棋盘式剪切体积缩减系统和方法技术方案

一种用于通过挤压平整和随后剪切成小的切片来缩减圆柱形导管的体积以便进行处置的方法和设备。剪切操作利用对置的模块来完成，所述模块具有由切割刃组成的棋盘状格栅。最终的切片最好基本上呈正方形。本发明专利技术尤其适用于缩减来自于核反应堆的经辐射的放射性压力管的存储体积。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
棋盘式剪切体积缩减系统的制作方法
本专利技术涉及一种用于对材料进行体积缩减和处置的方法及设备，主要应用领域涉及经辐射的放射性物质。尤其是，本专利技术涉及用于将压力管和加热管从CANDU核反应堆中取出、处理以及处置的方法和设备。
技术介绍
为了延长CANDU核反应堆的工作寿命，必须着手大规模地对燃料管道进行更换。对燃料管道进行大规模更换的一个关键步骤是将高放射性的压力管和加热管从反应堆芯部取出。 常规步骤涉及将约6米长的压力管和加热管整体取出，或者在它们的中点处裁成两段。在导管移动方向上的一侧，不允许有人在反应堆拱顶(thereactor vault)周围，这就使得无法并行地展开工作并且由此延缓工作进度。一种非常大型并且笨重的灌铅容器被用来将压力管输送出反应堆拱顶之外，以进行处置。将这样尺寸的容器穿过CANDU型核反应堆的防泄漏结构，是一项困难并且耗时的任务，需要起重机或者其它重型的材料处理设备，并且需要将人员从工作区域疏散。这样会中断材料、设备以及人员的正常运转，导致整个反应堆停机，并且在工作进度安排和统筹考虑方面产生重大损失。因此，所希望的是使得将压力管和加热管取出和处置的方法更为经济、有吸引力。
技术实现思路
本专利技术通过挤压平整和随后剪切成小的切片提供了一种用于缩减圆柱形导管的体积以便进行处置的方法和设备。剪切操作最好在一个由多个交叉平面形成的棋盘状格栅上进行，并且最终的切片最好基本上呈正方形。 根据本专利技术，在此提供了一种用于缩减细长圆柱形导管的处置体积的设备，包括一对内向对置的模块、用于使得所述模块在打开位置与闭合位置之间移动的装置以及用于将所述圆柱形导管的端部置于位于打开位置的模块之间的输送装置，各个所述模块均包括一组突起的刀具和下陷的凹槽，这些模块中之一上的各个所述刀具适合于在所述模块从打开位置移动至闭合位置时紧密地容置在另一模块上的对置凹槽内，来依次将所述端部挤压成基本上平整的构造，并且将其剪切成大量切片。 根据本专利技术的另一方面，在此提供了一种用于缩减经辐射的放射性核反应堆圆柱形导管的处置体积的设备，包括可移动的安装底座，该安装底座适合于在选定的导管位置处操作性地位于反应堆表面的附近；安装在所述底座上的输送单元，用于夹持住所述选定导管并且将其前移出反应堆之外；安装在所述底座上的压制组件，包括一对内向对置的模块和用于使得所述模块在打开位置与闭合位置之间移动的装置，所述模块被设置成于打开位置处在它们之间接收所述选定导管，各个所述模块均包括一组突起的刀具和下陷的凹槽，所述模块中之一上的各个刀具适合于紧密地容置于另一模块上的对置凹槽内，由此在所述模块从打开位置移动至闭合位置时，所述端部被依次挤压成基本上平整的构造，并且被剪切成大量切片。 根据本专利技术的再一方面，在此提供了一种用于缩减细长圆柱形导管的处置体积的方法，包括(a)将所述圆柱形导管的端部置于一对内向对置的模块之间，所述模块可以在打开位置与闭合位置之间移动，各个所述模块均包括一组突起的刀具和下陷的凹槽，这些模块中之一上的各个刀具适合于在所述模块从打开位置移动至闭合位置时紧密地容置在另一模块上的对置凹槽内；(b)将所述模块从打开位置移动至闭合位置，来依次将所述端部挤压成基本上平整的构造，并且将其剪切成大量切片；以及(c)重复步骤(a)和(b)，直至所述圆柱形导管被裁切成切片。 根据本专利技术的又一方面，在此提供了一种用于缩减经辐射的放射性核反应堆圆柱形导管的处置体积的方法，包括(a)在反应堆表面处与一根选定导管的端部发生配合，并且将所述选定导管的一部分前移出反应堆之外；(b)将所述圆柱形导管的端部置于一对内向对置的模块之间，所述模块可以在打开位置与闭合位置之间移动，各个所述模块均包括一组突起的刀具和下陷的凹槽，这些模块中之一上的各个刀具适合于在所述模块从打开位置移动至闭合位置时紧密地容置在另一模块上的对置凹槽内；(c)将所述模块从打开位置移动至闭合位置，来依次将所述端部挤压成基本上平整的构造，并且将其剪切成大量切片；以及(d)重复步骤(b)和(c)，直至所述圆柱形导管被裁切成切片。 当结合附图进行阅读时，本专利技术中的工作结构和工作方法将通过下面对特定实施例的描述得以最佳理解。 附图说明 图1是本专利技术中处置体积缩减系统的一个实施例的透视图。 图2是压制组件的透视图。 图3是压制组件的正视图。 图4是一个透视图，示出了棋盘状模块与刀具的排布方式。 图5是回缩单元的透视图。 图6是回缩插塞的横剖侧视图。 图7是输送组件的透视图。 图8是输送组件的局部横剖正视图。 图9是容装组件(the flask assembly)在卸载过程中的横剖正视图。 具体实施方式 参照图1，示出了本专利技术中的棋盘式剪切体积缩减系统。该系统包括回缩单元100、压制组件200、输送组件300以及容装组件400。该压力管体积缩减系统被安装在工作平台500上，工作平台500能够水平横向运动，以便在栅格点(lattice sites)之间移动，能够向内/向外运动，以便朝向和背离栅格区域(the lattice sheet)进行移动，以及能够竖直运动，以便相对于栅格区域向上和向下移动。在图1中示出的圆柱形压力管10处于进行体积缩减的位置。 下面参照图2和3，较为详细地示出了压制组件200。压制组件200包括底座202和端板204。端板204由箱式框架208、底板201以及平行系板(stapes)210卡持成相对固定。系板210被螺栓连接在箱式框架208的四个拐角处。 液压缸214被固定安装在端板204上，同时活塞杆218从端板204向内延伸。活塞杆218在它们的远端处由缸体螺栓222连接在台板220(platen)上。台板220被螺栓连接在模块226上。模块226通过位于它们四个拐角处的钻孔224安装在导杆212上，并且适合于在液压缸214的控制下相向或者相背地往复式水平滑动。对置的模块226被承载在台板220的内向表面上。模块226中包含一组交错分布的工具钢剪刀具片，其细节构造可以在图4中看出。 下面参照图4，可以看出模块226的细节构造。各个模块226均被机械加工成带有一个棋盘状图案，该棋盘图案由突起的刀具228和下陷的凹槽230组成，在凹槽230中包含有弹射装置232。当进入面对面的关系时，一个对置模块226上的突起刀具228被容置在另一对置模块226上包含有弹射装置232的凹槽230中。尽管在图4中示出的棋盘状图案包括4×8排交替排布的突起刀具228和下陷凹槽230，但是应该明白，根据待处理圆柱形材料的尺寸和形状，也可以选择其它图案。 刀具228的内向表面229被切割刃23 1环绕起来。表面229的轮廓使得各个上边缘和下边缘231的中点突起。弹射装置232的内向表面倾斜设置，以有利于将材料弹射出来。 横跨模块226的表面，刀具228从模块226向内突伸的距离均匀减小。尤其是，与较为靠近模块226上的侧面262的刀具228相比，较为靠近模块226上的侧面260的刀具228向内突伸更长的距离，其中所述侧面262位于较为靠近反应堆表面的边缘处，而所述侧面260较为远离反应堆的表面。结果是，与较为靠近反应堆表面的对置刀具228和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于缩减细长圆柱形导管的处置体积的设备，包括一对内向对置的模块、用于使得所述模块在打开位置与闭合位置之间移动的装置以及用于将所述圆柱形导管的端部置于处于打开位置的模块之间的输送装置，各个所述模块均包括一组突起的刀具和下陷的凹槽，这些模块中之一上的各个所述刀具适合于在所述模块从打开位置移动至闭合位置时紧密地容置在另一模块上的对置凹槽内，从而依次将所述端部挤压成基本上平整的构造，并且将其剪切成大量切片。

【技术特征摘要】
US 2001-6-20 09/886,2321.一种用于缩减细长圆柱形导管的处置体积的设备，包括一对内向对置的模块、用于使得所述模块在打开位置与闭合位置之间移动的装置以及用于将所述圆柱形导管的端部置于处于打开位置的模块之间的输送装置，各个所述模块均包括一组突起的刀具和下陷的凹槽，这些模块中之一上的各个所述刀具适合于在所述模块从打开位置移动至闭合位置时紧密地容置在另一模块上的对置凹槽内，从而依次将所述端部挤压成基本上平整的构造，并且将其剪切成大量切片。2.根据权利要求1中所述的设备，其特征在于各个所述刀具均具有内向表面，用于与所述圆柱形构件挤压配合，和环绕在所述表面周围的切割刃，所述切割刃的轮廓形成为能够利用渐进的剪切动作裁切出一个所述切片。3.根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述切割刃基本上呈正方形。4.根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述刀具上的切割刃和相应的对置凹槽之间的间隔沿着排列发生变化，从而使得随着所述模块从打开位置移动至闭合位置，依次剪切出切片。5.根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述刀具上的切割刃与相应的对置凹槽之间的间隔沿着排列逐步增大，从而使得从所述圆柱形导管的端部开始，依次剪切出切片。6.根据权利要求1中所述的设备，包括位于各个所述凹槽中的弹射装置，用于弹射出剪切下来的切片。7.根据权利要求6中所述的设备，其特征在于响应所述模块从闭合位置移动至打开位置的运动，所述弹射装置受到驱动。8.根据权利要求7中所述的设备，其特征在于各个所述模块均被安装成相对于固定支架进行移动，所述支架包括止挡装置，所述弹射装置包括细长的固定元件，该固定元件被可滑动地安装成穿过所述模块，并且在所述凹槽与所述模块的外侧面之间延伸，所述弹射装置的外侧端部被设置成在所述模块从闭合位置移动至打开位置时与所述止挡装置发生配合，从而使另一端部延伸入所述凹槽之内，并与切片发生接触。9.根据权利要求1中所述的设备，其特征在于所述模块利用安装在所述固定支架上的液压缸在打开与闭合位置之间移动。10.一种用于缩减经辐射的放射性核反应堆圆柱形导管的处置体积的设备，包括可移动的安装底座，该安装底座适合于在选定的导管位置处操作性地位于反应堆表面的附近；安装在所述底座上的输送单元，用于夹持住所述选定导管并且将其前移出反应堆之外；安装在所述底座上的压制组件，包括一对内向对置的模块和用于使得所述模块在打开位置与闭合位置之间移动的装置，所述模块被设置成在打开位置处在它们之间接收所述选定导管，各个所述模块均包括一组突起的刀具和下陷的凹槽，所述模块中之一上的各个刀具适合于紧密地容置于另一模块上的对置凹槽内，由此在所述模块从打开位置移动至闭合位置时，所述端部被依次挤压成基本上平整的构造，并且被剪切成大量切片。11.根据权利要求10中所述的设备，还包括安装在所述底座上的回缩单元，用于夹持住所述选定导管的端部，并且将其从反应堆表面拉入被所述输送装置操作性夹持的位置。12.根据权利要求10中所述的设备，还包括位于所述模块下方的可拆卸容器，用于接收所述剪切下来的切片。13.根据权利要求12中所述的设备，还包括位于所述压制组件下方和容器上方的门装置，所述门装置被选择性地从用于接收所述剪切下来的切片的闭合位置移动至用于将所述切片排入可取出容器内的打开位置。14.根据权利要求10中所述的设备，其特征在于各个所述刀具均具有内向表面，用于与所述圆柱形构件挤压配合，和环绕在所述表面周围的切割刃，所述切割刃的轮廓形成为能够利用渐进的剪切动作裁切出一个所述切片。15.根据权利要求10中所述的设备，其特征在于所述切割刃基本上呈正方形。16.根据权利要求10中所述的设备，其特征在于所述刀具上的切割刃和相应的对置凹槽之间的间隔沿着排列发生变化，从而使得随着所述模块从打开位置移动至闭合位置，依次剪切出切片。17.根据权利要求10中所述的设备，其特征在于所述刀具上的切割刃与相应的对置凹槽之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯M金，克莱尔A考克斯，
申请(专利权)人：加拿大原子能有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]