一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置及使用方法与流程

1.本发明属于核电站上部堆内构件检修领域，具体涉及一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置及使用方法。


背景技术：

2.在核电站的检修活动中，对开口系统和设备进行检查、试验、维修等工作时，因防护措施不到位可能导致异物进入系统回路中，当系统或设备投入运行时将造成设备损坏、机组停机停堆，严重时甚至会导致核安全事故。在建和在役核电机组中，因防护措施不到位导致外部异物侵入核反应堆内部的事件持续发生，部分纠正措施仅限于清除异物而不是预防。为提升核电厂系统、设备的安全性和可靠性，促进核安全、保护燃料组件完整性和机组发电能力，除了在机组换料大修期间对系统和设备进行检查，并清除异物，还需要采取积极主动的防异物措施，有效减少异物事件的产生。
3.压水堆核电站换料大修期间，需要打开反应堆压力容器顶盖执行换料及堆内构件的检查维护工作。上部堆内构件的上支承组件由上支承法兰、裙筒和上支撑板焊接而成，形成一个开口向上的碗状腔室结构，其内部的清洁度控制和异物防护尤为关键。在反应堆卸料前，利用堆内构件吊具将上部堆内构件从反应堆内拆卸出来，并吊运至堆内构件存放水池的存放架，以便反应堆堆芯执行压力容器在役检查、下部堆内构件的检查维护等工作。由于核技术的特有性，在役核电机组反应堆部件均具有高放射性，为了屏蔽上部堆内构件的高放射性，需要在堆内构件存放水池内充满一定高度的硼酸水。
4.上部堆内构件在堆内构件存放水池处于硼酸水下的裸露状态，其上方未设置任何防异物措施。由于上部堆内构件存放区域周边需执行其他维修和吊装工作，期间使用的工器具、设备零部件等，可能形成异物落入上部堆内构件内部，造成异物相关设备故障的发生。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置及使用方法，它能够有效地解决现有压水堆核电站大修期间上部堆内构件吊离堆芯在堆内构件存放水池存放过程中，因无法防止外界异物落入而造成异物相关设备故障的问题；通过采取积极主动的防异物措施，有效地减少异物事件的产生，提高设备的安全性和可靠性。
6.本发明的技术方案如下：一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置，包括纵梁组件、支撑组件、横梁组件、防护组件和连接组件，所述的纵梁组件分别固定连接在堆内构件吊具平台不同的护栏上，支撑组件的顶部设有孔洞结构，纵梁组件与支撑组件的孔洞结构活动连接，支撑组件底部支撑在堆内构件吊具平台上端面，纵梁组件的上端设有横梁组件，横梁组件与纵梁组件依次连接形成井字型结构，防护组件的一端连接在横梁组件的端部，防护组件的另一端由外向内展开通过连接组件固定在横梁组件的中部。
7.所述的纵梁组件包括第一纵梁、第二纵梁、固定组件和合页卡，第一纵梁和第二纵
梁分别从左右两侧套入支撑组件的孔洞结构形成t型结构，合页卡分别焊接连接在第一纵梁和第二纵梁的上端面。
8.所述的纵梁组件一共有两组。
9.所述的第一纵梁和第二纵梁均为中空结构，第一纵梁和第二纵梁的尺寸与支撑组件的孔洞结构尺寸相匹配。
10.所述的合页卡为凹型结构。
11.所述的固定组件包括抱箍、连接板和方形块，第一纵梁和第二纵梁分别与方形块活动连接，连接板的上下端面分别与抱箍顶部和方形块底部焊接连接，抱箍与方形块同轴设置。
12.所述的固定组件一共有四组。
13.所述的抱箍中间为圆孔结构，圆孔的内径与堆内构件吊具平台护栏的直径相匹配。
14.所述的方形块为中空结构。
15.所述的横梁组件包括横梁和连接梁，横梁与第一纵梁、第二纵梁通过合页卡活动连接，横梁与连接梁依次通过螺栓连接形成长方形结构，在连接梁的端面设有两个第一通孔。
16.所述的横梁组件一共有两组。
17.所述的横梁为中空结构。
18.所述的防护组件包括重叠式网带，角钢和导向键，重叠式网带为长方形结构，重叠式网带短边方向的两端设有角钢，角钢与重叠式网带通过压板螺栓固定连接，在一端的角钢立面上设有两个第二通孔，第二通孔与第一通孔的位置相匹配，在另一端的角钢立面上焊接连接有导向键。
19.所述的防护组件一共有四组。
20.所述的角钢的长度略小于重叠式网带的宽度，用于相邻重叠式网带之间的搭接。
21.所述的连接组件为带开口的矩形结构，连接组件的空槽尺寸与导向键的尺寸相匹配，连接组件套入左右相邻两组防护组件的导向键。
22.所述的连接组件一共有两组。
23.所述的纵梁组件、支撑组件、横梁组件和连接组件均采用铝合金材质。
24.一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置使用方法，包括如下步骤：
25.s1：利用堆内构件吊具将上部堆内构件从反应堆堆芯吊离，并同时存放于堆内构件存放水池；
26.s2：移动装卸料机，使上部堆内构件存放区空间满足防异物装置使用要求；
27.s3：堆内构件存放水池水位至12米标高，确保上部堆内构件完全浸没在硼酸水下；
28.s4：核电站大修机组一回路低低水位工况开始前，安装上部堆内构件存放区防异物装置；
29.s5：核电站大修机组一回路低低水位工况期间，使用上部堆内构件存放区防异物装置进行异物防护；
30.s6：核电站大修机组一回路低低水位工况结束前，检查并清理防护组件表面的异物，确保清洁度，按照s4.1至s4.6相反的步序拆卸上部堆内构件存放区防异物装置。
31.所述的s4包括：
32.s4.1：将两组纵梁组件对应安装固定在堆内构件吊具平台不同的护栏上；
33.s4.2：调整固定组件的角度并安装支撑组件，确保第一纵梁和第二纵梁的平行度；
34.s4.3：在核岛厂房20米平台将两组横梁组件和四组防护组件分别组装成两组整体组件；
35.s4.4：将第一组整体组件吊装至纵梁组件，检查并调整横梁组件的位置，确保防护组件与堆内构件存放水池池壁无缝搭接；
36.s4.5：展开第一组整体组件的两组防护组件，安装连接组件固定连接；
37.s4.6：重复s4.4至s4.5，进行第二组整体组件的安装，完成上部堆内构件存放区防异物装置的安装。
38.本发明的有益效果在于：本发明通过在压水堆核电站大修期间采取积极主动的防异物措施，有效地减少了上部堆内构件吊离堆芯在堆内构件存放水池存放过程中的异物事件，提高了设备的安全性和可靠性；本发明所述的一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置，通过完全覆盖上部堆内构件存放区域，能够防止其他工作使用的工器具或设备零部件等外界异物落入上部堆内构件内部；本发明所述的一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置使用方法，利用堆内构件吊具平台作为安装基础，既实现人工可达，降低了安装难度，又尽可能地减小了反应堆换料水池作业的风险，保证防异物措施实施的安全性；本发明结构简单，加工方便，实用性较强。
附图说明
39.图1为本发明所述的一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置结构示意图；
40.图2为本发明所述的一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置中固定组件结构示意图；
41.图3为本发明所述的一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置中防护组件结构示意图。
42.图中：10纵梁组件，20支撑组件，30横梁组件，40防护组件，50连接组件，110第一纵梁，120第二纵梁，130固定组件，140合页卡，131抱箍，132连接板，133方形块，310横梁，320连接梁，410重叠式网带，420角钢，430导向键。
具体实施方式
43.下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。
44.如图1所示，一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置，该装置包括纵梁组件10、支撑组件20、横梁组件30、防护组件40和连接组件50，所述的纵梁组件分别固定连接在堆内构件吊具平台不同的护栏上，支撑组件20的顶部设有孔洞结构，纵梁组件30与支撑组件20的孔洞结构活动连接，支撑组件20底部支撑在堆内构件吊具平台上端面，为纵梁组件10提供支撑力；在纵梁组件10的上端设有横梁组件30，横梁组件30与纵梁组件10依次连接形成井字型结构；防护组件40的一端通过螺栓连接在横梁组件30的端部，防护组件40的另一端由外向内展开通过连接组件50固定在横梁组件30的中部。
45.所述的纵梁组件10包括第一纵梁110、第二纵梁120、固定组件130和合页卡140，第
一纵梁110和第二纵梁120均为中空结构，第一纵梁110和第二纵梁120的尺寸与支撑组件20的孔洞结构尺寸相匹配，第一纵梁110和第二纵梁120可分别从左右两侧套入支撑组件20的孔洞结构形成t型结构，合页卡140为凹型结构，合页卡140分别焊接连接在第一纵梁110和第二纵梁120的上端面，所述的纵梁组件10一共有两组。
46.如图2所示，所述的固定组件130包括抱箍131、连接板132和方形块133，抱箍131中间为圆孔结构，圆孔的内径与堆内构件吊具平台护栏的直径相匹配；方形块133为中空结构，第一纵梁110和第二纵梁120分别与方形块133活动连接，连接板132的上下端面分别与抱箍131顶部和方形块133底部焊接连接；抱箍131与方形块133同轴设置，两者可以沿中间轴线任意角度转动，以满足纵梁组件10与堆内构件吊具平台护栏之间角度的不同，所述的固定组件130一共有四组。
47.所述的横梁组件30包括横梁310和连接梁320，横梁310为中空结构，横梁310与第一纵梁110、第二纵梁120通过合页卡140活动连接，横梁310与连接梁320依次通过螺栓连接形成长方形结构，在连接梁320的端面设有两个第一通孔，所述的横梁组件30一共有两组。
48.如图3所示，防护组件40包括重叠式网带410，角钢420和导向键430，重叠式网带为长方形结构，可以自然卷曲和展开，重叠式网带410短边方向的两端设有角钢420，角钢420与重叠式网带410通过压板螺栓固定连接，角钢420的长度略小于重叠式网带410的宽度，用于相邻重叠式网带410之间的搭接，在一端的角钢420立面上设有两个第二通孔，第二通孔与第一通孔的位置相匹配，在另一端的角钢420立面上焊接连接有导向键430，所述的防护组件40一共有四组。
49.所述的连接组件50为带开口的矩形结构，连接组件50的空槽尺寸与导向键430的尺寸相匹配；在重叠式网带410全部展开后，连接组件50套入左右相邻两组防护组件的导向键430，连接组件50既能起到固定连接的作用，又能填补相邻防护组件的缝隙，所述的连接组件50一共有两组。
50.本发明中的两组纵梁组件位于同一水平面上，两组横梁组件位于同一水平面上，四组防护组件位于同一水平面上。
51.所述的纵梁组件10、支撑组件20、横梁组件30和连接组件50均采用铝合金材质。
52.一种核电站上部堆内构件存放区防异物装置使用方法，包括如下步骤：
53.s1：利用堆内构件吊具将上部堆内构件从反应堆堆芯吊离，并同时存放于堆内构件存放水池；
54.s2、移动装卸料机，使上部堆内构件存放区空间满足防异物装置使用要求；
55.s3、堆内构件存放水池水位至12米标高，确保上部堆内构件完全浸没在硼酸水下；
56.s4、核电站大修机组一回路低低水位工况开始前，安装上部堆内构件存放区防异物装置；
57.s4.1、将两组纵梁组件10对应安装固定在堆内构件吊具平台不同的护栏上；
58.s4.2、调整固定组件130的角度并安装支撑组件20，确保第一纵梁110和第二纵梁120的平行度；
59.s4.3、在核岛厂房20米平台将两组横梁组件30和四组防护组件40分别组装成两组整体组件；
60.s4.4、将第一组整体组件吊装至纵梁组件10，检查并调整横梁组件30的位置，确保
防护组件40与堆内构件存放水池池壁无缝搭接；
61.s4.5、展开第一组整体组件的两组防护组件40，安装连接组件50固定连接；
62.s4.6、重复s4.4至s4.5，进行第二组整体组件的安装，完成上部堆内构件存放区防异物装置的安装。
63.s5、核电站大修机组一回路低低水位工况期间，使用上部堆内构件存放区防异物装置进行异物防护；
64.s6、核电站大修机组一回路低低水位工况结束前，检查并清理防护组件40表面的异物，确保清洁度；按照s4.1至s4.6相反的步序拆卸上部堆内构件存放区防异物装置。