一种乏燃料运输容器的灌铅工艺方法技术

本发明专利技术属于灌铅方法，尤其涉及一种乏燃料运输容器的灌铅工艺方法。它包括：步骤一：熔铅炉功能性试验，步骤二：检测热电偶的设置，步骤三：清洁铅锭，步骤四：铅锭装入熔铅炉，步骤五：开始熔铅，步骤六：熔铅炉保温，搅拌，步骤七：开始灌铅，步骤八：灌铅完成，步骤九：铅液保温，步骤十：铅液逐层冷却，步骤十一：移除灌铅设备，步骤十二：铅层γ屏蔽性能检测。本发明专利技术具有如下优点：1.使用水冷环管提升装置使得铅层冷却均匀，且速度易于控制。2.熔铅及铅层保温均使用先进的天然气红外线辐射加热，热量利用率高，且清洁对环境污染小。

【技术实现步骤摘要】
一种乏燃料运输容器的灌铅工艺方法
本专利技术属于灌铅方法，尤其涉及一种乏燃料运输容器的灌铅工艺方法。
技术介绍
随着国内核电产业的发展，现有核电机组已经服役多年，核岛内的乏燃料贮存即将达到极限，必须转运至后处理厂进行后处理。乏燃料贮存、运输是核燃料循环产业中不可缺少的重要一环，目前国内现有进口的乏燃料运输容器已不能够满足国内乏燃料周转运输的要求，且国外进口乏燃料运输容器既不利于我国设备国产化的发展，也不利于我国核电发展对外输出的要求。随着我国经济建设的不断发展,对能源的需求特别是电力需求不断增长，核电事业也随之开始进入了蓬勃发展的阶段。核电站设计之中考虑的乏燃料在堆贮存能力通常为10～20年电站正常运行所卸出的乏燃料组件数量,在核电站贮存水池装满乏燃料之前,必须将其运往核燃料后处理厂，否则由于乏燃料不能及时外运而将造成核电站停堆的严重后果,导致巨大的经济损失。据测算，2020年我国核电站乏燃料累积存量将超过7500吨，核电站累积外运的乏燃料约为2100吨，2020年当年外运量超过200吨。到2025年，我国核电站乏燃料累积存量将超过14000吨，核电站乏燃料累积外运量5200吨，当年外运量近900吨。到2030年，在不考虑再新建核电站情况下，我国核电站乏燃料累积存量将达到23000吨，核电站乏燃料累积外运量超过10000吨，当年外运量近1300吨。因此,乏燃料运输势在必行，它是闭合燃料循环中非常重要的一环,而乏燃料运输容器又是保证运输安全的一项关键而重要的设备。根据世界各国在放射性物质(包括乏燃料)运输安全理念上达成的共识，放射性物质(包括乏燃料)运输的安全主要依赖运输容器本身的安全，人为因素和行政管理方面的要求处于次要地位。乏燃料运输容器研制项目对大型核燃料后处理厂专项具有重大意义，乏燃料运输容器是保证大型核燃料后处理厂正常运行的前提条件之一。由于大型乏燃料运输容器设计制造的复杂性和昂贵的造价，目前我国仅从美国NAC公司进口了两台NAC-STC容器，但其价格昂贵，目前还没有国产核电站乏燃料的运输容器。乏燃料运输容器的研制成功可以填补我国在这一领域的空白，具有大型乏燃料运输容器的设计与制造能力可以充分体现我国日益强大的综合国力。目前国际上具有大型乏燃料运输容器设计和制造能力的代表国家有美国、英国、法国和日本，但这些国家设计和制造的容器价格非常昂贵，一台容器需要近3000万元人民币。考虑到我国的实际情况,将来我国生产出的容器价格必将大大低于国外同类产品价格，在国际上将非常具有竞争力。本项目研制成功后，可以改变我国目前大型乏燃料运输容器完全依赖进口的现状。此外，还可以发挥国内制造成本低的优势，迅速扩大国产大型核电站乏燃料运输容器的国内市场占有率，随着我国大力发展核电政策的实行以及现有和在建核电站的陆续投产，乏燃料运输容器的需求量非常大，将来制造出的容器将应用于国内各个核电站的乏燃料运输工作之中，将大量的核电站乏燃料运输到大型核燃料后处理厂做后处理前的暂存。
技术实现思路
本专利技术目的是针对现有技术的缺陷提供一种乏燃料运输容器的灌铅工艺方法。本专利技术为实现上述目的，采用如下技术方案：一种乏燃料运输容器灌铅工艺方法，包括下述步骤：步骤一：熔铅炉功能性试验熔铅炉功能性试验内容包括：熔铅炉工作温度试验、熔铅炉输出管道通畅试验、管道阀门工装状态试验和密封性试验，当上述试验全部通过时，判定熔铅炉功能正常，可以用于后续步骤，步骤二：检测热电偶的设置本步骤首先设置热电偶，即热电偶设置在被灌注零件的内外壁面、熔铅炉和熔铅炉输出管道上，检测上述热电偶设置位置是否是预先确定的位置，步骤三：清洁铅锭对铅锭进行清洁，清洁以目测没有污染物为标准，步骤四：铅锭装入熔铅炉将清洁后的铅锭装入熔铅炉，步骤五：开始熔铅对熔铅炉升温，升温的速率范围为≤52℃/秒，升温的最终温度为500±20℃，步骤六：熔铅炉保温，搅拌对熔铅炉保温，保温的温度范围为保温时间为1小时，在保温过程中对融化的铅进行搅拌，搅拌速率以20r/min、40r/min、60r/min、80r/min的转速对铅液各均匀搅拌10分钟，达到匀热和除气、除渣的目的，管道和被灌注筒体的预热，管道管道外壁面设定加热温度范围为升温的速率范围为≤52℃/秒，被灌注筒体内外壁面设定加热温度范围为升温的速率范围为≤52℃/秒，检查铅锅内铅液、筒体内外壁和管道壁等测温点温度，当筒体内外壁温差≤56℃，铅液与筒体壁温差≤41℃，且全部点的温度范围在时，达到灌铅条件，准备开始灌铅，步骤七：开始灌铅将熔融状态的铅溶液灌注到产品内，本步骤需注意不要带入空气，步骤八：灌铅完成将熔融状态的铅溶液灌注到被灌注产品内时，灌铅完成，步骤九：铅液保温对灌注了熔融状态的铅溶液的被灌注产品进行保温，保温时间≥10小时，且筒体内外壁温差≤56℃，铅液与筒体壁温差≤41℃，全部点的温度在区间内时，步骤十：铅液逐层冷却以300mm为一层，右下向上逐层喷淋液体，对被灌注零件进行冷却，当被喷淋一层的铅溶液完全凝固时，对临近的一层进行冷却，直到将全部被灌注零件冷却，步骤十一：移除灌铅设备冷却完成后，将灌铅设备移除，仅留下被灌注零件，步骤十二：铅层γ屏蔽性能检测对被灌注零件进行γ屏蔽性能检测，检测铅层厚度，若铅层厚度大于等于预先设计的厚度，则判定灌注成功，否则判定灌注失败。如上所述的一种乏燃料运输容器灌铅方法，其中，所述的步骤二中的在设置在熔铅炉的热电偶，是设置在熔铅炉的底部；所述在设置在被灌注零件内外壁面的热电偶，是根据被灌注零件高度设置的，即当被灌注零件高度小于等于300mm时，在中间位置的内外壁面各设置一个热电偶，当灌注零件高度大于300mm时，在最顶端的内外壁面各设置一个热电偶、在最底端的内外壁面各设置一个热电偶，并且从最底端开始，每隔300mm的高度，在内外壁面各设置一个热电偶；所述在设置在熔铅炉输出管道的热电偶，是设置在输出管道一半长度的位置。本专利技术具有如下优点：1.使用水冷环管提升装置使得铅层冷却均匀，且速度易于控制。2.熔铅及铅层保温均使用先进的天然气红外线辐射加热，热量利用率高，且清洁对环境污染小。附图说明图1是本专利技术乏燃料运输容器灌铅方法的流程示意图。具体实施方式如附图1所示，一种乏燃料运输容器灌铅工艺方法，包括下述步骤：步骤一：熔铅炉功能性试验熔铅炉功能性试验内容包括：熔铅炉工作温度试验、熔铅炉输出管道通畅试验、管道阀门工装状态试验和密封性试验。当上述试验全部通过时，判定熔铅炉功能正常，可以用于后续步骤。步骤二：检测热电偶的设置本步骤首先设置热电偶，即热电偶设置在被灌注零件的内外壁面、熔铅炉和熔铅炉输出管道上。所述在设置在熔铅炉的热电偶，是设置在熔铅炉的底部；所述在设置在被灌注零件内外壁面的热电偶，是根据被灌注零件高度设置的，即当被灌注零件高度小于等于300mm时，在中间位置的内外壁面各设置一个热电偶，当灌注零件高度大于300mm时，在最顶端的内外壁面各设置一个热电偶、在最底端的内外壁面各设置一个热电偶，并且从最底端开始，每隔300mm的高度，在内外壁面各设置一个热电偶；所述在设置在熔铅炉输出管道的热电偶，是设置在输出管道一半长度的位置。检测上述热电偶设置位置是否是预先确定的位置。步骤三：清洁铅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乏燃料运输容器灌铅工艺方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一：熔铅炉功能性试验熔铅炉功能性试验内容包括：熔铅炉工作温度试验、熔铅炉输出管道通畅试验、管道阀门工装状态试验和密封性试验，当上述试验全部通过时，判定熔铅炉功能正常，可以用于后续步骤，步骤二：检测热电偶的设置本步骤首先设置热电偶，即热电偶设置在被灌注零件的内外壁面、熔铅炉和熔铅炉输出管道上，检测上述热电偶设置位置是否是预先确定的位置，步骤三：清洁铅锭对铅锭进行清洁，清洁以目测没有污染物为标准，步骤四：铅锭装入熔铅炉将清洁后的铅锭装入熔铅炉，步骤五：开始熔铅对熔铅炉升温，升温的速率范围为≤52℃/秒，升温的最终温度为500±20℃，步骤六：熔铅炉保温，搅拌对熔铅炉保温，保温的温度范围为

【技术特征摘要】
1.一种乏燃料运输容器灌铅工艺方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤一：熔铅炉功能性试验熔铅炉功能性试验内容包括：熔铅炉工作温度试验、熔铅炉输出管道通畅试验、管道阀门工装状态试验和密封性试验，当上述试验全部通过时，判定熔铅炉功能正常，可以用于后续步骤，步骤二：检测热电偶的设置本步骤首先设置热电偶，即热电偶设置在被灌注零件的内外壁面、熔铅炉和熔铅炉输出管道上，检测上述热电偶设置位置是否是预先确定的位置，步骤三：清洁铅锭对铅锭进行清洁，清洁以目测没有污染物为标准，步骤四：铅锭装入熔铅炉将清洁后的铅锭装入熔铅炉，步骤五：开始熔铅对熔铅炉升温，升温的速率范围为≤52℃/秒，升温的最终温度为500±20℃，步骤六：熔铅炉保温，搅拌对熔铅炉保温，保温的温度范围为保温时间为1小时，在保温过程中对融化的铅进行搅拌，搅拌速率以20r/min、40r/min、60r/min、80r/min的转速对铅液各均匀搅拌10分钟，达到匀热和除气、除渣的目的，管道和被灌注筒体的预热，管道管道外壁面设定加热温度范围为升温的速率范围为≤52℃/秒，被灌注筒体内外壁面设定加热温度范围为升温的速率范围为≤52℃/秒，检查铅锅内铅液、筒体内外壁和管道壁等测温点温度，当筒体内外壁温差≤56℃，铅液与筒体壁温差≤41℃，且全部点的温度范围在时，达到灌铅条件，准备开始灌铅，步骤七：开始灌铅将熔融...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷阿妮，贾卫卫，马永虔，王丛杰，高虎贤，
申请(专利权)人：西安核设备有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61