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核電廠變形相關(guān)組件安全貯存工器具研發(fā)及應(yīng)用

文檔作者：石中華，鄧志新，張旭輝，王玲彬文檔來(lái)源：中核核電運(yùn)行管理有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月17日
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中國(guó)核電
CHINA NUCLEAR POW ER
第8卷第3期201 5年9B
核電廠變形相關(guān)組件安全
貯存工器具研發(fā)及應(yīng)用
石中華，鄧志新，張旭輝，王玲彬
(中核核電運(yùn)行管理有限公司，浙江海鹽314300)
摘要：由于變形相關(guān)組件形狀發(fā)生變化，無(wú)法配插到燃料組件或存放架內(nèi)進(jìn)行貯存，一般是將其臨
時(shí)放入乏燃料水池貯存格架中的空貯存小室內(nèi)，這種狀態(tài)下的變形相關(guān)組件失去支撐，變形相關(guān)組
件棒體會(huì)在自身重量作用下發(fā)生彎曲，長(zhǎng)時(shí)間處于此狀態(tài)下可能導(dǎo)致棒體破損，致使里面的物質(zhì)泄
漏而污染乏燃料水池。文章中工器具的整個(gè)研發(fā)是以秦山第二核電廠作為試驗(yàn)場(chǎng)所，以其乏燃料水
池內(nèi)的3組變形相關(guān)組件作為研制對(duì)象，最終研發(fā)出一套適用于變形相關(guān)組件安全貯存的工器具，
本套工器具保證了變形相關(guān)組件的完整}生。
關(guān)鍵詞：變形相關(guān)組件；安全貯存工器具；研發(fā)；安全貯存
中圖分類號(hào)：TM623 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674—1617(2015)03—0249-06
Safe Storage Tools Designed and Applied for
Deformation Associated Core Components
SHI Zhong-hua，DENG Zhi-xin，ZHANG Xu-hui，W ANG Ling-bin
(CNNP Nuclear Power Operations Management Co．，Ltd．，Haiyan of Zhejiang
Prov．314300，China)
Abstract：Due to the shape of the deformation associated core components is changed，it can’t
be inserted to fuel assembly or storage rack，and it can only be stored in sl：~ t fuel storage cel1．
Deformation associated core components in this state will lose support．Rods of deformation as—
sociated core components be∞me bend under the weight of its own．which may be damaged
for a long time in this state，thus the material inside leaked and the spent fuel pool is contaminated．
Therefore ，we must design a tool，w hich can safely store the deformation associated Core
comDonents． Qinshan Phase II is selected as the test site for the whole development process，
with three groups of deform ation associated Core components(a group of primary neutron source
assembly，a group of burnable poison assembly，a group of rod cluster control assanbly)in the
spent fuel pool as development obits．U1Kmately a set of tools suitable for the safe storage of
deformation associated Core compo nents are developed．which enSI】r℃ the integrity of the deformation
associated core co mponents．
Key words：deformation associated core components；safe storage tools；development；safe storage
CLC number：TM623 Article character：A Article ID：1674-1617(2015)03-0249—06
2015_o4崢2謄 lll
石中篳 (198 一) t男，寧夏中衛(wèi)人 工程師lI學(xué)士，從事核燃料性能分析工作。
249
核
電
運(yùn)
營(yíng)

Nuclea
— —
r
— —
Power Operation
核電運(yùn)營(yíng)
2 變形 火紕什安 存r^器具
研發(fā)
2．1 工器具研發(fā)設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則
核電廠對(duì)安全要求等級(jí)極高，特別是乏燃料
水池重要部位，里面貯存大量的乏燃料組件、已
輻照燃料組件以及新燃料組件，并且對(duì)乏燃料水
池不銹鋼覆面保護(hù)要求嚴(yán)格，不允許砸、碰等可
能導(dǎo)致不銹鋼覆面損傷的情況發(fā)生。所以，工器
具的研發(fā)必須以安全為首位。其設(shè)計(jì)要求如下。
1)實(shí)現(xiàn)對(duì)變形相關(guān)組件的準(zhǔn)確抓取
由于目前貯存于乏燃料水池中的變形相關(guān)組
件是失去定位支撐的，因此無(wú)法利用現(xiàn)有的核燃料
裝卸轉(zhuǎn)運(yùn)和貯存系統(tǒng)(PM C系統(tǒng))中的抓具對(duì)其
進(jìn)行抓取，所以必須設(shè)計(jì)一種新的抓具。由于現(xiàn)
場(chǎng)的特殊性，變形相關(guān)組件在乏燃料水池貯存格
架空的貯存小室內(nèi)(標(biāo)高：+7．45 m)，乏燃料水池
內(nèi)充滿含硼水(水位大于+19．3 m)，而操作必須站
在人橋吊車上，標(biāo)高+23 m，因此操作位置距變
形相關(guān)組件上部結(jié)構(gòu)有10 m左右的距離。
2)實(shí)現(xiàn)變形相關(guān)組件的安全存放
實(shí)現(xiàn)抓取后，由于變形相關(guān)組件部分棒體發(fā)
生變形，需要設(shè)計(jì)一種專用適配器， 即不受變形
相關(guān)組件棒體變形的影響，又能很好地配合P M C
系統(tǒng)進(jìn)行操作，貯存后不影響周圍貯存小室的正
常使用，更重要的是能夠安全地支撐變形相關(guān)組
件。因此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)尺寸受到了限制，由于3組
變形相關(guān)組件上部結(jié)構(gòu)不一樣，需分別考慮，被
252
窄口吊鉤
抓起的變形相關(guān)組件棒體很難進(jìn)行約束，4 m左
右長(zhǎng)的棒體會(huì)來(lái)回?fù)u擺，給貯存帶來(lái)了困難。
3)實(shí)現(xiàn)對(duì)變形相關(guān)組件的棒體導(dǎo)向
針對(duì)變形相關(guān)組件棒體來(lái)回?fù)u擺問(wèn)題，本套
工器具還必須具備導(dǎo)向作用，能夠?qū)ψ冃蔚陌趔w
進(jìn)行有效導(dǎo)向，特別對(duì)棒體變形較大的導(dǎo)向也必
須有效可靠。
4)本套工器具必須滿足安全、簡(jiǎn)易、經(jīng)
濟(jì)、方便現(xiàn)場(chǎng)操作的設(shè)計(jì)要求，即必須以安全為
首位，設(shè)計(jì)的工器具易加工，造價(jià)低，并且需要
與現(xiàn)場(chǎng)PMC系統(tǒng)相互融合，以方便現(xiàn)場(chǎng)的操作。
2．2 工器具研發(fā)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求和準(zhǔn)則，通過(guò)幾種設(shè)計(jì)方案的
對(duì)比和抉擇，最終確定用吊鉤實(shí)現(xiàn)對(duì)變形相關(guān)組
件的抓取，用專用適配器實(shí)現(xiàn)對(duì)變形相關(guān)組件的
安全存放，在安全存放過(guò)程中，用導(dǎo)向工具對(duì)變
形相關(guān)組件棒體進(jìn)行導(dǎo)向。
2．2．1 吊鉤
該吊鉤最大特點(diǎn)：采用3 mm厚的不銹鋼
板，通過(guò)增加不銹鋼板的寬度來(lái)實(shí)現(xiàn)其強(qiáng)度，而
不采用不銹鋼棒，最大原因是采用不銹鋼板制作
的吊鉤在抓取變形相關(guān)組件時(shí)是面接觸，增大了
接觸面，能夠更牢靠地抓取變形相關(guān)組件，被抓
住的變形相關(guān)組件不會(huì)輕易滑動(dòng)或晃動(dòng)，增加了
穩(wěn)定性，而采用不銹鋼棒制作的吊鉤在抓取變形
相關(guān)組件時(shí)是線接觸，不穩(wěn)定。除此之外，采用
不銹鋼板制作的吊鉤可以在相關(guān)組件支撐板和翼
板之間有更多的操作空間，能夠準(zhǔn)確地抓取變形
圖6 吊鉤
Fig．6 Hook
鉤 b
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a }—— — C
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Powe
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i
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—
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核電運(yùn)營(yíng)
此導(dǎo)向工具，將變形較大的棒體收攏到一個(gè)較小
的范圍內(nèi)，以便棒體順利進(jìn)入專用適配器內(nèi)。
3 r器 J；~JtI
經(jīng)過(guò)工器具圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，工器具加工，工器具
驗(yàn)證，證明安全可靠，于2009年7月，利用研發(fā)的
變形相關(guān)組件安全貯存工器具，成功將秦山第二
核電廠3組變形相關(guān)組件(一組一次中子源組件、
一組可燃毒物組件、一組控制棒組件)進(jìn)行了安
全貯存，實(shí)施過(guò)程安全順利。
貯存操作主要步驟：利用新燃料升降機(jī)、乏
燃料組件抓具、人橋吊車把專用適配器放人乏燃
料貯存格架空的貯存小室上一用2只吊鉤鉤取變
形相關(guān)組件一借助人橋吊車提起變形相關(guān)組件一
導(dǎo)向工具對(duì)變形相關(guān)組件棒體導(dǎo)向一變形相關(guān)組
件慢慢進(jìn)入專用適配器內(nèi)一確認(rèn)變形相關(guān)組件已
安全貯存一脫去吊鉤一完成安全貯存。
4 結(jié)術(shù)
變形相關(guān)組件安全貯存工器具(抓取工具、
專用適配器、導(dǎo)向工具)的成功研發(fā)，解決了秦
山第二核電廠3組變形相關(guān)組件的安全貯存問(wèn)題。
該套工器具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于加工，在操作使用上安
全可靠，現(xiàn)場(chǎng)操作簡(jiǎn)便易行。在此次秦山第二核
電廠3組變形相關(guān)組件安全貯存過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)這3
組變形相關(guān)組件棒體變形已較大，通過(guò)此次安全
貯存，使棒體處于自由懸掛狀態(tài)，避免了棒體變
形的進(jìn)一步加深。
此套工器具的研發(fā)，彌補(bǔ)了壓水堆核電廠在
處理變形相關(guān)組件方面的空白，可推廣使用，也
可作為經(jīng)驗(yàn)借鑒。
254
參考文獻(xiàn)：
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CNNP Jianzhong Nuclear Fuel Co．，Ltd ，2009 ．)
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元件有限公司，2009．(WEN Jie．Assembly drawing
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Jianzhong Nuclear Fuel Co．，Ltd，2009 ．)
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術(shù)與管理創(chuàng)新論文專刊，2013，5(增刊)：250 253．
(GONG Min-xuan ． Technical improvements of
Burnable Poison Assembly storage rack[J】．Special
paper of CNNP Youth technology and management
innovation ，2013，5(supplement)：250-253．)

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