一种乏燃料组件开盖回取系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种乏燃料组件开盖回取系统及方法，适用于贮存乏燃料组件的乏燃料贮罐(1)，所述乏燃料组件开盖回取系统包括：氦气泄漏及包壳破损检测组件(100)，连接至所述乏燃料贮罐(1)，用于分别可控制地检测乏燃料贮罐(1)盖板组件焊缝密封情况以及乏燃料贮罐(1)内乏燃料组件包壳破损情况；充水排气组件(200)，连接至所述乏燃料贮罐(1)，用于可控制地对乏燃料组件进行注水降温并将所述乏燃料贮罐(1)的气体排出；切割组件(300)，用于可控制地对所述乏燃料贮罐(1)的盖板组件焊缝进行切割，以将所述乏燃料贮罐(1)内的乏燃料组件回取。本发明专利技术可实现焊接密封式贮罐内部乏燃料组件的安全回取利用。

【技术实现步骤摘要】
一种乏燃料组件开盖回取系统及方法
本专利技术涉及乏燃料组件回取利用
，特别涉及一种乏燃料组件开盖回取系统及方法。
技术介绍
目前国际上广泛、成熟应用的混凝土式乏燃料干式贮存设备由两个独立子设备组成，一个是装载乏燃料的金属乏燃料贮罐，另一个是置于贮罐外部承担结构、屏蔽保护功能的混凝土筒仓，两个子设备之间形成空气流道，通过自然通风实现衰变热非能动导出。现有技术中的乏燃料贮罐为一圆柱形薄壁金属容器，内部抽真空干燥后填充惰性保护气体，以实现乏燃料组件的长期存放；且乏燃料贮罐大多为焊接密封式贮罐。虽然焊接密封式贮罐可以满足乏燃料贮存需求，但考虑到设计寿命范围内，受外部环境、内部长期经受高温、高辐照环境影响，焊缝老化降质可能导致密封泄露，燃料包壳也可能产生破损释放危险性裂变气体，对于采取核燃料闭式循环的国家，必须要保证乏燃料组件进行长期贮存后可以安全的回取利用，然而现有技术中并没有对乏燃料组件进行回取利用的工程实践和经验。因此，为了解决现有技术中存在的没有对乏燃料组件进行回取利用的技术问题，急需寻求一种乏燃料组件开盖回取系统及方法。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中所存在的没有对乏燃料组件进行回取利用的技术问题，提供了一种乏燃料组件开盖回取系统，适用于贮存乏燃料组件的乏燃料贮罐，所述乏燃料组件开盖回取系统包括：氦气泄漏及包壳破损检测组件，连接至所述乏燃料贮罐，用于分别可控制地检测乏燃料贮罐盖板组件焊缝密封情况以及乏燃料贮罐内乏燃料组件包壳破损情况；充水排气组件，连接至所述乏燃料贮罐，用于可控制地对乏燃料组件进行注水降温并将所述乏燃料贮罐的气体排出；切割组件，用于可控制地对所述乏燃料贮罐的盖板组件的焊缝进行切割，以将所述乏燃料贮罐内的乏燃料组件回取。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述乏燃料组件开盖回取系统还包括:控制单元，分别与所述氦气泄漏及包壳破损检测组件、充水排气组件和切割组件连接，用于控制所述氦气泄漏及包壳破损检测组件、充水排气组件和焊缝切割组件的启闭。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述氦气泄漏及包壳破损检测组件包括：主检测管线、第一检测管线和第二检测管线，所述主检测管线一端与所述乏燃料贮罐连接，另一端分别连接所述第一检测管线和第二检测管线，所述主检测管线、第一检测管线和第二检测管线用于传输所述乏燃料贮罐泄露的气体；所述主检测管线上设置有第一阀门，所述第一阀门与所述控制单元连接，用于在所述控制单元的控制下启闭；所述第一检测管线上设置有氦气泄漏检测模块，用于检测所述乏燃料贮罐是否泄露氦气，以对所述乏燃料贮罐盖板组件的密封性检测；所述第二检测管线上设置有包壳破损检测模块，用于取样所述乏燃料贮罐泄露的气体，以检测乏燃料组件包壳破损情况。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述主检测管线靠近所述测试孔的一端设有封堵罩，用于避免气体外漏。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述氦气泄漏检测模块包括：连通的第二阀门和氦气泄漏检测仪；所述第二阀门远离所述氦气泄漏检测仪的一端与所述第一阀门连通，用于控制所述氦气泄漏检测仪的通断；所述氦气泄漏检测仪，用于检测所述测试孔内的气体是否含有氦气，实现对所述外层盖板、内层盖板、充气孔快速接头、排水孔快速接头的密封性检测；所述控制组件与所述第二阀门和氦气泄漏检测仪连接，用于控制所述第二阀门和氦气泄漏检测仪的启闭。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述包壳破损检测模块包括：连通的第三阀门和包壳破损取样筒，所述第三阀门远离所述包壳破损取样筒的一端与所述第一阀门连通，用于控制所述包壳破损取样筒的通断；所述包壳破损取样筒，用于取样所述测试孔内的气体，检测包壳是否破损；所述控制组件与所述第三阀门和包壳破损取样筒连接，用于控制所述第三阀门和包壳破损取样筒的启闭。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述包壳破损检测模块还包括：第四阀门，快速接头和高效吸附过滤器；所述第四阀门和快速接头依次连通于所述第三阀门和所述包壳破损取样筒之间，用于取样后控制所述包壳破损取样筒的快速断开；所述高效吸附过滤器用于在所述包壳破损取样筒检测出包壳破损后，与所述快速接头远离所述第四阀门的一端连通，用于净化所述测试孔内抽出的气体；所述控制组件与所述第四阀门，快速接头、第五阀门和高效吸附过滤器连接，用于控制所述第四阀门，快速接头、第五阀门和高效吸附过滤器的启闭。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述包壳破损检测模块还包括抽气真空泵和压力检测仪，抽气真空泵，连通于所述包壳破损取样筒和高效吸附过滤器之间，用于抽取所述第二检测管线内的气体；压力检测仪，连通于所述第三阀门和所述第四阀门之间，用于检测所述第二检测管线的压力状态；所述控制组件与所述抽气真空泵和压力检测仪连接，用于控制所述抽气真空泵和压力检测仪的启闭。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述充水排气组件包括充水模块和排气模块，所述充水模块与所述排水孔快速接头连接，用于向所述乏燃料贮罐内不注入含硼水；所述排气模块与所述充气孔快速接头连接，用于使所述乏燃料贮罐内部含硼水受热闪蒸成水蒸气后从所述充气孔快速接头排出。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述充水模块包括水泵和第六阀门；所述第六阀门两端分别与所述水泵和乏燃料贮罐的排水孔快速接头连通；所述水泵远离所述第六阀门的一端与含硼水源连通，用于向乏燃料贮罐内部注入含硼水；所述控制组件与所述水泵和第六阀门连接，用于控制所述水泵和第六阀门的启闭。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取系统中，所述排气模块包括冷凝罐、抽气管阀门、第一排气管阀门和第二排气管阀门；所述冷凝罐通过所述抽气管阀门与所述乏燃料贮罐的充气孔快速接头连通，用于使所述乏燃料贮罐内部含硼水受热闪蒸成水蒸气后、能够从充气孔快速接头排出，并经所述冷凝罐冷凝；第一排气管阀门与冷凝罐的顶部连通，第二排气管阀门与冷凝罐的底部连通，经冷凝管冷凝后的水蒸气一部分经第一排气管阀门从冷凝罐的顶部排出，另一部分经第二排气管阀门从冷凝罐的底部排出；所述控制组件与所述冷凝罐、抽气管阀门、第一排气管阀门和第二排气管阀门连接，用于控制所述冷凝罐、抽气管阀门、第一排气管阀门和第二排气管阀门的启闭。本专利技术还提供了一种乏燃料组件开盖回取方法，包括：步骤1：检测乏燃料贮罐盖板组件的焊缝密封情况以及乏燃料贮罐内乏燃料组件包壳破损情况，并对泄漏的气体进行净化处理；步骤2：将乏燃料贮罐与充水模块和排气模块连通，以对乏燃料组件进行注水降温并将所述乏燃料贮罐的气体排出；步骤3：依次切割外层盖板焊缝和内层盖板焊缝，以去除外层盖板和内层盖板，回取所述乏燃料贮罐内的乏燃料组件。本专利技术上述的乏燃料组件开盖回取方法中，所述步骤1包括：步骤11：检测内层盖板焊缝、充气孔盖板焊缝或排水孔盖板焊缝是否泄露，若泄露，切割去除充气孔盖板及排水孔盖板；否则，直接进入步骤12；步骤12：检测所述充气孔快速接头是否泄露；若泄露，切割去除所述充气孔盖板；否则，直接进入步骤13；步骤13：检测所述排水孔快速接头是否泄露；若泄露，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种乏燃料组件开盖回取系统，适用于贮存乏燃料组件的乏燃料贮罐(1)，其特征在于，所述乏燃料组件开盖回取系统包括：/n氦气泄漏及包壳破损检测组件(100)，连接至所述乏燃料贮罐(1)，用于分别可控制地检测乏燃料贮罐(1)盖板组件的焊缝密封情况以及乏燃料贮罐(1)内乏燃料组件包壳破损情况；/n充水排气组件(200)，连接至所述乏燃料贮罐(1)，用于可控制地对乏燃料组件进行注水降温并将所述乏燃料贮罐(1)的气体排出；/n切割组件(300)，用于可控制地对所述乏燃料贮罐(1)的盖板组件的焊缝切割，以将所述乏燃料贮罐(1)内的乏燃料组件回取。/n

【技术特征摘要】
1.一种乏燃料组件开盖回取系统，适用于贮存乏燃料组件的乏燃料贮罐(1)，其特征在于，所述乏燃料组件开盖回取系统包括：
氦气泄漏及包壳破损检测组件(100)，连接至所述乏燃料贮罐(1)，用于分别可控制地检测乏燃料贮罐(1)盖板组件的焊缝密封情况以及乏燃料贮罐(1)内乏燃料组件包壳破损情况；
充水排气组件(200)，连接至所述乏燃料贮罐(1)，用于可控制地对乏燃料组件进行注水降温并将所述乏燃料贮罐(1)的气体排出；
切割组件(300)，用于可控制地对所述乏燃料贮罐(1)的盖板组件的焊缝切割，以将所述乏燃料贮罐(1)内的乏燃料组件回取。


2.根据权利要求1所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述乏燃料组件开盖回取系统还包括:控制单元(400)，分别与所述氦气泄漏及包壳破损检测组件(100)、充水排气组件(200)和切割组件(300)连接，用于控制所述氦气泄漏及包壳破损检测组件(100)、充水排气组件(200)和切割组件(300)的启闭。


3.根据权利要求2所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述氦气泄漏及包壳破损检测组件(100)包括：
主检测管线(140)、第一检测管线(150)和第二检测管线(160)，所述主检测管线(140)一端与所述乏燃料贮罐(1)连接，另一端分别连接所述第一检测管线(150)和第二检测管线(160)，所述主检测管线(140)、第一检测管线(150)和第二检测管线(160)用于传输所述乏燃料贮罐(1)泄露的气体；
所述主检测管线(140)上设置有第一阀门(110)，所述第一阀门(110)与所述控制单元(400)连接，用于在所述控制单元(400)的控制下启闭；所述第一检测管线(150)上设置有氦气泄漏检测模块(120)，用于检测所述乏燃料贮罐(1)是否泄露氦气，以对所述乏燃料贮罐(1)盖板组件的焊缝密封性进行检测；所述第二检测管线(160)上设置有包壳破损检测模块(130)，用于取样所述乏燃料贮罐(1)泄露的气体，以检测乏燃料组件包壳破损情况。


4.根据权利要求3所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述主检测管线(140)靠近所述乏燃料贮罐(1)的一端设有封堵罩，用于避免气体外漏。


5.根据权利要求4所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述氦气泄漏检测模块(120)包括：连通的第二阀门(121)和氦气泄漏检测仪(122)；所述第二阀门(121)一端与所述第一阀门(110)连通，用于控制所述第一检测管线(150)的通断；所述氦气泄漏检测仪(122)与第二阀门(121)另一端连通，用于检测所述乏燃料贮罐(1)泄露的气体是否含有氦气，以对所述乏燃料贮罐(1)盖板组件的焊缝密封性进行检测；所述控制组件(400)与所述第二阀门(121)和氦气泄漏检测仪(122)连接，用于控制所述第二阀门(121)和氦气泄漏检测仪(122)的启闭。


6.根据权利要求5所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述包壳破损检测模块(130)包括：连通的第三阀门(131)和包壳破损取样筒(132)，所述第三阀门(131)一端与所述第一阀门(110)连通，用于控制所述第二检测管线(160)的通断；所述包壳破损取样筒(132)与所述第三阀门(131)另一端连通，用于取样所述乏燃料贮罐(1)泄露的气体，检测乏燃料组件包壳破损情况；所述控制组件(400)与所述第三阀门(131)和包壳破损取样筒(132)连接，用于控制所述第三阀门(131)和包壳破损取样筒(132)的启闭。


7.根据权利要求6所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述包壳破损检测模块(130)还包括：第四阀门(133)，快速接头(134)、第五阀门(138)和高效吸附过滤器(135)；
所述第四阀门(133)和快速接头(134)依次连通于所述第三阀门(131)和所述包壳破损取样筒(132)之间，用于取样后控制所述包壳破损取样筒(132)快速断开；所述第五阀门(138)连通与所述包壳破损取样筒(132)和高效吸附过滤器(135)之间，用于控制控制包壳破损取样筒(132)内气体的流通量；所述高效吸附过滤器(135)用于在所述包壳破损取样筒(132)检测出乏燃料组件包壳破损后，与所述快速接头(134)远离所述第四阀门(133)的一端连通，以净化所述乏燃料贮罐(1)泄露的气体；所述控制组件(400)与所述第四阀门(133)，快速接头(134)、第五阀门(138)和高效吸附过滤器(135)连接，用于控制所述第四阀门(133)，快速接头(134)、第五阀门(138)和高效吸附过滤器(135)的启闭。


8.根据权利要求7所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述包壳破损检测模块(130)还包括抽气真空泵(136)和压力检测仪(137)，
抽气真空泵(136)，连通于所述包壳破损取样筒(132)和高效吸附过滤器(135)之间，用于抽取所述第二检测管线(160)内的气体；
压力检测仪(137)，连通于所述第三阀门(131)和所述第四阀门(133)之间，用于检测所述第二检测管线(160)的压力状态；所述控制组件(400)与所述抽气真空泵(136)和压力检测仪(137)连接，用于控制所述抽气真空泵(136)和压力检测仪(137)的启闭。


9.根据权利要求8所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述充水排气组件(200)包括充水模块(210)和排气模块(220)，所述充水模块(210)与所述乏燃料贮罐(1)连接，用于向所述乏燃料贮罐(1)内注入含硼水；所述排气模块(220)与所述乏燃料贮罐(1)连接，用于使所述乏燃料贮罐(1)内部含硼水受热闪蒸成水蒸气后排出。


10.根据权利要求9所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述充水模块(210)包括水泵(211)和第六阀门(212)；所述第六阀门(212)两端分别与所述水泵(211)和排水孔快速接头(220)连通；所述水泵(211)远离所述第六阀门(212)的一端与含硼水源连通，用于向乏燃料贮罐(1)内部注入含硼水；所述控制组件(400)与所述水泵(211)和第六阀门(212)连接，用于控制所述水泵(211)和第六阀门(212)的启闭。


11.根据权利要求10所述的乏燃料组件开盖回取系统，其特征在于，所述排气模块(220)包括冷凝罐(221)、抽气管阀门(222)、第一排气管阀门(223)和第二排气管阀门(224)；第一排气管阀门(223)与冷凝罐(221)的顶部连通，第二排气管阀门(224)与冷凝罐(221)的底部连通，所述冷凝罐(221)通过所述抽气管阀门(222)与所述充气孔快速接头(16)连通，用于使所述乏燃料贮罐(1)内部含硼水受热闪蒸成水蒸气后排至冷凝罐(221)，经冷凝罐(221)冷凝后的水蒸气一部分经第一排气管阀门(223)从冷凝罐(221)的顶部排出，另一部分经第二排气管阀门(224)从...

【专利技术属性】
技术研发人员：程呈，张学岭，李茂云，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，深圳中广核工程设计有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44