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核电厂变形相关组件安全贮存工器具研发及应用

文档作者：石中华，邓志新，张旭辉，王玲彬文档来源：中核核电运行管理有限公司		点击数：	更新时间： 2022年12月17日
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中国核电
CHINA NUCLEAR POW ER
第8卷第3期201 5年9B
核电厂变形相关组件安全
贮存工器具研发及应用
石中华，邓志新，张旭辉，王玲彬
(中核核电运行管理有限公司，浙江海盐314300)
摘要：由于变形相关组件形状发生变化，无法配插到燃料组件或存放架内进行贮存，一般是将其临
时放入乏燃料水池贮存格架中的空贮存小室内，这种状态下的变形相关组件失去支撑，变形相关组
件棒体会在自身重量作用下发生弯曲，长时间处于此状态下可能导致棒体破损，致使里面的物质泄
漏而污染乏燃料水池。文章中工器具的整个研发是以秦山第二核电厂作为试验场所，以其乏燃料水
池内的3组变形相关组件作为研制对象，最终研发出一套适用于变形相关组件安全贮存的工器具，
本套工器具保证了变形相关组件的完整}生。
关键词：变形相关组件；安全贮存工器具；研发；安全贮存
中图分类号：TM623 文献标志码：A 文章编号：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峥2誊 lll
石中筚 (198 一) t男，宁夏中卫人 工程师lI学士，从事核燃料性能分析工作。
249
核
电
运
营

Nuclea
— —
r
— —
Power Operation
核电运营
2 变形 火纰什安 存r^器具
研发
2．1 工器具研发设计要求和准则
核电厂对安全要求等级极高，特别是乏燃料
水池重要部位，里面贮存大量的乏燃料组件、已
辐照燃料组件以及新燃料组件，并且对乏燃料水
池不锈钢覆面保护要求严格，不允许砸、碰等可
能导致不锈钢覆面损伤的情况发生。所以，工器
具的研发必须以安全为首位。其设计要求如下。
1)实现对变形相关组件的准确抓取
由于目前贮存于乏燃料水池中的变形相关组
件是失去定位支撑的，因此无法利用现有的核燃料
装卸转运和贮存系统(PM C系统)中的抓具对其
进行抓取，所以必须设计一种新的抓具。由于现
场的特殊性，变形相关组件在乏燃料水池贮存格
架空的贮存小室内(标高：+7．45 m)，乏燃料水池
内充满含硼水(水位大于+19．3 m)，而操作必须站
在人桥吊车上，标高+23 m，因此操作位置距变
形相关组件上部结构有10 m左右的距离。
2)实现变形相关组件的安全存放
实现抓取后，由于变形相关组件部分棒体发
生变形，需要设计一种专用适配器， 即不受变形
相关组件棒体变形的影响，又能很好地配合P M C
系统进行操作，贮存后不影响周围贮存小室的正
常使用，更重要的是能够安全地支撑变形相关组
件。因此设计结构尺寸受到了限制，由于3组
变形相关组件上部结构不一样，需分别考虑，被
252
窄口吊钩
抓起的变形相关组件棒体很难进行约束，4 m左
右长的棒体会来回摇摆，给贮存带来了困难。
3)实现对变形相关组件的棒体导向
针对变形相关组件棒体来回摇摆问题，本套
工器具还必须具备导向作用，能够对变形的棒体
进行有效导向，特别对棒体变形较大的导向也必
须有效可靠。
4)本套工器具必须满足安全、简易、经
济、方便现场操作的设计要求，即必须以安全为
首位，设计的工器具易加工，造价低，并且需要
与现场PMC系统相互融合，以方便现场的操作。
2．2 工器具研发
根据设计要求和准则，通过几种设计方案的
对比和抉择，最终确定用吊钩实现对变形相关组
件的抓取，用专用适配器实现对变形相关组件的
安全存放，在安全存放过程中，用导向工具对变
形相关组件棒体进行导向。
2．2．1 吊钩
该吊钩最大特点：采用3 mm厚的不锈钢
板，通过增加不锈钢板的宽度来实现其强度，而
不采用不锈钢棒，最大原因是采用不锈钢板制作
的吊钩在抓取变形相关组件时是面接触，增大了
接触面，能够更牢靠地抓取变形相关组件，被抓
住的变形相关组件不会轻易滑动或晃动，增加了
稳定性，而采用不锈钢棒制作的吊钩在抓取变形
相关组件时是线接触，不稳定。除此之外，采用
不锈钢板制作的吊钩可以在相关组件支撑板和翼
板之间有更多的操作空间，能够准确地抓取变形
图6 吊钩
Fig．6 Hook
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核电运营
此导向工具，将变形较大的棒体收拢到一个较小
的范围内，以便棒体顺利进入专用适配器内。
3 r器 J；~JtI
经过工器具图纸设计，工器具加工，工器具
验证，证明安全可靠，于2009年7月，利用研发的
变形相关组件安全贮存工器具，成功将秦山第二
核电厂3组变形相关组件(一组一次中子源组件、
一组可燃毒物组件、一组控制棒组件)进行了安
全贮存，实施过程安全顺利。
贮存操作主要步骤：利用新燃料升降机、乏
燃料组件抓具、人桥吊车把专用适配器放人乏燃
料贮存格架空的贮存小室上一用2只吊钩钩取变
形相关组件一借助人桥吊车提起变形相关组件一
导向工具对变形相关组件棒体导向一变形相关组
件慢慢进入专用适配器内一确认变形相关组件已
安全贮存一脱去吊钩一完成安全贮存。
4 结术
变形相关组件安全贮存工器具(抓取工具、
专用适配器、导向工具)的成功研发，解决了秦
山第二核电厂3组变形相关组件的安全贮存问题。
该套工器具结构简单易于加工，在操作使用上安
全可靠，现场操作简便易行。在此次秦山第二核
电厂3组变形相关组件安全贮存过程中，发现这3
组变形相关组件棒体变形已较大，通过此次安全
贮存，使棒体处于自由悬挂状态，避免了棒体变
形的进一步加深。
此套工器具的研发，弥补了压水堆核电厂在
处理变形相关组件方面的空白，可推广使用，也
可作为经验借鉴。
254
参考文献：
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料元件有限公司，1998．(YU Xiao—yan．Assembly
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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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(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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