一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及放射性厂房烟囱退役领域，一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置，包括固定环，固定环上安装有可转动的内齿圈，内齿圈与转环连接，固定环上安装有至少两个用于抱紧烟囱管道的夹紧装置，转动环上安装有至少一个用于切割烟囱管道的切割装置。本发明专利技术采用夹持机构及切割机构同时工作进行管道切除，管道切割完成后切除的管道被夹持机构定位，简化了后续的吊装运输过程。

【技术实现步骤摘要】
一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置
本专利技术涉及放射性厂房烟囱退役领域，具体是指一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置。
技术介绍
放射性厂房烟囱是核设施的重要配套设施，主要用于气态流出物的排放。排风烟囱在核设施运行过程中，会不可避免地受到放射性污染。因此，当这类烟囱面临退役时，需要同时考虑工业安全与辐射安全，这对退役活动带来了极大挑战。早在上世纪，国内821厂及中国核动力研究设计院等多家涉核单位，建立了多座高架烟囱用于排放放射性废气。虽然通过烟囱排放的气体中放射性比活度及排放活度总量满足国家规定的排放标准，但长年累月中烟囱壁面不可避免地沉积了不定量的放射性核素，其放射性比活度及热点分布尚不知晓，这给烟囱退役工程的综合评估以及技术方案的制定带来了极大难度。典型的放射性厂房烟囱高度不低于120m，底部外径近15m，顶部口径约5m，烟囱底部壁厚约700mm，顶部壁厚约200mm。烟囱主体为锥形钢筋混凝土结构，烟囱内壁通常覆盖有一定厚度的耐酸砂浆或沥青，个别烟囱内部同心布置有内径约600mm的钢管，用于分割工艺排气与厂房排气，且钢管与烟囱内壁设有多点周向支持。烟囱外壁装有金属爬梯及平台，但多年失修，爬梯、平台基本不能使用。倘若在传统非核工业中，对于这类复杂结构的烟囱，通常采用简单高效的爆破方式对烟囱进行拆除。然而，在涉核领域，烟囱退役前必不可少的程序包括：源项特性调查、烟囱去污、烟囱拆除、后处理等，整个过程中需要最大程度地减少放射性核素的外扩散，保障退役人员安全，拆除、去污工艺应当尽可能降低二次废物的产生，减少放射性废物对环境和我们今后发展造成的影响。然而，当前国内烟囱退役技术研究尚处于起步阶段，对放射性烟囱源项分布特性的认识还不清晰，有关放射性烟囱去污、切割拆除等关键技术的研究国内外未见报道，缺乏工程试验指导烟囱退役。放射性厂房烟囱退役涉及核物理、放射化学、辐射防护、环境科学等多领域学科，具有技术复杂、不确定因素多等特点。与核大国相比较，我国核设施退役起步较晚，放射性厂房烟囱退役刚处于起步阶段。经调研，对于放射性厂房钢筋混凝土排风烟囱的退役，我国目前尚未开展过相关技术研究，缺乏可供参考的试验及工程经验。而在传统非核工业烟囱拆除/退役方面，我国还主要以定点爆破技术为主，爆破产生的粉尘难以得到有效的控制。因此，传统烟囱退役技术的参考价值不高。国外核工业发展较早，在放射性烟囱退役方面，已经开展过工程实例。国外相关资料报道了一些放射性厂房烟囱去污、拆除方案，而对于烟囱的源项调查没有作过多的介绍。1990年以来，加拿大原子能有限公司(AECL)已经完成国家研究试验堆(NRX)通风烟囱的退役和Whiteshell1#反应堆烟囱高度缩减工程。NRX通风烟囱为钢筋混凝土结构，高60m，底部外径为3.4m，壁厚0.4m，顶部外径为1.5m，壁厚0.1m。运行事件造成了裂变产物在烟囱内表面的沉积。源项调查结果表明，混凝土中主要污染核素为137Cs，活度浓度为50000Bq/g；α污染主要来自Pu，活度浓度为100Bq/g；β污染水平为18000Bq/g。该烟囱采取的退役策略是先采用电锯切割，后用喷砂和琢磨去污。结果表明，超过90％的污染存在于烟囱内壁表层1.5mm以内，在接口周围更深。电锯的切割操作需要用水作为润滑剂，因此配备了一个循环水供应系统，使产生的二次废液最小化。整个过程共产生800L废液和400L泥浆，废液通过现场的排水系统处理，泥浆经固化后储存在废物库中。烟囱拆除后运至废物储存库暂存。Whiteshell1#反应堆烟囱为碳钢结构，高45.7m，由一个直径为2m的通风烟囱及直径为8.4m的球形贮水罐组成。1985年该烟囱关闭，只保留通风烟囱以支持后续的退役活动，烟囱高度由45.7m减为30.4m，并将贮水罐拆除。该工程所选择的拆除方法是自上而下水平切割，拆除顺序为：将贮水罐上部的通风烟囱拆除，包括顶部平台；将贮水罐解体为上、下两个半球，并将上半球拆除；将烟囱的内部管线拆除；将贮水罐的下半球及下部烟囱拆除；将第一步拆除的烟囱上部(包括顶部平台)，重新接到保留的烟囱顶部。对切下来的每一节烟囱进行检测，结果表明：切下来的烟囱为低放废物，去污至解控水平，作为非放废物处置。英国重水反应堆厂房烟囱为钢筋混凝土结构，烟囱中心是不锈钢筒，地上部分高36.6m，地下部分7.3m，内径为2.0m。地面3.0m以下壁厚0.35m，其余为0.23m。检测发现烟囱内表面受到放射性污染，主要污染核素为137Cs和60Co，污染水平为34Bq/cm2；混凝土吸附有3H，底部污染水平为5.79Bq/g，距内壁0.05m深度处浓度达15.9Bq/g。该烟囱退役策略是先采用金钢石丝锯湿法切割，后使用琢磨机对内表面进行去污。由于有3H的存在，不可能实现混凝土的完全去污，故对其每一段进行表面去污后贮存在当地的废物库中，待今后作进一步处置。收集湿法切割过程产生的废水，其中，沉淀物经固化后作为低放废物处置，清液则排入废水处理系统。美国InitialEngineTest设施烟囱高53m，底部直径为10m，顶部直径为5m。经检测，该烟囱的污染区域主要集中在底部5m区域内，主要污染核素为60Co、137Cs和90Sr，污染水平为0.12mSv/h。该烟囱的退役策略是先去污，后采用定向爆破法拆除。拆除前，先将烟囱底部的松散污染物和泥浆样的物质清除；然后使用真空吸尘，进一步清除底部和内壁的松散污染物；之后，对内表面进行喷砂去污，再次进行真空吸尘，去除砂粒和松散污染物。去污完成后，对烟囱表面的污染情况进行检测，确保无热点或污染区域遗漏，并对烟囱内部的混凝土进行取样分析，测定残余的放射性核素和污染水平。当测量结果表明残余的放射性核素均可在一定时间(该项目要求为100a)内衰变至本底水平后，采用爆破技术对烟囱进行拆除。将炸药引爆后，烟囱倒入事先挖好的填埋沟。对填埋沟周围进行辐射监测，对周围土壤进行取样分析，未发现有超出本底水平的区域。之后，用土壤填平填埋沟。意大利停止运行的Garigliano核电站中央烟囱的拆除于2017年11月中旬完成。烟囱拆除活动始于2014年3月。经过系统和机械测试，对区域进行防水处理和对结构进行固结，完成了通过烟囱划痕对内壁进行去污染。这个划痕工作是由一个专门设计和制造的意大利技术机器人完成的，该机器人通过外部遥控操作。机器人在烟囱里面从上到下移动，去除了轻微污染的混凝土薄层。预备工程于2016年8月完成，拆除位于建筑物顶部的平台，便于控制气流，并向烟囱内的机器人提供处理设备。烟囱拆除时采用了受控破碎拆除技术。从顶部开始，烟囱结构逐渐被拆除，产生的材料落入烟囱内部。拆除工程产生约800吨混凝土和30吨金属，污染物约为7立方米。这些废物已经被处理并放置在现场临时储存设施中。从上述国内外现状可以看出，虽然我国在放射性排风塔退役方面无相关工程实例，但我国在经过几大核设施退役工程后，积累了丰富的核设施退役工程经验，但总体而言，目前国内放射性厂房烟囱退役技术难点至少包括以下难点：1、狭长空间内复杂金属结构的切割拆除。解决上述难题离不开先进的智能装备、自动化控制以及切实可行的技术路线，因此，设计研制出一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置，其特征在于：包括固定环(33)，所述固定环(33)上安装有可转动的内齿圈(34)，所述内齿圈(34)与转环(36)连接，所述固定环(33)上安装有至少两个用于抱紧烟囱管道的夹紧装置(35)，所述转动环上安装有至少一个用于切割烟囱管道的切割装置(37)。

【技术特征摘要】
1.一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置，其特征在于：包括固定环(33)，所述固定环(33)上安装有可转动的内齿圈(34)，所述内齿圈(34)与转环(36)连接，所述固定环(33)上安装有至少两个用于抱紧烟囱管道的夹紧装置(35)，所述转动环上安装有至少一个用于切割烟囱管道的切割装置(37)。2.根据权利要求1所述的一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置，其特征在于：所述夹紧装置(35)包括固定在固定环(33)上的夹紧固定架(351)，所述夹紧固定架(351)上安装有抱紧盘(355)及用于推动抱紧盘(355)夹紧烟囱管道的夹紧气缸(352)。3.根据权利要求2所述的一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置，其特征在于：所述抱紧盘(355)夹紧运动方向与夹紧气缸(352)伸缩方向相垂直，所述夹紧固定架(351)上设有用于抱紧盘(355)水平推动的夹紧推动引导孔(3511)，所述抱紧盘(355)与夹紧气缸(352)伸缩杆通过夹紧连杆(354)连接，所述夹紧连杆(354)两端分别与抱紧盘(355)及夹紧气缸(352)伸缩杆铰接。4.根据权利要求3所述的一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割装置，其特征在于：所述夹紧气缸(352)伸缩杆上连接有夹紧推动柱(353)，所述夹紧连杆(354)两端分别与抱紧盘(355)及夹紧推动柱(353)铰接。5.根据权利要求4所述的一种放射性厂房烟囱内部废弃金属管道切割...

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭东，陈坤，刘阳，罗飞，马其钊，蒋忠霖，肖爱练，
申请(专利权)人：成都南方电子仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51