一种可行的实施方式中，中子通量管处理装置还包括：水下监控组件，水下监控组件包括升降杆、摄像头、正压压力传感器和警报器，摄像头设置在升降杆的端部，正压压力传感器设置在摄像头和/或升降杆内，警报器连接于正压压力传感器。

在该技术方案中，中子通量管处理装置还包括水下监控组件，通过摄像头可以采集待更换的旧中子通量管120的图像信息，便于通过夹具140抓持旧中子通量管120。

在该技术方案中，水下监控组件内部设计正压压力传感器，入水后设备有泄漏会触发警报器发出报警。

在该技术方案中，摄像头通过升降杆固定至观察位置，使得摄像头的监控角度可远程调节，利于水下夹取过程的监控。

在一种可行的实施方式中，中子通量管处理装置还包括：水下照明组件，水下照明组件用于设置在池体内。

在该技术方案中，中子通量管处理装置还包括水下照明组件，如此设置可以为水下监控组件提供照明作用，使得图像的采集更加清晰。

在一些示例中，水下照明组件装置通过长杆工具固定至观察位置，利于水下夹取过程的照明。

如图2和图3所示，在一种可行的实施方式中，夹具140包括液压缸142和连接于液压缸142的夹头141。如此设置可以通过夹具140稳固夹持旧中子通量管120。

在一些示例中，夹具140可以为轻型液压夹具140，夹头141采用剪刀式开合结构，通过液压缸142活塞推力驱动活动的连杆机构。除盐水作为液压动力传输工作介质，不会对反应堆水下作业环境产生污染。液压缸142的缸体采用密封材料，保持20Mpa压力平稳输出。夹具140整体外形紧凑，重量约为4kg，与长杆工具连接后可通过人工对水下夹具140进行夹取调整，具有更灵活的调整操作空间。

如图1所示，在一种可行的实施方式中，中子通量管处理装置还包括：液压动力系统160，液压动力系统160用于为夹具140的升降提供动力，用于为夹具140的夹持与放松提供动力，用于为剪具190提供驱动力，液压动力系统160的驱动介质为除盐水。如此设置，使得夹具140和剪具190的工作更加可靠。

在一些示例中，液压动力系统160，采用除盐水作为工作介质，为夹持、剪具190提供驱动动力，该平台在满足液压驱动参数要求的前提下，采用分体式模块化设计，便于现场复杂环境的移动及组装。液压动力系统160的双回路设计可同时满足两套液压工具使用，可调并具有加压、保压(包括意外断电)、卸压功能。

如图6所示，在一种可行的实施方式中，新中子通量管制备组件包括：加工组件，加工组件用于对管体进行切割、坡口、余高加工；焊缝检测装置，用于检测完成加工的新中子通量管的焊缝气密性；保护套230，保护套230用于套设在新中子通量管上，保护套230上开设有注气口240。

新中子通量管制作主要包含细长管段的长度测量切割以及端部端塞4焊后余高去除，切割长度及余高去除精度直接影响回装过程及后期使用质量。新中子通量管回装过程主要包含管段运输及保护，以及安装过程中密封组件更换及回推过程，因旧管段更换多种工序的配合衔接，并涉及水下、高放射性等检修问题，需要专用的检修工具结合严谨的更换工艺，以确保更换过程顺利完成。

在一些示例中，加工组件主要用于管段切割、坡口、余高加工，加工组件主采用整体式刀具回装加工方式，可以在现场对新制备管段进行回装加工，回转加工精度＜0.03mm。管段使用三瓣式夹套定心、固定安装，夹套端部通过杠杆式受力装置压紧。设备每回装一圈刀架可拨动一次，且进给量可调。

在一些示例中，焊缝检测装置可以包括水压试验装置、氦质谱仪、试压压力管道及抽真空装置，通过在中子通量管一侧充填氦气，同时在管壁另外一侧焊缝位置抽真空检测焊缝气密性。

在该技术方案中，保护套230内可以用于注入惰性气体，保护套230整根采用无缝PVC软管可包覆中子通量管本体1及端部手柄，并通过注气口240向内部充填氮气惰性气体，防止新中子通量管安装前发生磕碰以及大气腐蚀，有利于制备完成后中子通量管的长期保存。

如图5所示，在一种可行的实施方式中，中子通量管处理装置还包括：重力清洗废液收集装置220，重力清洗废液收集装置220用于对中子通量管外部套管放射性杂质进行重力清洗，重力清洗废液收集装置220包括：壳体222、过滤器225、废物沉积槽223和溢流过滤口224，壳体222的顶部开设有入口221，过滤器225布置在入口221的周侧，废物沉积槽223布置在壳体222的底部，溢流过滤口224开设在壳体222的中上部，壳体222的外表面包覆有屏蔽材料或壳体222由屏蔽材料制成。

在一些示例中，重力清洗废液收集装置220的入口221处布置多层不锈钢过滤器进行过滤放射性废物，壳体222外部采用铅皮屏蔽桶，防止放射性废物收集后产生意外照射，内部设计有双过滤底部废物沉积槽223，中间安装溢流过滤口224，可保证废液中放射性杂质有效沉淀至桶底，起到收集过滤的作用。

在一些示例中，中子通量管处理装置还可以包括回推装置，回推装置用于新中子通量管的回装，回推装置采用双滚轮式设计，中子通量管置于滚轮中间，上下通过力矩可调的螺栓固定，通过调节螺栓可以改变中子通量管抽拔摩擦力。该装置使用摇杆连接驱动，可以远程对中子通量管进行抽拔及回推。

如图8所示，根据本申请实施例的第二方面提出了一种中子通量管处理方法，应用于如上述任一技术方案的中子通量管处理装置，中子通量管处理方法包括：

步骤201：通过旧中子通量管移除组件，拆除旧中子通量管；

步骤202：通过新中子通量管制备组件，加工制备新中子通量管；

步骤203：回装新中子通量管。

可以理解的是，本申请实施例提供的中子通量管处理方法，因应用于如上述任一技术方案的中子通量管处理装置，因此该中子通量管处理方法具备上述技术方案的中子通量管处理装置的全部有益效果。

通过本申请实施例提供的中子通量管处理方法可一次满足10根以上的缺陷中子通量管的更换制备作业，转运工具容纳空间及剪具190剪口强度满足现场使用需求。工艺安全可靠，避免操作人员沾污，保障了操作人员安全。相较于传统的方法更加安全、高效、可控。

在一种可行的实施方式中，通过旧中子通量管移除组件，拆除旧中子通量管的步骤包括：回推需要拆除的旧中子通量管；通过夹具夹持旧中子通量管，将旧中子通量管设置在台阶面上；更换夹具的夹持位置，以使旧中子通量管翻转；通过剪具190，对旧中子通量管的高放段进行分段剪切；通过转运存储容器收集被剪切的高放段，将旧中子通量管的非高放段移除至池体之外。基于此通过本申请实施例提供的中子通量管处理方法，转运存储容器只需要对旧中子通量管的高放段进行存储和运输，降低了存储和运输的压力。

如图1至图7和图9所示，在一些示例中，旧中子通量管120可以包括中子通量管本体1、止推手柄2、紧固螺母3、端塞4(端塞4焊缝)，在旧中子通量管120移除过程中，未开展更换作业前，中子通量管的端部端塞4位于下燃料堆芯格栅板130下部。此状态不满足更换时的抓取条件，需要在仪表间110制作一根推杆，推杆长度需根据堵管截取长度进行计算，推杆制作需要对焊接部分焊点余高进行去除，使用光环规对去除后的余高进行通止检测，防止回推过程擦伤填料组合式密封组件。

旧管段的转运存储容器200通过燃料存储厂房的燃料倾翻机转翻转至水平状态，存储容器从池体上的连接通道210运输至池体。再次使用倾翻机将转运存储容器200翻转至竖直状态。将水下照明组件、水下监控组件、夹具140与长杆等水下工具进行连接，水下照明组件和水下监控组件通过接长杆固定至水下并使用定制挂架挂载行车下部，调试水下监控组件的摄像头对焦，调整水下照明组件照明对焦角度。检查夹具140，将夹具140连接至液压动力系统160测试动作无卡涩，将夹具140通过连接法兰连接至接长杆下部法兰面，夹具140通过挂架挂载至移动车150的护栏。

拆下待更换中子通量管尾部止推手柄2紧固螺母3，取下紧固螺母3。将制作完成的推杆与管段尾部对接后推入密封组件套管内部，池体上部人员利用水下监控组件配合水下照明组件对管段露出下部格栅板进行定位确认。

手动远程操作水下的夹具140对旧中子通量管120试抓取，操作夹具140闭合夹头141。夹持提升旧中子通量管120，为防止高放管失去水屏蔽后造成意外照射，高放射性管段处于水下位置不得＜1m。操作夹具140保持夹持状态，将旧管段拖移处堆芯压力容器法兰平台，在台阶面水平放置旧中子通量管120后，操作打开夹头141使管段松脱。作业人员操作移动车150，移动水下的夹具140，重新对旧中子通量管120非高放段抓取夹持。对旧中子通量管120非高放段提升，直至提升出水面，操作人员可抓持后，使用工装夹具140将管段固定至池体边缘，待下一步统一进行水下剪切。存在多根缺陷管段需要更换时，重复以上两个步骤。

手持远端开启件将转运存储容器200的容器盖体打开，并将容器盖体旋启取出。同时连接、调试剪具190，测试无误后安装至接长杆下部，并将其安装至环吊170吊钩下部。将安装在环吊170下部的剪具190吊运至转运存储容器200上部接口位置，通过剪具190底部设计的对接接口可以将剪具190平稳坐落至转运存储容器200上部。

剪切前，对已移出水面的旧中子通量管120进行剪切长度标记，使带有高放射性管段集中收集至存储容器内。按照设备维护手册及相关质保文件，确定缺陷中子通量管高放段净长度L1，将中子通量管下探至切割刀具，以刀具刃口位置为切割起始点，在手持位置做明显标记，从标记位置反向测量并标记出长度L1，手持切割过程应注意切割长度应大于末端标记1m以确定高防段完全切除，另外剪切端使用专用辐射测量工具检测其放射性符合相关标准，不符合则再次进行剪切。操作液压动力平台将高放段剪切成若干长度段，剪切完成手动收回非高放部分，使用液压剪将剩余管段剪切至回收桶。

剪切完成，将剪具190移除。再次使用远端开启件关闭转运存储容器200。将转运存储容器200翻转后运输至燃料存储厂房。

在一些示例中，拆除旧中子通量管的步骤可以包括：

步骤一：旧中子通量管更换前，作业准备条件确认，主要为工作许可、操作人员、作业位置及环境确认；

步骤二：中子通量管仪表间推杆制作；

步骤三：旧中子通量管下部回推，回推至待抓取位置；

步骤四：燃料存储厂房存储容器安装并运输至反应堆厂房换料池体存储容器远程开启及液压剪具接口对接安装；

步骤五：水下各检修工具接口连接调试完成；

步骤六：堆芯旧中子通量管抓取、翻转及管段高放射性部位定长度剪切；

步骤七：剪切后旧高放管段收集存储；

步骤八：旧中子通量管存储容器关闭及转运。

在一种可行的实施方式中，通过新中子通量管制备组件，加工制备新中子通量管的步骤包括：通过加工组件对管件进行测量、切割、坡口、端塞焊接、余高去除，获取新中子通量管；通过焊缝检测装置新中子通量管的焊缝气密性，获取合格新中子通量管；在合格新中子通量管上套设保护套，并在保护套内注入惰性气体。通过保护套和惰性气体对新制备的合格新中子通量管进行保护，能够防止新中子通量管安装前发生磕碰以及大气腐蚀，有利于制备完成后中子通量管的长期保存。

如图1至图7和图10所示，在一些示例中，在新中子通量管制备过程中，焊缝检测装置如图4所示，该装置主体可以用于压力试验及氦检试验，主要包含试压压力管道本体270、压力表250和密封段260。

在新中子通量管制备过程中，按照设备维护手册及相关质保文件，确定需更换的中子通量管管段净长度L，将中子通量管备件测量至净长度尺寸L处做标记。安装、调试中子通量管，对标记位置进行切割，并使用测量工具对切割尺寸复测，复测长度尺寸满足±5mm偏差。切割完成更换刀具对断口处进行坡口处理，并使用角度尺对坡口角度复测，以保证坡口角度符合标准要求。

在焊接端塞4前，使用5mm不锈钢钢珠对内径5.2mm内管通道做通球测试，测试通过率需满足100％，确保直径4.7mm探测器正常穿插使用，并最终确认管内无异物。将合格端塞4焊接至新中子通量管坡口端。焊接完成，对焊口位置做VT及PT无损检查，检测不合格切除热影响区域留以备用。

对上述步骤合格中子通量管进行压力试验，将管段插入试压压力管道本体，开启增压装置使压力升至5Mpa、16Mpa最终压力为25.8Mpa。升压保压过程观察设备两块压力表压力压降，以及中子通量管内是否有水压介质流出，以保压10min表压压降不大于0.5Mpa且管内无介质流出为合格标准。最后对新中子通量管进行氦检试验，检测合格后可确认该管段为合格中子通量管。

裁制保护套230管，将制备合格的新中子通量管穿插入保护套230管内部，通过注气口240充入惰性气体，将氦气填充至保护套230，并将套管口进行热熔封闭。管段应避免过曲率变形，放置备件存放架备用。

在一种可行的实施方式中，回装新中子通量管的步骤包括：通过重力清洗废液收集装置对中子通量管外部套管的放射性杂质进行重力清洗；更换中子通量管密封段内的密封组件；装配新中子通量管，并使中子通量管密封段内新的密封组件力矩紧固。如此设置可以提高新中子通量管的使用寿命。

在一些示例中，在新中子通量管回装过程中，优化新备件运输路径，将新中子通量管搬运至仪表间110。因运行中系统放射性杂质沉积至套管与中子通量管底部间隙中，回装前需对中子通量管套管进行清洗以及磨损密封填料组件进行更换。在冲洗过程中注意个人辐射防护，将重力清洗废液收集装置220连接至套管下游连接，手动打开上游密封球阀，观察流出水质情况，根据需求水流调整，冲洗期间操作人员应于注意池体水位变化，防止水位过低触发异常事件，清洗完成即可关闭上游密封球阀。检查密封填料组件的完整性，依次安装相关密封组件，并调整安装后的紧固力矩。

准备新中子通量管的回装，回装前再次检查管段表面磨损、磕碰。回装前用除盐水擦拭管段表面，操作人员缓慢将管段推入密封段，并打开上游密封球阀，使中子通量管通过套管，最后完成中子通量管的回装并对密封段施加密封力矩。

本申请实施例提供的中子通量管处理装置和方法，主要基于缺陷中子通量管完成封堵后，通过该方法可以完成旧中子通量管120的中子通量管抽拔、旧管段固定长度切割中子通量管、管段堆芯推杆制作、推杆回推中子通量管、堆芯水下抓取中子通量管、旧管段高放段抽出、水下旧放射管段切割、旧放射管段收集及燃料存储厂房、新中子通量管焊接制备和新中子通量管段的回装工艺。其中涉及装备主要包含池体、夹具140、剪具190、水下照明组件、水下监控组件、转运存储容器200和远端开启件。通过中子通量管处理装置与方法的结合可以完成中子通量管移除、制备及回装工作，使得中子通量管处理装置具有小型化、轻量化、易搬运、易使用等特性，能够满足现场使用需求，利于现场工作人员操作。

在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种中子通量管处理装置，其特征在于，包括：

旧中子通量管移除组件，所述旧中子通量管移除组件包括：池体、移动组件、夹具、剪具、转运存储容器和远端开启件，所述移动组件可移动地设置在所述池体的上方，所述夹具连接于所述移动组件，用于夹持待移除的旧中子通量管，所述剪具布置在所述转运存储容器的顶部，用于剪断旧中子通量管，转运存储容器设置在所述池体内，用于容纳剪断后的旧中子通量管，所述远端开启件用于在远端开启所述转运存储容器的盖体；

新中子通量管制备组件，所述新中子通量管制备组件用于加工和检测新中子通量管；

其中，所述池体上形成有台阶面，所述台阶面用于对通过夹具拆除的旧中子通量管进行翻转；

所述转运存储容器包括：容器本体和容器盖体，所述容器盖体可拆卸地连接于所述容器本体；

所述远端开启件包括：多个拼接管、柱销、开启件和吊环，每个所述拼接管上均设置有柱销，相邻两个拼接管通过所述柱销拼接以形成长杆件，所述吊环设置在所述长杆件的一端，所述开启件设置在所述长杆件的另一端，所述开启件用于拆卸或开启所述容器盖体；

所述夹具包括液压缸和连接于所述液压缸的夹头；

所述新中子通量管制备组件包括：

加工组件，所述加工组件用于对管体进行切割、坡口、余高加工；

焊缝检测装置，用于检测完成加工的新中子通量管的焊缝气密性；

保护套，所述保护套用于套设在所述新中子通量管上，所述保护套上开设有注气口。

2.根据权利要求1所述的中子通量管处理装置，其特征在于，

所述移动组件包括轨道和移动车，所述移动车可移动地设置在所述轨道上。

3.根据权利要求1所述的中子通量管处理装置，其特征在于，还包括：

水下监控组件，所述水下监控组件包括升降杆、摄像头、正压压力传感器和警报器，所述摄像头设置在所述升降杆的端部，所述正压压力传感器设置在所述摄像头和/或所述升降杆内，所述警报器连接于所述正压压力传感器；

水下照明组件，所述水下照明组件用于设置在所述池体内；

液压动力系统，所述液压动力系统用于为所述夹具的升降提供动力，用于为所述夹具的夹持与放松提供动力，用于为所述剪具提供驱动力，所述液压动力系统的驱动介质为除盐水。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的中子通量管处理装置，其特征在于，还包括：

重力清洗废液收集装置，所述重力清洗废液收集装置用于对中子通量管外部套管放射性杂质进行重力清洗，所述重力清洗废液收集装置包括：壳体、过滤器、废物沉积槽和溢流过滤口，所述壳体的顶部开设有入口，所述过滤器布置在所述入口的周侧，所述废物沉积槽布置在所述壳体的底部，所述溢流过滤口开设在所述壳体的中上部，所述壳体的外表面包覆有屏蔽材料或所述壳体由屏蔽材料制成。

5.一种中子通量管处理方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4中任一项所述的中子通量管处理装置，所述中子通量管处理方法包括：

通过所述旧中子通量管移除组件，拆除旧中子通量管；

通过所述新中子通量管制备组件，加工制备新中子通量管；

回装所述新中子通量管。

6.根据权利要求5所述的中子通量管处理方法，其特征在于，所述通过所述旧中子通量管移除组件，拆除旧中子通量管的步骤包括：

回推需要拆除的旧中子通量管；

通过所述夹具夹持所述旧中子通量管，将所述旧中子通量管设置在所述台阶面上；

更换夹具的夹持位置，以使所述旧中子通量管翻转；

通过所述剪具，对所述旧中子通量管的高放段进行分段剪切；

通过所述转运存储容器收集被剪切的高放段，将所述旧中子通量管的非高放段移除至所述池体之外。

7.根据权利要求5所述的中子通量管处理方法，其特征在于，所述通过所述新中子通量管制备组件，加工制备新中子通量管的步骤包括：

通过加工组件对管件进行测量、切割、坡口、端塞焊接、余高去除，获取新中子通量管；

通过焊缝检测装置新中子通量管的焊缝气密性，获取合格新中子通量管；

在所述合格新中子通量管上套设保护套，并在保护套内注入惰性气体。

8.根据权利要求5所述的中子通量管处理方法，其特征在于，所述回装所述新中子通量管的步骤包括：

通过重力清洗废液收集装置对中子通量管外部套管的放射性杂质进行重力清洗；

更换中子通量管密封段内的密封组件；

装配新中子通量管，并使中子通量管密封段内新的密封组件力矩紧固。