一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统和方法，包括生产通道，包括连接在一起的直管段、弯管段和斜管段，直管段底端靠近重水堆排管容器内侧底部，直管段顶端伸出至排管容器上部空间并与弯管段的首端连接，弯管段的末端与斜管段的首端连接，斜管段的末端设有牵引机构；小车，位于生产通道内部用于承载靶盒，一端连接配重块，另一端通过牵引绳连接牵引机构；自动运输设备，位于排管容器上方空间，用于运输靶盒。从重水堆反应平台上预留的孔道，将靶盒以自重的方式送入堆芯区域内，利用重水堆内的辐照将靶盒内的材料转换为放射性同位素。为放射性同位素。为放射性同位素。

【技术实现步骤摘要】
一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统和方法


[0001]本专利技术涉及同位素生产
，具体为一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统和方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]放射性同位素应用在多个领域，可以通过将靶盒输送至重水堆内，利用重水堆辐射靶盒进行同位素生产，而此种生产方法中靶盒处于高放射性的重水堆中，人员无法手动操作。专利CN107710333A介绍了一种通过气压控制实现球形靶盒进出重水堆的系统。在反应堆内的通道采用套管式的封闭结构，以满足控制气体进出的需求。靶盒进出重水堆时速度难以控制，容易出现多个靶盒之间相互撞击后破裂、靶盒在生产通道内卡住、靶盒快速运动对堆芯的正常运行造成扰动等系列事故，不利于同位素的安全生产。专利CN112789689A介绍了一种通过绞盘运送靶盒进行辐照生产的系统，靶盒在反应堆内通过绞盘运输，在反应堆上方通过气动或者液压的方式传送。绞盘布置在贯穿孔洞的正上方，受辐照的剂量大；靶输送组件直接同反应堆流体流通，冷却剂的泄漏风险大。靶盒在后端通过气动或者液压的方式传送，其传动装置结构设计复杂、传送通道的密封性能要求高。

技术实现思路

[0004]为了解决上述
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提供一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统和方法，可以实现
99
Mo、
177
Lu、
89
Sr、
131
I等同位素的生产。该系统将封闭的生产通道从重水堆排管容器上方的贯穿孔洞插入至堆芯区域，隔绝排管容器中的重水后，靶盒在自重或者配重块的作用下沿生产通道进入堆芯区域，利用堆芯区域内的中子辐照将靶盒内的材料转换为放射性同位素，再利用牵引绳将靶盒沿生产通道移出重水堆外，最后靶盒利用自身重力离开生产通道进入自动运输通道。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]本专利技术的第一个方面提供一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，包括：
[0007]生产通道，包括连接在一起的直管段、弯管段和斜管段，直管段底端靠近重水堆排管容器内侧底部，直管段顶端伸出至排管容器上部空间并与弯管段的首端连接，弯管段的末端与斜管段的首端连接，斜管段的末端设有牵引机构；
[0008]小车，位于生产通道内部用于承载靶盒，一端连接配重块，另一端通过牵引绳连接牵引机构；
[0009]自动运输单元，位于排管容器上方空间，用于在反应堆堆顶区域运输靶盒。
[0010]还具有屏蔽塞和屏蔽组件，屏蔽塞朝向反应性控制平台的下方区域，位于排管容器贯穿孔和生产通道之间，屏蔽组件朝向反应性控制平台的上方区域，封闭包裹部分直管
段和弯管段。
[0011]直管段通过排管容器顶部的贯穿孔插入至堆芯区域内。直管段外侧同轴布置保护套管，保护套管底端通过定位顶针连接在排管容器底部，中部径向支撑在排管容器顶部。保护套管在管壁上设有流水孔。
[0012]自动运输单元包括自动运输通道、自动牵引设备和料盒。料盒和自动牵引设备位于自动运输通道内部。料盒上方设有接收靶盒的开口，底部设有卸出靶盒的开合闸门，料盒内部设置斜坡，斜坡底部空间用于储存靶盒，料盒上部设有人工牵引的接口。
[0013]弯管段或斜管道上均设有充排气口、密封阀、装料口和卸料口，装料口为接收靶盒的开口，充排气口经控制阀连接充排气单元。
[0014]充排气单元连通生产通道和自动运输通道，对封闭空间内进行气体和压力控制。卸料口设有导向通道，导向通道的出口朝向自动运输通道。
[0015]小车顶部设有用于靶盒装料的第一开口，底部设有用于靶盒卸料的第二开口，相邻小车之间通过铰链首尾相连。
[0016]靶盒采用金属包壳密封，内部填充用于放射性同位素生产的填充料。
[0017]本专利技术的第二个方面提供一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的方法，包括以下步骤：
[0018]靶盒装入自动运输通道；
[0019]自动牵引设备将靶盒通过自动运输通道送至生产通道的装料口，同时，充排气单元将惰性气体注入生产通道内并维持正压；
[0020]靶盒经生产通道的装料口进入小车，承载靶盒的小车在配重块和自身重力的牵引下送入反应堆内辐照；
[0021]完成辐照生产后牵引机构带动小车和靶盒送至生产通道的卸料口；
[0022]靶盒经生产通道的卸料口落入料盒，装载靶盒的料盒在自动运输通道内被运输至屏蔽运输容器处，将靶盒装入屏蔽运输容器运至指定区域。
[0023]与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
[0024]1、小车携带靶盒依靠配重块和自身重力，沿生产通道进入重水堆的堆芯区域内，靶盒内的材料接受堆芯区域辐照完成同位素生产后，通过牵引机构带动的牵引绳使小车和靶盒沿生产通道离开堆芯区域，机械传动结构简单，系统设计可靠性高。
[0025]2、小车内部承载靶盒，通过铰链结构首尾相连，避免出现靶盒相互撞击后破损的事故。
[0026]3、小车配合牵引机构的动作，牵引绳能够约束靶盒和小车在生产通道内的运动速度，对堆芯正常运行造成的扰动小。
[0027]4、生产通道为单管结构，靶盒及小车更靠近反应堆中的重水冷却剂，热阻小，散热条件好。
[0028]5、牵引机构布置在屏蔽组件外部、生产通道斜管道的末端，避免了直接布置在排管容器贯穿孔洞的正上方，大大降低了机电设备所受的辐照剂量。
[0029]6、生产通道提供了同位素生产的封闭空间，并且采用惰性气体保护，提升了同位素生产的安全性。
附图说明
[0030]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0031]图1是本专利技术实施例一提供的利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统整体结构示意图；
[0032]图2(a)是本专利技术实施例一提供的装置中小车的结构示意图；
[0033]图2(b)是本专利技术实施例一提供的装置中靶盒的结构示意图；
[0034]图2(c)是本专利技术实施例一提供的装置生产通道的结构示意图；
[0035]图3是本专利技术实施例一提供的装置生产通道在堆顶区域的结构示意图；
[0036]图4是本专利技术实施例一提供的装置生产通道在排管容器底部的结构示意图；
[0037]图中：1－牵引机构；2－生产通道；3－装料口；4－卸料口；5－密封阀；6－充排气口；7－小车；8－靶盒；9－反应性控制平台；10－屏蔽塞；11－屏蔽组件；12－排管容器；13－保护套管；14－搬运机构；15－料盒；16－自动运输通道；17－定位顶针。
具体实施方式
[0038]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0039]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：生产通道，包括连接在一起的直管段、弯管段和斜管段，直管段底端靠近重水堆排管容器内侧底部，直管段顶端伸出至排管容器上部空间并与弯管段的首端连接，弯管段的末端与斜管段的首端连接，斜管段的末端设有牵引机构；小车，位于生产通道内部用于承载靶盒，一端连接配重块，另一端通过牵引绳连接牵引机构；自动运输单元，位于排管容器上方空间，用于在反应堆堆顶区域运输靶盒。2.如权利要求1所述的一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：还具有屏蔽塞和屏蔽组件，屏蔽塞朝向反应性控制平台的下方区域，位于排管容器贯穿孔和生产通道之间；屏蔽组件朝向反应性控制平台的上方区域，封闭包裹部分直管段和弯管段。3.如权利要求1所述的一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：所述直管段通过排管容器顶部的贯穿孔插入至堆芯区域内。4.如权利要求1所述的一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：所述直管段外侧同轴布置保护套管，保护套管底端通过定位顶针连接在排管容器底部，中部径向支撑在排管容器顶部。5.如权利要求4所述的一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：所述保护套管在管壁上设有流水孔。6.如权利要求1所述的一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：所述自动运输单元包括自动运输通道、自动牵引设备和料盒。7.如权利要求6所述的一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：所述料盒和自动牵引设备位于自动运输通道内部。8.如权利要求6所述的一种利用重水堆核电站生产放射性同位素的系统，其特征在于：所述料盒上方设有接收靶盒的开口，底部设有卸出靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛飞，叶青，黄尚青，卢俊强，邵长磊，张艳婷，陈禹，郑征，翁志敏，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：