乏燃料组件的处理设备及方法转让专利
申请号 : CN202110370359.8
文献号 : CN113289968B
文献日 : 2022-04-12
发明人 : 蒋光煜 , 周高飞 , 李海阳 , 谭璞 , 赵剑刚 , 彭浩 , 张守杰 , 崔大伟
申请人 : 岭东核电有限公司 , 中广核研究院有限公司 , 中国广核集团有限公司 , 中国广核电力股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种乏燃料组件的处理设备,其特征在于,包括:清洗罐,设有注入口,所述注入口用于注入冲洗液至预设高度,所述预设高度为浸没乏燃料组件的高度,所述冲洗液包含有机水溶性物;
加热器,安装于所述清洗罐,所述加热器用于对所述清洗罐内的所述冲洗液进行加热;
依次连通的第一管道、第二管道和第三管道,所述第一管道的一端与靠近所述清洗罐的底部的一端连通,所述第三管道的一端与靠近所述清洗罐的顶部的一端连通,所述第二管道的一端与所述第一管道的另一端连通,所述第二管道的另一端与所述第三管道的另一端连通;
离心泵,所述离心泵设置在其中一条管道上,所述离心泵用于驱动加热的所述冲洗液在所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述清洗罐形成的回路中流动,以使流动的所述冲洗液将浸泡在所述冲洗液内的所述乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离;
处理设备还包括:
存放罐,所述存放罐用于存放所述冲洗液;
第四管道,所述第四管道的一端与靠近所述存放罐的底部的一端连通,所述第四管道的另一端分别与所述第一管道和所述第二管道连通;
第五管道,所述第五管道的一端与靠近所述存放罐的顶部的一端连通,所述第五管道的另一端分别与所述第三管道和所述第二管道连通;
控制开关,所述控制开关用于控制所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述清洗罐形成回路,以及控制所述第一管道、所述第二管道和所述第五管道连通,以及控制所述第三管道、所述第二管道和所述第四管道连通。
2.根据权利要求1所述的处理设备,其特征在于,还包括:过滤器,设置在所述第一管道、所述第二管道和所述第三管道的其中一条中,所述过滤器用于过滤剥离的所述铅铋冷却剂。
3.根据权利要求1所述的处理设备,其特征在于,所述有机水溶性物包括磷酸酯、醇和脂肪酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的处理设备,其特征在于,还包括:运动机构,用于将所述乏燃料组件通过所述清洗罐的开口投放至所述清洗罐中,以及将剥离所述铅铋冷却剂完成的所述乏燃料组件通过所述清洗罐的开口从所述清洗罐中取出。
5.根据权利要求4所述的处理设备,其特征在于,还包括:至少一个吹扫器,设置在所述清洗罐的开口处,所述吹扫器用于在所述乏燃料组件的取出过程中对所述乏燃料组件喷射气体,以剥离所述乏燃料组件上的剩余铅铋冷却剂。
6.根据权利要求1所述的处理设备,其特征在于,所述离心泵还用于驱动所述冲洗液通过依次连通的所述第四管道、所述第二管道和所述第三管道从所述存放罐注入至所述清洗罐,以及用于驱动所述冲洗液通过依次连通的所述第一管道、所述第二管道和所述第五管道从所述清洗罐回流至所述存放罐。
7.根据权利要求1所述的处理设备,其特征在于,所述控制开关包括:第一阀门,所述第一阀门设置在所述第一管道中,用于控制所述第一管道的导通;
第二阀门,所述第二阀门设置在所述第三管道中,用于控制所述第三管道的导通;
第三阀门,所述第三阀门设置在所述第四管道中,用于控制所述第四管道的导通;
第四阀门,所述第四阀门设置在所述第五管道中,用于控制所述第五管道的导通。
8.根据权利要求1所述的处理设备,其特征在于,还包括:流速计,所述流速计设置在其中一条管道中,用于监测冲洗液在管道中的流速。
9.一种乏燃料组件的处理方法,其特征在于,包括:控制加热器对注入至清洗罐内的冲洗液加热至预设温度,所述清洗罐设有注入口,所述注入口用于注入所述冲洗液至预设高度,所述预设高度为浸没乏燃料组件的高度,所述冲洗液包含有机水溶性物;
控制运动机构将乏燃料组件通过所述清洗罐的开口投放至所述清洗罐中,以使所述乏燃料组件静置在冲洗液中浸泡持续第一预设时间;
控制离心泵驱动冲洗液按照预设速度在第一管道、第二管道、第三管道和所述清洗罐形成的回路中持续流动第二预设时间,以使流动的所述冲洗液将浸泡在所述冲洗液内的所述乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离;
其中,冲洗液存放在存放罐中,当需要对乏燃料组件进行处理时,通过控制开关将第四管道、所述第二管道和所述第三管道依次连通,以使存放罐中的冲洗液注入至清洗罐中;
当冲洗液注入至清洗罐的预设高度时,开始对乏燃料组件表面的铅铋冷却剂进行处理;
当对乏燃料组件表面的铅铋冷却剂进行处理时,通过控制开关将第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述清洗罐形成回路,从而对乏燃料组件进行处理;
当需要将清洗罐中的冲洗液回收至存放罐时,通过控制开关将第一管道、所述第二管道和第五管道依次连通,从而驱动冲洗液从清洗罐回流至存放罐。
10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,还包括:控制所述运动机构将剥离所述铅铋冷却剂完成的所述乏燃料组件通过所述清洗罐的开口从所述清洗罐中取出;
控制吹扫器在所述乏燃料组件的取出过程中对所述乏燃料组件喷射气体,以剥离所述乏燃料组件上的剩余铅铋冷却剂,所述吹扫器设置在所述清洗罐的开口处。
说明书 :
乏燃料组件的处理设备及方法
技术领域
背景技术
中至少存放冷却几个月,让乏燃料组件的放射性和衰变热降低,以便进行下一阶段操作、运
输和处理。
发明内容
第二管道的一端与所述第一管道的另一端连通,所述第二管道的另一端与所述第三管道的
另一端连通;
流动的所述冲洗液将浸泡在所述冲洗液内的所述乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离。
中取出。
剂。
制所述第三管道、所述第二管道和所述第四管道连通;
的所述第一管道、所述第二管道和所述第五管道从所述清洗罐回流至所述存放罐。
所述冲洗液包含有机水溶性物;
的所述乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离。
保持在铅铋中时,在乏燃料组件表面会粘附铅铋。铅铋冷却剂会沾附在乏燃料组件的包壳
外壁,这会对乏燃料组件的包壳造成腐蚀等问题,影响乏燃料组件在贮存水池存放时的安
全性。上述乏燃料组件的处理设备及方法,该乏燃料组件的处理设备包括清洗罐,所述清洗
罐为开口结构,所述清洗罐用于注入冲洗液,所述冲洗液用于将所述乏燃料组件上的铅铋
冷却剂剥离;加热器,所述加热器的发热部分贴设在所述清洗罐上,所述加热器用于对注入
有所述冲洗液的清洗罐进行加热,从而对所述冲洗液进行加热;依次连通的第一管道、第二
管道和第三管道,所述第一管道设置在靠近所述清洗罐的底部的一端,所述第三管道设置
在靠近所述清洗罐的顶部的一端;离心泵,所述离心泵设置在其中一条管道上,所述离心泵
用于驱动加热的所述冲洗液在所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道和所述清洗罐
形成的回路中流动,以使流动的所述冲洗液将所述乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离,通过
在将乏燃料组件放置于贮存水池中存放之前,将乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离,实现了
确保乏燃料组件在贮存水池中存放的安全性。
附图说明
申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
根据这些附图获得其他的附图。
具体实施方式
的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同
取向。例如,如果附图中的器件翻转,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元
件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可
包括上和下两个取向。此外,器件也可以包括另外地取向(譬如,旋转90度或其它取向),并
且在此使用的空间描述语相应地被解释。
接的对象之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多
个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时,在本说明书中使用
的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
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。铅铋
冷却剂会沾附在乏燃料组件的包壳外壁,这会对乏燃料组件的包壳造成腐蚀等问题,影响
乏燃料组件在贮存水池存放时的安全性。
120、第一管道130、第二管道140、第三管道150和离心泵160,其中:
110,所述加热器120用于对所述清洗罐110内的所述冲洗液进行加热;第一管道130、第二管
道140和第三管道150依次连通,所述第一管道130的一端与靠近所述清洗罐110的底部的一
端连通,所述第三管道150的一端与靠近所述清洗罐110的顶部的一端连通,所述第二管道
140的一端与所述第一管道130的另一端连通,所述第二管道140的另一端与所述第三管道
150的另一端连通;所述离心泵160设置在其中一条管道上,所述离心泵160用于驱动加热的
所述冲洗液在所述第一管道130、所述第二管道140、所述第三管道150和所述清洗罐110形
成的回路中流动,以使流动的所述冲洗液将浸泡在所述冲洗液内的所述乏燃料组件10上的
铅铋冷却剂剥离。
浸没乏燃料组件10的高度,与乏燃料组件10的结构参数以及清洗罐110的结构参数相关,本
实施例对于具体的高度不作限定。例如,预设高度可以是清洗罐110的1/2高度。加热器120
对清洗罐110内的冲洗液进行加热,可以是将冲洗液加热至预设温度。其中,预设温度可以
是200℃以上,但需要小于乏燃料组件10的耐温上限,避免乏燃料组件10变形,例如预设温
度可以是300℃,此处不作限定。离心泵160设置在第一管道130、第二管道140和第三管道
150中的其中一条,例如可以设置在第二管道140中。本实施例的离心泵160,可以驱动冲洗
液从地势低往地势高的方式运动,使得加热的所述冲洗液在所述第一管道130、所述第二管
道140、所述第三管道150和所述清洗罐110形成的回路中流动。
160则驱动加热的冲洗液在第一管道130、第二管道140、第三管道150和清洗罐110形成的回
路中流动,从而使得流动的冲洗液产生一定的推力,将浸泡在冲洗液内的乏燃料组件10上
的铅铋冷却剂剥离。
放之前,将乏燃料组件10上的铅铋冷却剂剥离,实现了确保乏燃料组件10在贮存水池中存
放的安全性。此外,本实施例的冲洗液中含有机水溶性物,通过有机水溶性物剥离铅铋冷却
剂,则可以提高剥离铅铋冷却剂的效率。此外,由于有机水溶性物作为冲洗液,与乏燃料组
件10不发生化学反应,提高了剥离铅铋冷却剂的安全性。此外,还能对处理设备中,接触冲
洗液的部分进行清洗。
从而过滤剥离的铅铋冷却剂,通过拆卸过滤器170可以将剥离的铅铋冷却剂从冲洗液中取
出。
口从所述清洗罐110中取出。
铅铋冷却剂完成后,通过运动机构180将乏燃料组件10从清洗罐110中取出。
180的具体组成不作限定。例如,运动机构180可以是机械手等,此处不作限定。
组件10移动至清洗罐110的开口上方,此时将吊臂182下降,则可以使得乏燃料组件10浸没
在冲洗液中。当乏燃料组件10在冲洗液中剥离铅铋冷却剂完成后,吊臂182上升,从而带动
乏燃料组件10从清洗罐110中取出。
在流动时溅出。
铅铋冷却剂。
体可以为惰性气体,例如氩气等,此处不作限定。剩余铅铋冷却剂是指经过冲洗液的冲洗
后,乏燃料组件10上剩余的铅铋冷却剂。
离干净,进一步提高乏燃料组件10存放的安全性。
140连通;所述第五管道220的一端与靠近所述存放罐200的顶部的一端连通,所述第五管道
220的另一端分别与所述第三管道150和所述第二管道140连通;控制开关用于控制所述第
一管道130、所述第二管道140、所述第三管道150和所述清洗罐110形成回路,以及控制所述
第一管道130、所述第二管道140和所述第五管道220连通,以及控制所述第三管道150、所述
第二管道140和所述第四管道210连通。在本实施例中,离心泵160还用于驱动所述冲洗液通
过依次连通的所述第四管道210、所述第二管道140和所述第三管道150从所述存放罐200注
入至所述清洗罐110,以及用于驱动所述冲洗液通过依次连通的所述第一管道130、所述第
二管道140和所述第五管道220从所述清洗罐110回流至所述存放罐200。
二管道140和所述第三管道150依次连通,启动离心泵160,则离心泵160会将存放罐200中的
冲洗液注入至清洗罐110中。当冲洗液注入至清洗罐110的预设高度时,关闭离心泵160。开
始对乏燃料组件10表面的铅铋冷却剂进行处理。当对乏燃料组件10表面的铅铋冷却剂进行
处理时,通过控制开关将第一管道130、所述第二管道140、所述第三管道150和所述清洗罐
110形成回路,开启离心泵160,从而对乏燃料组件10进行处理。当需要将清洗罐110中的冲
洗液回收至存放罐200时,通过控制开关将第一管道130、所述第二管道140和所述第五管道
220依次连通,开启离心泵160,从而驱动冲洗液从清洗罐110回流至存放罐200。
管道210、第二管道140和第三管道150从存放罐200注入至清洗罐110,以及驱动冲洗液通过
依次连通的第一管道130、第二管道140和第五管道220从清洗罐110回流至存放罐200等功
能,减少了离心泵160的数量。此外,通过控制开关以及各个管道的配合,可以调整冲洗液的
流向,可以大大提高该处理设备的使用便利性,以及简化了处理系统的组成。
在所述第四管道210中,用于控制所述第四管道210的导通。第四阀门260设置在所述第五管
道220中,用于控制所述第五管道220的导通。
道140、第三管道150和清洗罐110形成的回路。同理,控制第三阀门250和第二阀门240开启,
其他阀门关闭,则第四管道210、第二管道140和第三管道150依次连通。同理,控制第一阀门
230和第四阀门260开启,其他阀门关闭,则第一管道130、第二管道140和第五管道220依次
连通。
对乏燃料组件10进行处理时,通过流速计270监测冲洗液的流速,从而调整对乏燃料组件10
清洗的流速。
通。
第一排水管道用于将清洗罐110清洗后剩余的废水排出。存放罐200的底部设置有第二排水
管道,该第二排水管道用于将存放罐200清洗后剩余的废水排出。可选的,第一排水管道上
设置有第一排水阀门,第二排水管道上设置有第二排水阀门。
制冲洗液注入管道的导通。
的高度,所述冲洗液包含有机水溶性物。
组件的高度,与乏燃料组件的结构参数以及清洗罐的结构参数相关,本实施例对于具体的
高度不作限定。例如,预设高度可以是清洗罐的1/2高度。
并静置第一预设时间。可选的,第一预设时间为5分钟以上。使乏燃料组件静置在冲洗液中
浸泡持续第一预设时间,目的在于使冲洗液对铅壁表面的固体加热,以及降低乏燃料组件
的表面粗糙度。
冲洗液内的所述乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离。
尽量全部剥离。当冲洗液持续流动第二预设时间,则确定乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离
完成。
的高度,所述冲洗液包含有机水溶性物。
冲洗液内的所述乏燃料组件上的铅铋冷却剂剥离。
骤的执行并没有严格的顺序限制,这些步骤可以以其它的顺序执行。而且,图3‑图4中的至
少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段,这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻
执行完成,而是可以在不同的时刻执行,这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进
行,而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执
行。
一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施
例或示例。
盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护
范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。