CN216679301U - 乏燃料组件清洗系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种乏燃料组件清洗系统，包括用于乏燃料组件浸泡其中的油脂罐、用于浸泡油脂后的乏燃料组件在其中进行清洗的酸洗罐、用于配制并存储清洗液的储液罐；所述储液罐与所述酸洗罐连接，将其中存储的清洗液输送至所述酸洗罐内。本实用新型的乏燃料组件清洗系统，通过油脂罐和酸洗罐的配合，以油脂结合弱酸清洗液清洗的方式，去除乏燃料组件表面的铅铋；系统结构及操作简单；适用于铅铋快堆的乏燃料组件的清洗。

Description

乏燃料组件清洗系统

技术领域

本实用新型涉及核燃料组件技术领域，尤其涉及一种乏燃料组件清洗系统。

背景技术

换料系统是铅铋快堆区别于传统压水堆最大的系统之一，也是设计难度最大的系统之一；乏燃料组件清洗工艺和破损燃料组件的处理工艺又是铅铋快堆的换料系统的重要组成部分。

不同于传统压水堆，铅铋快堆在换料时，对于400℃-600℃的奥氏体和珠光体钢材，在铅铋冷却剂深度脱氧条件下以及当钢材表面氧化膜在氢介质中还原时存在铅润现象。当乏燃料组件长期保持在铅铋中时，在乏燃料组件表面会粘附铅铋。其中，铅铋冷却剂会粘附在燃料包壳外壁，这会对燃料包壳造成腐蚀等不利影响，无法直接将乏燃料组件置入乏燃料水池，特别是破损乏燃料，需经特殊处理后方可进行长期储存，因此制定乏燃料组件清洗方案势在必行。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种去除乏燃料组件表面粘附的铅铋的乏燃料组件清洗系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种乏燃料组件清洗系统，包括用于乏燃料组件浸泡其中的油脂罐、用于浸泡油脂后的乏燃料组件在其中进行清洗的酸洗罐、用于配制并存储清洗液的储液罐；

所述储液罐与所述酸洗罐连接，将其中存储的清洗液输送至所述酸洗罐内；所述油脂罐包括敞口的罐体、设置在所述罐体内的电加热件。

优选地，所述罐体的下部设有排放口。

优选地，所述乏燃料组件清洗系统还包括水泵、第一管道以及第二管道；

所述水泵的进口端通过所述第一管道连接所述储液罐的出液口，所述水泵的出口端通过所述第二管道连接所述酸洗罐的进液口。

优选地，所述水泵的出口端设有逆止阀。

优选地，所述第二管道上设有过滤器。

优选地，所述乏燃料组件清洗系统还包括第三管道；

所述第三管道连接在所述水泵的进口端和所述酸洗罐的出液口之间，与所述水泵、第二管道和酸洗罐形成一个供所述酸洗罐内的清洗液在其中循环流通的清洗循环回路。

优选地，所述乏燃料组件清洗系统还包括第四管道；所述第四管道连接在所述水泵的出口端和所述储液罐的进液口之间，与所述水泵、第一管道和储液罐形成一个供所述储液罐内的清洗液在其中循环流通的配制循环回路。

优选地，所述酸洗罐的上部设有第一排气口；所述酸洗罐的下部设有排水口。

优选地，所述排水口通过排水管道连接用于测量清洗液中铅和铋离子的浓度变化的化学检测单元。

优选地，所述储液罐的上部设有加药口和第二排气口。

优选地，所述乏燃料组件清洗系统还包括用于向乏燃料组件喷出惰性气体的喷气装置，所述喷气装置设置在所述油脂罐的上方。

优选地，所述乏燃料组件清洗系统还包括用于吊放乏燃料组件的吊车。

本实用新型的乏燃料组件清洗系统，通过油脂罐和酸洗罐的配合，以油脂结合弱酸清洗液清洗的方式，去除乏燃料组件表面的铅铋；系统结构及操作简单；适用于铅铋快堆的乏燃料组件的清洗。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的乏燃料组件清洗系统的结构示意图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一实施例的乏燃料组件清洗系统，包括油脂罐10、酸洗罐20以及储液罐30。

油脂罐10用于装油脂并用于乏燃料组件100浸泡其中，油脂的作用在于加热乏燃料组件100表面的铅铋，同时降低铅铋在乏燃料组件100表面的粘附力，使其能够从乏燃料组件100表面自动滑落。酸洗罐20用于浸泡油脂后的乏燃料组件100在其中进行清洗，使乏燃料组件100表面的铅铋溶于清洗液中，达到去除表面铅铋的作用。储液罐30用于配制并存储清洗液。并且，储液罐30与酸洗罐20连接，将其中存储的清洗液输送至酸洗罐20内，为酸洗罐20提供清洗液。

其中，油脂罐10可包括敞口的罐体11、设置在罐体12内的电加热件12。罐体11的敞口设置方便将乏燃料组件100从上方下放至罐体11内并浸泡在油脂中，也方便将浸泡后的乏燃料组件100吊出。

罐体11整体可为圆柱体或多边形柱体等结构。浸泡乏燃料组件100前，油脂可从罐体11的敞口送入其中，也可以在罐体11的上部开设入口111，通过管道连接至油脂来源(如油脂储罐等等)。罐体11的下部设有排放口112，用于将使用后的油脂排出。该排放口112可通过管道连接至油脂处理系统，并且管道上可根据需要设置过滤装置，过滤油脂中带有的杂质。

电加热件12可设置在罐体11的侧壁内表面、侧壁内部等至少一个位置上，用于对罐体11内的油脂进行加热，使油脂达到预定温度形成高温油脂。作为选择，电加热件12可为电加热丝，以螺旋方式等缠绕在罐体11的侧壁内表面和/或侧壁内部。电加热件12也可为若干个电加热棒，沿着罐体11的周向排布。

结合油脂对乏燃料组件100的浸泡作用，油脂可采用二甲基硅油。乏燃料组件100浸泡至二甲基硅油中之前，将二甲基硅油加热至300℃左右。以能够浸没乏燃料组件100以及不会溢出罐体11为准，油脂在罐体11内的高度可为罐体11深度的二分之一。当然，油脂在罐体11内的容量也可根据实际情况增减。

罐体11上还设有液位计113和温度计114，用于监测罐体11内油脂液位以及油脂温度，也方便实时做出调整等。

乏燃料组件100在浸泡油脂后，被吊出移动至酸洗罐20进行清洗。对此，本实用新型的乏燃料组件清洗系统还可包括用于向乏燃料组件100喷出惰性气体的喷气装置40，喷气装置40设置在油脂罐10的上方。当乏燃料组件100从油脂罐10吊出后，通过喷气装置40的喷嘴41向乏燃料组件100喷惰性气体，使乏燃料组件100表面处于惰性气体气氛中，避免乏燃料组件100表面的油脂等与空气中氧气发生反应。同时，通过喷气装置40的喷气还有助于乏燃料组件100表面油脂的冷却。惰性气体可以是氩气或氮气等。

喷气装置40可以包括装有惰性气体的气罐，优选设置两个或以上，围绕乏燃料组件100，在气罐的出气口装喷嘴41，实现对乏燃料组件100整体表面进行喷气。

酸洗罐20与油脂罐10配合使用，乏燃料组件100浸泡油脂后被放入酸洗罐20内进行清洗。为提高乏燃料组件100表面室外油脂溶于清洗液的效率，酸洗罐20内也可设有电加热件21，将清洗液加热到所需温度。电加热件21可以是电加热丝、电加热棒等形态。

在对乏燃料组件100清洗时，酸洗罐20处于密闭状态。由于清洗液在与乏燃料组件100表面油脂及铅铋等反应时会产生气体，因此气体会积存在酸洗罐20内的液面上方。为避免酸洗罐20内气压过高，酸洗罐20的上部设有第一排气口22，用于将罐内气体排出；第一排气口22处设有阀门控制其开闭。

酸洗罐20的下部设有排水口23。排水口23通过排水管道连接化学检测单元，化学检测单元用于测量清洗液中铅和铋离子的浓度变化，以该浓度变化判断乏燃料组件100清洗完毕与否。清洗完毕后，酸洗罐20内的清洗液通过排水口23排至水处理系统。

化学检测单元还可以通过pH值测试装置实现，通过测试清洗液的酸度变化判断乏燃料组件100清洗完毕与否。

储液罐30连接酸洗罐20并为酸洗罐20提供清洗液。对此，本实用新型的乏燃料组件清洗系统还包括水泵50、第一管道61以及第二管道62。水泵50的进口端通过第一管道61连接储液罐30的出液口，水泵50的出口端通过第二管道62连接酸洗罐20的进液口。在水泵50的驱动下，储液罐30内的清洗液从第一管道61输出，通过水泵50和第二管道62后进入酸洗罐20内。

水泵50的出口端设有逆止阀51，防止输出的清洗液返流。

第一管道61和第二管道62上分别设有阀门控制对应管道的通断。另外，第二管道62上可设有过滤器52，用于滤去清洗液中的杂质等，避免进入酸洗罐20内影响酸洗效果等。第二管道62上还连接有压差表53，用于测量过滤器52进出口两侧的压力差。

进一步地，在一优选实施方式中，乏燃料组件清洗系统还包括第三管道63。第三管道63连接在水泵50的进口端和酸洗罐20的出液口之间，与水泵50、第二管道62和酸洗罐20形成一个清洗循环回路，供酸洗罐20内的清洗液在其中循环流通，实现酸洗罐20内清洗液的自循环，保证能够充分与乏燃料组件100表面接触，通过化学反应将表面的铅铋溶于其中。

第三管道63上设有阀门控制其通断。酸洗罐20的进液口和出液口优选分别位于酸洗罐20的上部和下部。

当储液罐30通过水泵50向酸洗罐20输送清洗液时，第三管道63上的阀门处于关闭状态。当酸洗罐20内的清洗液量达到要求时，关闭第一管道61上的阀门，打开第三管道63上的阀门；在水泵50的驱动下，酸洗罐20内的清洗液沿清洗循环回路循环流动。

又进一步地，乏燃料组件清洗系统还可包括第四管道64；第四管道64连接在水泵50的出口端和储液罐30的进液口之间，与水泵50、第一管道61和储液罐30形成一个配制循环回路，供储液罐30内的清洗液在其中循环流通，使得清洗液中各成分混合均匀。

第四管道64上设有阀门控制其通断。储液罐30的进液口和出液口优选分别位于储液罐30的上部和下部。

在配制清洗液时，将各成分加入储液罐30内。打开第一管道61和第四管道64上的阀门，同时确保第二管道62和第三管道63上的阀门处于关闭状态。水泵50启动后，通过第一管道61将储液罐30内的清洗液抽出，再通过第四管道64送回储液罐30内，以此循环。

本实施例中，清洗液由弱酸液和双氧水、除盐水在储液罐30内配制形成，其中弱酸液可选醋酸。对应地，储液罐30的上部设有加药口31、32，加药口31用于加入弱酸液和双氧水，加药口32用于接入除盐水。由于清洗液可分解产生气体，因此储液罐30的上部还设有第二排气口33，用于将液面上方的气体排出，避免储液罐30内压力过高。

另外，酸洗罐20和储液罐30上还均可设有液位计和温度计，用于监测罐内液位以及温度。储液罐30的下部还设有排水口，完成清洗后将其中剩余的清洗液排出至水处理系统。

根据需要，本实用新型的乏燃料组件清洗系统还可包括用于吊放乏燃料组件100的吊车200。吊车200包括平行在油脂罐10和酸洗罐20上方的吊轨210、可沿吊轨210来回移动的吊接件220。乏燃料组件100吊接在吊接件220下方，通过吊接件220沿吊轨210移动可从油脂罐10转移至酸洗罐20。

吊接件220上还可设有与酸洗罐20配合的盖体230。当吊接件220将乏燃料组件100通过酸洗罐20顶部的开口下放置酸洗罐20内部后，盖体230随之下放盖合在酸洗罐20的开口上，将开口封闭，从而乏燃料组件100在密闭的酸洗罐20内进行清洗。

本实用新型的乏燃料组件清洗系统工作时，吊车200将乏燃料组件100吊至油脂罐10内，浸泡在高温油脂中，静置5分钟；吊车200将乏燃料组件100提起后静置，待温度降至室温后转移至酸洗罐20内。水泵50抽吸清洗液，使酸洗罐20内的清洗液循环流动，对乏燃料组件100表面进行清洗。待乏燃料组件100清洗完毕后，运至乏燃料水池。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种乏燃料组件清洗系统，其特征在于，包括用于乏燃料组件浸泡其中的油脂罐、用于浸泡油脂后的乏燃料组件在其中进行清洗的酸洗罐、用于配制并存储清洗液的储液罐；

所述储液罐与所述酸洗罐连接，将其中存储的清洗液输送至所述酸洗罐内；所述油脂罐包括敞口的罐体、设置在所述罐体内的电加热件。

2.根据权利要求1所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述罐体的下部设有排放口。

3.根据权利要求1所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述乏燃料组件清洗系统还包括水泵、第一管道以及第二管道；

所述水泵的进口端通过所述第一管道连接所述储液罐的出液口，所述水泵的出口端通过所述第二管道连接所述酸洗罐的进液口。

4.根据权利要求3所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述水泵的出口端设有逆止阀。

5.根据权利要求3所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述第二管道上设有过滤器。

6.根据权利要求3所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述乏燃料组件清洗系统还包括第三管道；

所述第三管道连接在所述水泵的进口端和所述酸洗罐的出液口之间，与所述水泵、第二管道和酸洗罐形成一个供所述酸洗罐内的清洗液在其中循环流通的清洗循环回路。

7.根据权利要求6所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述乏燃料组件清洗系统还包括第四管道；所述第四管道连接在所述水泵的出口端和所述储液罐的进液口之间，与所述水泵、第一管道和储液罐形成一个供所述储液罐内的清洗液在其中循环流通的配制循环回路。

8.根据权利要求1所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述酸洗罐的上部设有第一排气口；所述酸洗罐的下部设有排水口；

所述储液罐的上部设有加药口和第二排气口。

9.根据权利要求8所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述排水口通过排水管道连接用于测量清洗液中铅和铋离子的浓度变化的化学检测单元。

10.根据权利要求1所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述乏燃料组件清洗系统还包括用于向乏燃料组件喷出惰性气体的喷气装置，所述喷气装置设置在所述油脂罐的上方。

11.根据权利要求1-10任一项所述的乏燃料组件清洗系统，其特征在于，所述乏燃料组件清洗系统还包括用于吊放乏燃料组件的吊车。

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