CN117854773A - 核电站乏相关组件的处理方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种核电站乏相关组件的处理方法，该处理方法包括：通过水下无屑剪切将多根棒束从星形架连接柄上分离出来；将多根棒束分别转移至单棒贮存容器进行贮存；将星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存。本申请通过将乏相关组件中的星形架连接柄和多根棒束分离出来并分别存放在相应的贮存容器中，从而缩小了乏相关组件的多根棒束之间的距离，最大限度减少了高放废物体积。

Description

核电站乏相关组件的处理方法

技术领域

本申请属于核电站乏相关组件处理技术领域，具体涉及一种核电站乏相关组件的处理方法。

背景技术

随着反应堆运行年限增加，核电站会产生大量乏相关组件(包括控制棒组件和可燃毒物组件等)。乏相关组件经过堆芯长时间高通量辐照，具有很强的放射性，是一种高放废物。

以压水堆核电站为例，压水堆核电站乏相关组件卸出堆芯后，直接插入乏燃料组件中，连同乏燃料组件暂存在乏池内。目前乏燃料后处理厂并不接收、处理乏相关组件，在乏燃料组件需外运处理时，需要提前将相关组件从中取出并存放在合适的乏池格架或贮存容器内。

然而，乏相关组件呈伞状结构，由星形架连接柄和多根棒束组成，结构较为松散，特别是多根棒束之间的距离较大，直接贮存将占用大量乏池格架或贮存容器，不符合放射性废物最小化的原则。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种核电站乏相关组件的处理方法，通过将乏相关组件中的星形架连接柄和多根棒束分离出来并分别存放在相应的贮存容器中，以解决现有技术中存在的乏相关组件直接贮存大量乏池格架或贮存容器占用的问题。

本申请提供了一种核电站乏相关组件的处理方法，乏相关组件包括星形架连接柄和连接在星形架连接柄上的多根棒束，该处理方法包括：通过水下无屑剪切将多根棒束从星形架连接柄上分离出来；将多根棒束分别转移至单棒贮存容器进行贮存；将星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存。

在上述方案中，通过将乏相关组件的多根棒束和星形架连接柄分离，再将分离下来的多根棒束存放至单棒贮存容器，将星形架连接柄存放至星形架贮存容器，从而缩小了乏相关组件的多根棒束之间的距离，最大限度减少了高放废物体积。另外，通过采用水下无屑剪切将多根棒束从星形架连接柄上分离出来，从而避免了乏相关组件暴露在环境中对环境和人体的危害。

在本申请一个具体实施方式中，上述通过水下无屑剪切将多根棒束从星形架连接柄上分离出来，包括：利用单棒转移机械手夹持定位多根棒束中的待剪切棒束；利用滑台调整剪切刀具与待剪切棒束之间的相对位置，以实现剪切对刀；利用液压缸推力推动剪切刀具，对待剪切棒束与星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断，直至分离出多根棒束和星形架连接柄。

在本申请一个具体实施方式中，上述利用滑台调整剪切刀具与待剪切棒束之间的相对位置，以实现剪切对刀，包括：通过滑台的X方向丝杠和Y方向丝杠调整剪切刀具对准待剪切棒束的剪切刀口处。待剪切棒束的剪切刀口位于待剪切棒束的上端塞上。

在本申请一个具体实施方式中，上述利用液压缸推力推动剪切刀具，对待剪切棒束与星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断，直至分离出多根棒束和星形架连接柄，包括：利用液压缸推力推动剪切刀具，对待剪切棒束与星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断；判断当前工位的所有棒束是否完成剪切，多根棒束划分为分别位于多个工位的多个单元，每个单元设有至少两根棒束；若当前工位的所有棒束未完成剪切，则将剪切刀具对准当前工位的下一根待剪切棒束进行剪切；若当前工位的所有棒束已完成剪切，则判断乏相关组件的所有棒束是否完成剪切；若乏相关组件的所有棒束未完成剪切，则将乏相关组件进行旋转，对新的工位上的待剪切棒束进行剪切，直至分离出多根棒束和星形架连接柄。上述将多根棒束分别转移至单棒贮存容器进行贮存，包括：在待剪切棒束完成剪切后，利用单棒转移机械手的环套将剪切分离后的待剪切棒束转移至单棒贮存容器，完成后松开单棒转移机械手。上述将星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存，包括：若乏相关组件的所有棒束已完成剪切，则利用星形架转移机械手抓取星形架连接柄并转移至星形架贮存容器。

在本申请一个具体实施方式中，在待剪切棒束完成剪切后，利用单棒转移机械手的环套将剪切分离后的待剪切棒束转移至单棒贮存容器，完成后松开单棒转移机械手之后，该处理方法还包括判断单棒贮存容器是否装满；若已装满，则将装满的单棒贮存器移动至指定位置，并更换新的单棒贮存容器后，继续对下一根待剪切棒束进行剪切；若未装满，则继续对下一根待剪切棒束进行剪切。

在本申请一个具体实施方式中，上述利用液压缸推力推动剪切刀具，对待剪切棒束与星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断之后，该处理方法还包括：将剪切刀具恢复至初始位置；将滑台退出工作位置。

在本申请一个具体实施方式中，上述利用单棒转移机械手夹持定位多根棒束中的待剪切棒束，包括：使用单棒转移机械手的环套护持多根棒束中的待剪切棒束，以确保在剪切过程中待剪切棒束的固定。

在本申请一个具体实施方式中，在上述通过水下无屑剪切将多根棒束从星形架连接柄上分离出来之前，该处理方法还包括：将单棒贮存容器和星形架贮存容器转移至减容临时贮存场地；使用电动垂直滑台将单棒贮存容器倾斜预设角度，以使棒束排列整齐紧密；打开水闸门，将乏相关组件从乏燃料水池格架中转移至减容临时贮存场地。

在本申请一个具体实施方式中，在上述将星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存之后，该处理方法还包括：关闭水闸门，完成减容剪切操作。

在本申请一个具体实施方式中，该处理方法还包括：利用水下摄像设备在剪切过程中对乏相关组件进行全程监测。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。

图2所示为VVER核电站的乏相关组件采用现有整体存放的方式时的存放状态示意图。

图3所示为VVER核电站的乏相关组件采用本申请实施例的核电站乏相关组件的处理方法时的存放状态示意图。

图4所示为本申请另一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。

图5所示为本申请又一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。

图6所示为本申请再一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。

图7所示为本申请另又一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。

图8所示为本申请再又一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

图1所示为本申请一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。乏相关组件包括星形架连接柄和连接在星形架连接柄上的多根棒束。如图1所示，该核电站乏相关组件的处理方法包括以下步骤。

S10：通过水下无屑剪切将多根棒束从星形架连接柄上分离出来。

需要说明的是，乏相关组件为具有放射性或毒性的组件，包括但不限于乏相关的控制棒组件或可燃毒物组件。

S20：将多根棒束分别转移至单棒贮存容器进行贮存。

S30：将星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存。

举例来说，VVER核电站的乏相关组件由星形架连接柄和18根棒束组成。VVER核电站的乏相关组件采用现有整体存放的方式时的存放状态如图2所示。VVER核电站的乏相关组件采用本申请实施例的核电站乏相关组件的处理方法时的存放状态如图3所示。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过将乏相关组件的多根棒束和星形架连接柄分离，再将分离下来的多根棒束存放至单棒贮存容器，将星形架连接柄存放至星形架贮存容器，从而缩小了乏相关组件的多根棒束之间的距离，最大限度减少了高放废物体积。另外，通过采用水下无屑剪切将多根棒束从星形架连接柄上分离出来，从而避免了乏相关组件暴露在环境中对环境和人体的危害。

图4所示为本申请另一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。图4所示实施例为图1所示实施例的一变型例。如图4所示，与图1所示实施例的不同之处在于，步骤S11至S13为图1所示实施例中步骤S10的一具体实现方式。

S11：利用单棒转移机械手夹持定位多根棒束中的待剪切棒束。

S12：利用滑台调整剪切刀具与待剪切棒束之间的相对位置，以实现剪切对刀。

S13：利用液压缸推力推动剪切刀具，对待剪切棒束与星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断，直至分离出多根棒束和星形架连接柄。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过利用单棒转移机械手夹持定位多根棒束中的待剪切棒束，从而确保了待剪切棒束在剪切过程中的固定，提高了多根棒束和星形架连接柄分离操作的安全性。另外，通过利用滑台实现剪切对刀，确保了剪切位置的准确性，且通过利用液压缸推力推动剪切刀具，实施对待剪切棒束与星形架连接柄的连接处的剪断，从而设计了剪切分离的专用剪切方式，确保了不产生碎屑。

图5所示实施例为本申请又一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。图5所示实施例为图4所示实施例的一变型例。如图5所示，与图4所示实施例的不同之处在于，步骤S121为图4所示实施例中步骤S12的一具体实现方式。

S121：通过滑台的X方向丝杠和Y方向丝杠调整剪切刀具对准待剪切棒束的剪切刀口处。待剪切棒束的剪切刀口位于待剪切棒束的上端塞上。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过调整滑台的X方向丝杠和Y方向丝杠实现了剪切对刀。另外，通过设置待剪切棒束的剪切刀口位于待剪切棒束的上端塞上，从而防止了待剪切棒束所含有的放射性物质的泄漏，使得分离后的单根棒束仍具有上端塞的保护，保证了分离后的单根棒束的结构完整性。

在本申请至少一实施例中，步骤S131至S135为图4所示实施例中步骤S13的一具体实现方式。步骤S21为图4所示实施例中步骤S20的一具体实现方式。步骤S31为图4所示实施例中步骤S30的一具体实现方式。

S131：利用液压缸推力推动剪切刀具，对待剪切棒束与星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断。

S21：在待剪切棒束完成剪切后，利用单棒转移机械手的环套将剪切分离后的待剪切棒束转移至单棒贮存容器，完成后松开单棒转移机械手。

S132：判断当前工位的所有棒束是否完成剪切。多根棒束划分为分别位于多个工位的多个单元，每个单元设有至少两根棒束。

S133：若当前工位的所有棒束未完成剪切，则将剪切刀具对准当前工位的下一根待剪切棒束进行剪切。

S134：若当前工位的所有棒束已完成剪切，则判断乏相关组件的所有棒束是否完成剪切。

S135：若乏相关组件的所有棒束未完成剪切，则将乏相关组件进行旋转，对新的工位上的待剪切棒束进行剪切，直至分离出多根棒束和星形架连接柄。

S31：若乏相关组件的所有棒束已完成剪切，则利用星形架转移机械手抓取星形架连接柄并转移至星形架贮存容器。

在本申请实施例中，通过自动判断当前工位的所有棒束是否完成剪切以及乏相关组件的所有棒束是否完成剪切，根据判断结果自动执行相应的步骤，并自动将剪切分离后的待剪切棒束转移至单棒贮存容器，将星形架连接柄转移至星形架贮存容器，从而实现整个乏相关组件中的多根棒束与星形架连接柄的自动剪切操作，节省了人为操作，也避免了人因失误。

在本申请至少一实施例中，在S21之后还包括S211至S213。

S211：判断单棒贮存容器是否装满。

S212：若已装满，则将装满的单棒贮存器移动至指定位置，并更换新的单棒贮存容器后，继续对下一根待剪切棒束进行剪切。

S213：若未装满，则继续对下一根待剪切棒束进行剪切。

在本申请实施例中，通过自动判断单棒贮存容器是否装满，并在棒贮存容器已满时，及时更换新的单棒贮存容器，从而进一步提高了该处理方法的自动化，进一步节省了人为操作。

在本申请至少一实施例中，上述S131之后，该处理方法还包括S1311和S1312。

S1311：将剪切刀具恢复至初始位置。

S1312：将滑台退出工作位置。

在本申请实施例中，通过及时将剪切刀具恢复至初始位置，并将滑台退出工作位置，从而避免在剪切分离后的待剪切棒束转移至单棒贮存容器的过程中因剪切刀具和滑台未调整位置造成的空间阻碍，进一步提高了剪切过程中的安全性。

在本申请至少一实施例中，步骤S111为图4所示实施例中步骤S11的一具体实现方式。

S111：使用单棒转移机械手的环套护持多根棒束中的待剪切棒束，以确保在剪切过程中待剪切棒束的固定。

在本申请实施例中，通过使用单棒转移机械手的环套护持多根棒束中的待剪切棒束，一方面确保了在剪切过程中待剪切棒束的固定，另一方面也避免了待剪切棒束的损害。

图6所示为本申请再一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。图6所示实施例为图1所示实施例的一变型例。如图6所示，与图1所示实施例的不同之处在于，在步骤S10之前，该处理方法还包括S1至S3。

S1：将单棒贮存容器和星形架贮存容器转移至减容临时贮存场地。

具体而言，可以使用换料机或专用抓具将待剪切的乏相关组件和单棒贮存容器、星形架贮存容器装入剪切设备，例如，将单棒贮存容器和星形架贮存容器吊装就位至指定位置。

S2：使用电动垂直滑台将单棒贮存容器倾斜预设角度，以使棒束排列整齐紧密。

S3：打开水闸门，将乏相关组件从乏燃料水池格架中转移至减容临时贮存场地。

在本申请实施例中，通过步骤S1至S3实现了乏相关组件、单棒贮存容器和星形架贮存容器的转运及准备工作。

在本申请至少一实施例中，在上述S30之后，该处理方法还包括S40。

S40：关闭水闸门，完成减容剪切操作。

需要说明的是，减容剪切操作可以为上述图1所示实施例中的步骤S10至S30的操作步骤。

在本申请至少一实施例中，该处理方法还包括S50。

S50：利用水下摄像设备在剪切过程中对乏相关组件进行全程监测。

需要说明的是，水下摄像设备可以是水下摄像头和相关传感器等。

在本申请实施例中，通过利用水下摄像设备在剪切过程中对乏相关组件进行全程监测，从而确保了剪切减容作业的安全性。

图7所示为本申请另又一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。图7所示实施例为图5所示实施例和图6所示实施例组合后的一实施例。如图7所示，图6所示实施例中的步骤S1和S3可以简化为装料，步骤S2可以简化为单棒容器倾翻。图5所示实施例中的步骤S111可以简化为单棒转移机械手环套护持，步骤S121可以简化为滑台对刀或自动对刀，步骤S131可以简化为液压剪切，步骤S1311可以简化为液压退刀，步骤S1312可以简化为滑台退出，步骤S21可以简化为单棒转移，步骤S31可以简化为星形架转移。

在本申请至少一实施例中，在步骤S31之后还可以包括S311至S313。

S311：判断星形架贮存容器是否装满。

S312：若星形架贮存容器未装满，则将电动垂直滑台恢复到初始状态。

步骤S312可以简化为滑台复位。

S313：若星形架贮存容器已装满，则将装满的星形架贮存容器移动到指定位置，并更换新的星形架贮存容器运输至减容临时贮存场地。

若乏相关组件的数量为多个，还可以进一步执行步骤S314和S315。

S314：判断所有的乏相关组件是否完成剪切。

S315：若未完成剪切，则更换新的乏相关组件继续进行剪切。

图8所示为本申请再又一实施例提供的一种核电站乏相关组件的处理方法的流程示意图。图8所示实施例为图5所示实施例和图6所示实施例组合后的另一实施例。步骤S12和S13可以统一简称为乏相关组件剪切解体。步骤S212和S313可以统一简称为贮满的贮存容器转运至乏池指定位置。

在一些实施例中，步骤S11之前还可以包括S4：对乏相关组件进行装夹固定。如此，进一步使得乏相关组件在剪切过程中的位置固定，提高剪切过程的安全可靠性。

需要说明的是，本申请实施例中各技术特征的组合方式并不限本申请实施例中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本申请所记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种核电站乏相关组件的处理方法，其特征在于，所述乏相关组件包括星形架连接柄和连接在所述星形架连接柄上的多根棒束，其中，所述处理方法包括：

通过水下无屑剪切将多根所述棒束从所述星形架连接柄上分离出来；

将多根所述棒束分别转移至单棒贮存容器进行贮存；

将所述星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存。

2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述通过水下无屑剪切将多根所述棒束从所述星形架连接柄上分离出来，包括：

利用单棒转移机械手夹持定位所述多根所述棒束中的待剪切棒束；

利用滑台调整剪切刀具与所述待剪切棒束之间的相对位置，以实现剪切对刀；

利用液压缸推力推动所述剪切刀具，对所述待剪切棒束与所述星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断，直至分离出多根所述棒束和所述星形架连接柄。

3.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述利用滑台调整剪切刀具与所述待剪切棒束之间的相对位置，以实现剪切对刀，包括：

通过滑台的X方向丝杠和Y方向丝杠调整剪切刀具对准所述待剪切棒束的剪切刀口处，其中，所述待剪切棒束的剪切刀口位于所述待剪切棒束的上端塞上。

4.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述利用液压缸推力推动所述剪切刀具，对所述待剪切棒束与所述星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断，直至分离出多根所述棒束和所述星形架连接柄，包括：

利用液压缸推力推动所述剪切刀具，对所述待剪切棒束与所述星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断；

判断当前工位的所有棒束是否完成剪切，其中，多根所述棒束划分为分别位于多个工位的多个单元，每个单元设有至少两根棒束；

若所述当前工位的所有棒束未完成剪切，则将所述剪切刀具对准所述当前工位的下一根待剪切棒束进行剪切；

若所述当前工位的所有棒束已完成剪切，则判断所述乏相关组件的所有棒束是否完成剪切；

若所述乏相关组件的所有棒束未完成剪切，则将所述乏相关组件进行旋转，对新的工位上的待剪切棒束进行剪切，直至分离出多根所述棒束和所述星形架连接柄；

其中，所述将多根所述棒束分别转移至单棒贮存容器进行贮存，包括：

在所述待剪切棒束完成剪切后，利用所述单棒转移机械手的环套将剪切分离后的所述待剪切棒束转移至单棒贮存容器，完成后松开所述单棒转移机械手；

其中，所述将所述星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存，包括：

若所述乏相关组件的所有棒束已完成剪切，则利用星形架转移机械手抓取所述星形架连接柄并转移至星形架贮存容器。

5.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，在所述待剪切棒束完成剪切后，利用所述单棒转移机械手的环套将剪切分离后的所述待剪切棒束转移至单棒贮存容器，完成后松开所述单棒转移机械手之后，还包括：

判断所述单棒贮存容器是否装满；

若已装满，则将装满的所述单棒贮存器移动至指定位置，并更换新的单棒贮存容器后，继续对下一根待剪切棒束进行剪切；

若未装满，则继续对下一根待剪切棒束进行剪切。

6.根据权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述利用液压缸推力推动所述剪切刀具，对所述待剪切棒束与所述星形架连接柄的连接处进行剪切至彻底剪断之后，还包括：

将所述剪切刀具恢复至初始位置；

将所述滑台退出工作位置。

7.根据权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述利用单棒转移机械手夹持定位所述多根所述棒束中的待剪切棒束包括：

使用单棒转移机械手的环套护持所述多根所述棒束中的待剪切棒束，以确保在剪切过程中所述待剪切棒束的固定。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的处理方法，其特征在于，在所述通过水下无屑剪切将多根所述棒束从所述星形架连接柄上分离出来之前，还包括：

将单棒贮存容器和星形架贮存容器转移至减容临时贮存场地；

使用电动垂直滑台将所述单棒贮存容器倾斜预设角度，以使棒束排列整齐紧密；

打开水闸门，将所述乏相关组件从乏燃料水池格架中转移至减容临时贮存场地。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，在所述将所述星形架连接柄转移至星形架贮存容器进行贮存之后，还包括：

关闭水闸门，完成减容剪切操作。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的处理方法，其特征在于，还包括：

利用水下摄像设备在剪切过程中对所述乏相关组件进行全程监测。