一种燃料相关组件水下立式缩容处置方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及乏燃料后处理技术领域，具体公开了一种适用于压水堆核电站的燃料相关组件水下立式缩容处置方法及装置。该装置中存储架设置在装罐井的底部，并在存储架上端面上设有夹紧装置，利用夹紧装置可对待剪切的燃料相关组件进行夹紧定位；在所述的存储架上设有剪切装置，所述的剪切装置可将燃料相关组件剪切成单棒和连接柄；所述的贮存容器设置在装罐井底部，并位于存储架附近；利用机械手可将燃料相关组件剪切分离出单棒和连接柄分类存放在不同的贮存容器中。该方法能够在竖直状态下对燃料相关组件进行水下无屑剪切分离，并将分离后的单棒和连接柄进行分类存储，最终存放在乏燃料水池格架内，达到缩小相关组件存储空间的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种燃料相关组件水下立式缩容处置方法及装置
本专利技术属于乏燃料后处理
，具体涉及一种适用于压水堆核电站的燃料相关组件水下立式缩容处置方法及装置。
技术介绍
燃料相关组件主要包括控制棒组件和可燃毒物组件等，其中控制棒组件用于控制反应堆反应性；可燃毒物组件用于减小初始堆芯剩余反应性，保证反应堆具有负的慢化剂温度系数；两者均用于保障反应堆运行的安全性。因为乏燃料后处理厂并不接收废弃的相关组件，废弃的相关组件在核电厂退役前将一直存放在乏燃料水池乏燃料组件中或专用适配组件中，占用大量的乏燃料组件贮存格架。这不仅降低了乏燃料水池的存储能力，也在换料过程中需要多次倒换相关组件，影响换料效率。为此很有必要缩小燃料相关组件在乏燃料水池内存储容积，解决乏燃料水池格架存储能力不足的问题，实现乏燃料贮存格架的优化利用。目前针对M310机组提出了一种卧式的缩容方法，使用专用的相关组件抓具将燃料相关组件抓取至装罐池内，并将其翻转至水平，再通过无屑剪切的方式剪切分离相关组件单棒和连接柄，将分离后的单棒和连接柄分类存放在专用的贮存容器中，最后将该贮存容器存放在乏燃料水池格架内。这种方式缩小了相关组件单棒之间的距离，以近10：1的缩容比缩小了废弃相关组件的存储空间，但该缩容方法在剪切分离前需将相关组件翻转至水平状态，存储过程中又将单棒翻转至竖直状态，工序相对复杂，不仅需要各种复杂的翻转设备，而且对缩容场地截面尺寸需求也比较大。在类似田湾WWER机组，装罐井尺寸较小，无法在装罐井内将相关组件翻转至水平状态。>
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种燃料相关组件水下立式缩容处置方法及装置，简化缩容流程，降低缩容过程中对场地的截面尺寸需求。本专利技术的技术方案如下：一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，该装置包括装罐井、存储架、剪切装置、夹紧装置以及贮存容器，其中，存储架设置在装罐井的底部，并在存储架上端面上设有夹紧装置，利用夹紧装置可对待剪切的燃料相关组件进行夹紧定位；在所述的存储架上设有剪切装置，所述的剪切装置可将燃料相关组件剪切成单棒和连接柄；所述的贮存容器设置在装罐井底部，并位于存储架附件；利用机械手可将燃料相关组件剪切分离出单棒和连接柄分类存放在不同的贮存容器中。所述的贮存容器以一定倾斜角度设置在装罐井底部。所述的贮存容器与燃料组件具有一致的接口结构和尺寸，方便利用燃料组件抓具对贮存容器进行抓取和转移。所述的贮存容器通过容器托架支撑固定在装罐井底部，并通过容器托架可对贮存容器进行姿态调整。所述的剪切装置对燃料相关组件的剪切分离端口在燃料相关组件单棒上端塞范围内，并可对燃料相关组件单棒与连接柄进行冷变形无屑剪切分离。所述的机械手设置在存储架上，所述的机械手末端可到达燃料相关组件各单棒的位置和贮存容器口的位置，且可夹取燃料相关组件上的单棒、连接柄和改变单棒姿态，将单棒和连接柄存放在贮存容器中。所述的夹紧装置可将燃料相关组件垂直夹紧定位在存储架上，并在垂直方向上利用剪切装置对燃料相关组件中的单棒和连接柄进行分离。一种燃料相关组件水下立式缩容处理方法，该方法具体包括如下步骤：步骤1、将燃料相关组件转移至待进行水下缩容的场所；步骤2、将燃料相关组件进行垂直方向剪切分离；步骤2.1、对燃料相关组件进行整理，使各棒束之间分离；步骤2.2、将剪切装置相对于目标相关组件进行定位，使剪切刃口对准目标棒束；步骤2.3、利用机械手夹持待剪切的目标棒束，避免分离后的棒束掉入池底；步骤2.4、利用剪切装置对目标棒束与连接柄进行冷变形无屑剪切分离；步骤2.5、重复步骤2.2～2.4，完成整个目标相关组件单棒与连接柄的分离；步骤3、对分离后的目标燃料相关组件进行分类存储；步骤4、将装载燃料相关组件分离部件的贮存容器进行转运。步骤1-4都设有专用传感器或视频监控设备用于对缩容过程及状态进行监测。所述的步骤3中对分离后的目标燃料相关组件进行分类存储具体包括：步骤3.1、对燃料目标相关组件分离出的单棒进行集中存储；步骤3.2、对燃料目标相关组件分离出的连接柄进行集中存储。所述的步骤3.1中对燃料目标相关组件分离出的单棒进行集中存储的步骤为：步骤3.1.1、将贮存容器安装在装罐井中存储架的附近；利用燃料组件抓具将贮存容器安装在装罐井底部的容器托架中，并利用贮存容器托架将贮存容器调整至合适的姿态；步骤3.1.2、将分离后的单棒调整姿态后，放入贮存容器中。所述的步骤3.1.2中将分离后的单棒调整姿态后，放入贮存容器中的步骤为：步骤3.1.2.1、将夹持分离出单棒的机械手退出存储架遮挡的范围；步骤3.1.2.2、利用机械手将分离出的单棒移动至贮存容器的上方；步骤3.1.2.3、利用机械手将分离出的单棒调整合适的姿态，并放入贮存容器中。所述的步骤3.2中对燃料目标相关组件分离出的连接柄进行集中存储的具体步骤为：步骤3.2.1、利用步骤3.1.1将另一个贮存容器安装在装罐井存储架的附近；步骤3.2.2、将分离后的连接柄调整姿态后，放入贮存容器；步骤3.2.2.1、利用机械手抓取松开后的被剪切分离后的连接柄；步骤3.3.2.2、利用机械手将被剪切分离后的连接柄移动至存放连接柄的贮存容器口，并调整连接柄的姿态，将其放入贮存容器中。所述的步骤4中将装载燃料相关组件分离部件的贮存容器进行转运的具体步骤为：步骤4.1、将装满分离后连接柄或单棒的贮存容器端部关闭；步骤4.2、利用贮存容器下端的容器托架调整贮存容器的姿态为竖直状态；步骤4.3、利用燃料组件抓具将装满的贮存容器吊运至乏燃料水池格架中存放，完成缩容作业。所述的步骤1中将燃料相关组件转移至待进行水下缩容的场所的具体步骤为：步骤1.1、进行燃料相关组件缩容装置安装；步骤1.1.1、将乏燃料水池旁边的装罐井内注水，使装罐井内的水面与乏燃料水池内的水面平齐；步骤1.1.2、将贮存容器安装在装罐井中，并打开贮存容器盖；步骤1.1.3、打开乏燃料水池与装罐井之间的水闸门，便于燃料相关组件转移；步骤1.2、将燃料相关组件转移至水下缩容场所并固定。所述的步骤1.2中将燃料相关组件转移至水下缩容场所并固定的具体步骤为：步骤1.2.1、将装罐井底部上设置的存储架上的压紧装置打开，并利用燃料相关组件抓具从乏燃料水池格架内抓取目标相关组件；步骤1.2.2、将目标相关组件转移至装罐井内，并将其垂直存放在存储架4上，并利用压紧装置夹紧目标相关组件。所述的步骤1.1.2中贮存容器安装在装罐井中的步骤具体为：将贮存容器安装在装罐井的底部，并使贮存容器以一定的倾斜角度面向存储架设置。本专利技术的显著效果在于：本专利技术所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理方法及装置具有如下效果：(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：该装置包括装罐井、存储架(4)、剪切装置(5)、夹紧装置(6)以及贮存容器(2)，其中，存储架(4)设置在装罐井的底部，并在存储架(4)上端面上设有夹紧装置(6)，利用夹紧装置(6)可对待剪切的燃料相关组件进行夹紧定位；在所述的存储架(4)上设有剪切装置(5)，所述的剪切装置(5)可将燃料相关组件剪切成单棒和连接柄；所述的贮存容器(2)设置在装罐井底部，并位于存储架(4)附近；利用机械手(1)可将燃料相关组件剪切分离出单棒和连接柄分类存放在不同的贮存容器(2)中。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：该装置包括装罐井、存储架(4)、剪切装置(5)、夹紧装置(6)以及贮存容器(2)，其中，存储架(4)设置在装罐井的底部，并在存储架(4)上端面上设有夹紧装置(6)，利用夹紧装置(6)可对待剪切的燃料相关组件进行夹紧定位；在所述的存储架(4)上设有剪切装置(5)，所述的剪切装置(5)可将燃料相关组件剪切成单棒和连接柄；所述的贮存容器(2)设置在装罐井底部，并位于存储架(4)附近；利用机械手(1)可将燃料相关组件剪切分离出单棒和连接柄分类存放在不同的贮存容器(2)中。


2.根据权利要求1所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：所述的贮存容器(2)以一定倾斜角度设置在装罐井底部。


3.根据权利要求1或2所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：所述的贮存容器(2)与燃料组件具有一致的接口结构和尺寸，方便利用燃料组件抓具对贮存容器(2)进行抓取和转移。


4.根据权利要求1或2所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：所述的贮存容器(2)通过容器托架(3)支撑固定在装罐井底部，并通过容器托架(3)可对贮存容器(2)进行姿态调整。


5.根据权利要求1所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：所述的剪切装置(5)对燃料相关组件的剪切分离端口在燃料相关组件单棒上端塞范围内，并可对燃料相关组件单棒与连接柄进行冷变形无屑剪切分离。


6.根据权利要求1所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：所述的机械手(1)设置在存储架(4)上，所述的机械手(1)末端可到达燃料相关组件各单棒的位置和贮存容器口的位置，且可夹取燃料相关组件上的单棒、连接柄和改变单棒姿态，将单棒和连接柄存放在贮存容器(2)中。


7.根据权利要求1所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理装置，其特征在于：所述的夹紧装置(6)可将燃料相关组件垂直夹紧定位在存储架(4)上，并在垂直方向上利用剪切装置(5)对燃料相关组件中的单棒和连接柄进行分离。


8.一种燃料相关组件水下立式缩容处理方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
步骤1、将燃料相关组件转移至待进行水下缩容的场所；
步骤2、将燃料相关组件进行垂直方向剪切分离；
步骤2.1、对燃料相关组件进行整理，使各棒束之间分离；
步骤2.2、将剪切装置相对于目标相关组件进行定位，使剪切刃口对准目标棒束；
步骤2.3、利用机械手夹持待剪切的目标棒束，避免分离后的棒束掉入池底；
步骤2.4、利用剪切装置对目标棒束与连接柄进行冷变形无屑剪切分离；
步骤2.5、重复步骤2.2～2.4，完成整个目标相关组件单棒与连接柄的分离；
步骤3、对分离后的目标燃料相关组件进行分类存储；
步骤4、将装载燃料相关组件分离部件的贮存容器进行转运。


9.根据权利要求8所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理方法，其特征在于：所述的步骤1-4都设有专用传感器或视频监控设备用于对缩容过程及状态进行监测。


10.根据权利要求8所述的一种燃料相关组件水下立式缩容处理方法，其特征在于：所述的步骤3中对分离后的目标燃料相关组件进行分类存储具体包括：
步骤3.1、对燃料目标相关组件分离出的单棒进行集中存储；
步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，丁明，冷慧玲，李超，郝庆军，刘攀，
申请(专利权)人：核动力运行研究所，中核武汉核电运行技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42