CN103366845B - 核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其使用的更换装运装置包括屏蔽舱体和设置于屏蔽舱体内的三套抓具，三套抓具都具有自动抓取功能，可彼此配合完成过滤器芯子更换过程中的所有抓取操作，更换转运方法是利用上述装置对废过滤器芯子进行更换和转运。与现有技术相比，本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法和装置通过三套抓具自动化完成废过滤器芯子的更换，整个更换过程中，过滤器始终由屏蔽舱体所覆盖，因此不会引起放射性扩散，在提高自动化水平的同时，降低了工作区域和操作人员所受的辐射照射。

Description

核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法

技术领域

本发明属于核电站的放射性废物处理领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法及更换转运装置。

背景技术

核电站采用的滤芯式过滤器在运行期间会产生放射性废过滤器芯子，这些废过滤器芯子往往具有较高的表面剂量率，一旦暴露于环境中，将可能向环境弥散或者迁移，造成对环境的污染。使用中的过滤器一般安装于具有屏蔽作用的腔体结构内，在过滤器芯子未取出时，带放射性的过滤器芯子和流经过滤器的放射性流体在屏蔽腔体结构的屏蔽作用下，其放射性不会向外界扩散；过滤器失效后，产生的放射性废过滤器芯子需更换取出，然后转运至固体废物处理线作进一步地处理，废过滤器芯子在更换转运过程中，应始终保持放射性不扩散至环境中。

为了便于对所有过滤器的过滤器芯子进行更换和转运，现有核电站各***的过滤器都集中布置于同一个大厅房间内。大厅房间内设有多个用于安装过滤器的过滤器小室，每一过滤器小室的四周和底部均为具有屏蔽能力的墙体结构，过滤器小室顶部则为过滤器顶盖。过滤器顶盖的中央部位设有一个可开闭的屏蔽塞，屏蔽塞边缘开设有一个可供杆状工具伸入以开闭过滤器顶盖的屏蔽孔。过滤器小室的过滤器顶盖安装好后，在核电站寿期内一般不再移动，但盖板中间的屏蔽塞可通过吊车移开和移回，以便于通过屏蔽塞孔进行废过滤器芯子的更换。

现有核电站一般通过吊车和过滤器芯子更换转运装置对废过滤器芯子进行更换转运，具体步骤为：1)操作人员利用杆状工具***过滤器顶盖上的屏蔽孔，通过挤压开关装置打开过滤器顶盖；2)操作人员将吊车吊钩与过滤器顶盖上的屏蔽塞连接后，将屏蔽塞移除；3)将吊车吊钩与过滤器芯子更换转运装置顶部的吊具连接后，将过滤器芯子更换转运装置吊起，并运送至过滤器顶盖的上方，使过滤器芯子更换转运装置底部的导向圈与过滤器顶盖上的屏蔽塞孔对中，再将过滤器芯子更换转运装置安座在过滤器顶盖上；4)通过操作过滤器芯子更换转运装置的控制箱，打开过滤器芯子更换转运装置底部的闸板门，控制抓具下降并抓取废过滤器芯子，抓取后控制抓具上升，之后关闭底部闸板门；5)利用吊车将过滤器芯子更换转运装置吊起，并运至废过滤器芯子下降通道上方；6)打开过滤器芯子更换转运装置底部闸板门，控制抓具下降，将废过滤器芯子释放至下降通道下方的转运容器中；7)将废过滤器芯子运往固体废物处理线作进一步处理；8)将新的过滤器芯子安装在过滤器中，关闭过滤器顶盖；9)利用吊车将屏蔽塞重新移回过滤器小室过滤器顶盖上锁紧。

现有上述更换转运方法虽然能够满足废过滤器芯子的更换需求，但依然存在以下技术缺陷：1)自动化水平不高，部分操作需操作人员手动操作：过滤器顶盖的打开需操作人员利用杆状工具在现场手动操作；过滤器小室屏蔽塞的移除和移回操作，需操作人员手动将吊车吊钩与屏蔽塞连接和断开；过滤器芯子更换转运装置在转运前和转运后，需操作人员手动将吊车吊钩与过滤器芯子更换转运装置连接和断开；2)辐射防护设计不够严谨，存在一定的放射性扩散，致使工作区域和操作人员所承受的辐射照射剂量较大：过滤器小室过滤器顶盖上的屏蔽塞移除后，带放射性的废过滤器芯子会暴露在外，增大了工作区域的辐射剂量率；屏蔽塞移除后、废过滤器芯子取出前，需操作人员在现场断开屏蔽塞与吊车吊钩的连接，并将吊车吊钩与过滤器芯子更换转运装置连接，这些在现场的手动操作将使操作人员受到较大的辐射照射。

有鉴于此，确有必要开发一种能够解决现有工艺自动化程度不高、辐射防护设计不够严谨等问题的核电站放射性废过滤器芯子更换转运方法及更换转运装置。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种辐射防护水平和自动化水平都较高的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，以及用于实现上述方法的过滤器芯子更换转运装置，以减少操作人员在现场的手动操作，同时减少操作人员所受的辐照剂量。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站过滤器芯子更换转运装置，其包括屏蔽舱体和设于屏蔽舱体内的三套抓具，三套抓具都具有自动抓取功能，可彼此配合完成过滤器芯子更换过程中的所有抓取操作。

作为本发明核电站过滤器芯子更换转运装置的一种改进，还包括驱动机构和由驱动机构驱动行走的主动轮，主动轮设于整个过滤器芯子更换转运装置的底部。

作为本发明核电站过滤器芯子更换转运装置的一种改进，还包括设于整个过滤器芯子更换转运装置底部的从动轮，主动轮和从动轮与转运轨道相适配，更换转运装置在驱动机构的驱动下在转运轨道上来回行走。

作为本发明核电站过滤器芯子更换转运装置的一种改进，屏蔽舱体的底部设计使其在行走时与地面保持密切贴合。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其利用上述段落所述的过滤器芯子更换转运装置对废过滤器芯子进行更换和转运，具体步骤为：

1)利用过滤器芯子更换转运装置的第一个抓具将新过滤器芯子抓取至屏蔽舱体内；

2)由操作人员拧开需更换芯子的过滤器的屏蔽盖螺钉；

3)将过滤器芯子更换转运装置转移至需更换的过滤器上方，利用第二个抓具将过滤器屏蔽盖取出，再用第三个抓具取出废过滤器芯子，接着将第一个抓具中的新过滤器芯子装入过滤器，将第二个抓具中的过滤器屏蔽盖重新盖上，整个更换过程由屏蔽舱体提供屏蔽保护；

4)利用过滤器芯子更换转运装置将取出的废过滤器芯子转运至后续处理位置；

5)对于已更换好过滤器芯子的过滤器，由操作人员将其屏蔽盖上的螺钉重新拧紧。

作为本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法的一种改进，在进行所述步骤1)前，需先进行以下步骤：利用吊车将空的废过滤器芯子屏蔽转运容器吊入过滤器所在大厅房间的专设凹槽中，打开屏蔽转运容器的顶盖，在其中放入与抓取盘连接好的新过滤器芯子；将过滤器芯子更换转运装置转移至屏蔽转运容器上方；其中，所述步骤1)中所抓取的新过滤器芯子和步骤3)中抓取出的废过滤器芯子都是连接有抓取盘的芯子。

作为本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法的一种改进，所述步骤4)的具体步骤为：将装有废过滤器芯子的过滤器芯子更换转运装置转移至屏蔽转运容器上方，将废过滤器芯子与抓取盘分离，抓取盘留在过滤器芯子更换转运装置中，废过滤器芯子装入屏蔽转运容器内，再利用更换转运装置内的任一抓具将屏蔽转运容器的顶盖盖好；将装有抓取盘的过滤器芯子更换转运装置转移至抓取盘存放容器上方位置，将抓取盘释放入存放容器内。

作为本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法的一种改进，所述步骤4)将屏蔽转运容器的顶盖盖好后，还需利用吊车将屏蔽转运容器从凹槽内吊出，并放置在转运小车上，再通过转运小车运送至固体废物处理线作进一步处理。

作为本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法的一种改进，所述过滤器芯子更换转运装置设有驱动机构和行走轮，过滤器芯子更换转运装置在各位置之间的转移是通过远程操控行走轮在转运轨道上来回行走实现的。

作为本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法的一种改进，所述过滤器安装在布置于一条直线上的过滤器小室中，转运轨道设置于过滤器小室的两侧。

与现有技术相比，本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法和更换转运装置通过三套抓具自动化完成废过滤器芯子的更换，整个更换过程中，过滤器始终由屏蔽舱体所覆盖，因此不会引起放射性扩散，在提高自动化水平的同时，降低了工作区域和操作人员所受的辐射照射。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法及更换转运装置进行详细说明，其中：

图1和图2为本发明过滤器小室的布置示意图。

图3为本发明核电站过滤器芯子更换转运装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

请参阅图1和图2，本发明将各个上游***的过滤器安装在过滤器小室10中，并将过滤器小室10布置于一条直线上，同时在过滤器小室10的两侧设置转运轨道12，以供过滤器芯子更换转运装置行走而转运过滤器芯子。在过滤器小室10所排列直线的末端还设置有两个凹槽：较小的凹槽与最端部的过滤器小室10相邻，其内设有抓取盘存放容器14；较大的凹槽用于放置废过滤器芯子屏蔽转运容器16，在凹槽内放置好后的屏蔽转运容器16的顶部与地面标高一致。

抓取盘存放容器14用于放置抓取盘，抓取盘可与过滤器芯子的上端进行可拆卸连接。各个上游***的过滤器都在过滤筒体的上端设有屏蔽盖，过滤器芯子上端与抓取盘连接后安装于过滤器筒体中，过滤器屏蔽盖、抓取盘和过滤器筒体通过螺栓固定连接。

请参阅图3，本发明核电站过滤器芯子更换转运装置包括屏蔽舱体30、行走轮、驱动机构32和设于屏蔽舱体30内的三套抓具，其中，屏蔽舱体30经过辐射屏蔽设计，可为更换下的废过滤器芯子提供辐射屏蔽。行走轮设于整个过滤器芯子更换转运装置的底部，包括与转运轨道12相适配的主动轮34和从动轮36，驱动机构32可驱动主动轮34滚动而使过滤器芯子更换转运装置在转运轨道12上来回行走。由于屏蔽舱体30的底部设计使其可在行走时与地面保持较好的密切贴合，因此能够防止废过滤器芯子的放射性扩散。过滤器芯子更换转运装置的所有操作均为远程操作，其内部的三套抓具都具有自动抓取功能，因此可彼此配合完成过滤器芯子更换转运过程中的所有抓取操作，包括新过滤器芯子的抓取、废过滤器芯子的抓取、过滤器屏蔽盖及废过滤器芯子屏蔽转运容器顶盖的抓取等操作，使过滤器芯子的抓取、转运等都无需手动现场操作。

废过滤器芯子屏蔽转运容器16用于接收并转运更换下来的废过滤器芯子。屏蔽转运容器16的顶部设计有可被过滤器芯子更换转运装置内的抓具抓取和释放的顶盖，屏蔽转运容器16的上方设置有可用于将屏蔽转运容器16从凹槽中吊入或吊出的吊车，装有废过滤器芯子的屏蔽转运容器16被吊车吊出后放置于转运小车中，再通过转运小车运送至固体废物处理线作进一步处理。

本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法包括以下步骤：

1)利用吊车将空的废过滤器芯子屏蔽转运容器16吊入凹槽中，打开屏蔽转运容器16的顶盖，在其中放入与抓取盘连接好的新过滤器芯子；

2)远程操控过滤器芯子更换转运装置运行至屏蔽转运容器16上方，利用其中第一个抓具将新过滤器芯子抓取至屏蔽舱体30内；

3)由操作人员拧开需更换芯子的过滤器的屏蔽盖螺钉；

4)远程操控装有新过滤器芯子的过滤器芯子更换转运装置运行至需更换的过滤器上方，利用第二个抓具将过滤器屏蔽盖取出，再用第三个抓具取出废过滤器芯子，接着将第一个抓具中的新过滤器芯子装入过滤器，将第二个抓具中的过滤器屏蔽盖重新盖上，整个更换过程由屏蔽舱体30提供屏蔽保护；

5)远程操控装有废过滤器芯子的过滤器芯子更换转运装置运行至屏蔽转运容器16上方，将废过滤器芯子与抓取盘分离，抓取盘留在过滤器芯子更换转运装置中，废过滤器芯子装入屏蔽转运容器16内，再利用更换转运装置内的任一抓具将屏蔽转运容器16的顶盖盖好；

6)远程操控装有抓取盘的过滤器芯子更换转运装置运行至抓取盘存放容器14上方位置，将抓取盘释放入存放容器14内；

7)利用吊车将屏蔽转运容器16从凹槽内吊出，并放置在转运小车上，再通过转运小车运送至固体废物处理线作进一步处理；

8)对于已更换好过滤器芯子的过滤器，由操作人员将其屏蔽盖上的螺钉重新拧紧。

根据以上描述可知，本发明核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法具有以下优点：

1)提高自动化水平，减少操作人员在现场的手动操作：过滤器芯子更换转运装置的所有操作均为远程操作，新过滤器芯子的抓取、废过滤器芯子的抓取、过滤器屏蔽盖及废过滤器芯子屏蔽转运容器顶盖的抓取操作均通过屏蔽舱体30内的三套抓具自动化完成；操作人员需要进行的手动操作仅为拧开、拧紧过滤器屏蔽盖的螺钉、放置新过滤器芯子、以及吊装屏蔽转运容器16等操作，大大提高了自动化水平；

2)提高辐射防护水平，使工作区域和操作人员所受的辐射照射大大减少：首先，废过滤器芯子的更换操作完全由过滤器芯子更换转运装置内部的抓具自动化完成，整个更换过程中，过滤器始终由屏蔽舱体30所覆盖，因此不会引起放射性扩散，工作区域的辐射剂量率减小；其次，废过滤器芯子的更换转运过程的大部分操作均为远程操作，操作人员在现场的手动操作减少，因此使得操作人员所受辐射照射时间缩短；另外，操作人员在现场进行少数手动操作时，废过滤器芯子始终受到辐射屏蔽作用(例如，在拧开、拧紧过滤器屏蔽盖过程中，过滤器芯子由屏蔽盖提供辐射屏蔽作用；吊装屏蔽转运容器16过程中，废过滤器芯子由屏蔽转运容器16提供辐射屏蔽作用)，因此使得操作人员所受辐射照射减少。

在其他实施方式中，过滤器小室10可以不沿直线布置，而是根据需要进行排布，只要转运轨道12的布置能够使得过滤器芯子更换转运装置行走至任一过滤器上方，并对其中的过滤器芯子进行更换即可；另外，也可以不通过转运轨道12，而是根据需要采用吊车直接进行过滤器芯子更换转运装置的转运。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：利用过滤器芯子更换转运装置对废过滤器芯子进行更换和转运，所述过滤器芯子更换转运装置包括屏蔽舱体和设于屏蔽舱体内的三套抓具，三套抓具都具有自动抓取功能，可彼此配合完成过滤器芯子更换过程中的所有抓取操作；对废过滤器芯子进行更换和转运的具体步骤为：

1)利用过滤器芯子更换转运装置的第一个抓具将新过滤器芯子抓取至屏蔽舱体内；

2)由操作人员拧开需更换芯子的过滤器的屏蔽盖螺钉；

3)将过滤器芯子更换转运装置转移至需更换的过滤器上方，利用第二个抓具将过滤器屏蔽盖取出，再用第三个抓具取出废过滤器芯子，接着将第一个抓具中的新过滤器芯子装入过滤器，将第二个抓具中的过滤器屏蔽盖重新盖上，整个更换过程由屏蔽舱体提供屏蔽保护；

4)利用过滤器芯子更换转运装置将取出的废过滤器芯子转运至后续处理位置；

5)对于已更换好过滤器芯子的过滤器，由操作人员将其屏蔽盖上的螺钉重新拧紧。

2.根据权利要求1所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：在进行所述步骤1)前，需先进行以下步骤：利用吊车将空的废过滤器芯子屏蔽转运容器吊入过滤器所在大厅房间的专设凹槽中，打开屏蔽转运容器的顶盖，在其中放入与抓取盘连接好的新过滤器芯子；将过滤器芯子更换转运装置转移至屏蔽转运容器上方；其中，所述步骤1)中所抓取的新过滤器芯子和步骤3)中抓取出的废过滤器芯子都是连接有抓取盘的芯子。

3.根据权利要求2所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：所述步骤4)的具体步骤为：将装有废过滤器芯子的过滤器芯子更换转运装置转移至屏蔽转运容器上方，将废过滤器芯子与抓取盘分离，抓取盘留在过滤器芯子更换转运装置中，废过滤器芯子装入屏蔽转运容器内，再利用更换转运装置内的任一抓具将屏蔽转运容器的顶盖盖好；将装有抓取盘的过滤器芯子更换转运装置转移至抓取盘存放容器上方位置，将抓取盘释放入存放容器内。

4.根据权利要求3所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：所述步骤4)将屏蔽转运容器的顶盖盖好后，还需利用吊车将屏蔽转运容器从凹槽内吊出，并放置在转运小车上，再通过转运小车运送至固体废物处理线作进一步处理。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：所述过滤器芯子更换转运装置设有驱动机构和行走轮，过滤器芯子更换转运装置在各位置之间的转移是通过远程操控行走轮在转运轨道上来回行走实现的。

6.根据权利要求5所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：所述过滤器都安装在布置于一条直线上的过滤器小室中，转运轨道设置于过滤器小室的两侧。

7.根据权利要求1所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：所述过滤器芯子更换转运装置还包括驱动机构和由驱动机构驱动行走的主动轮，主动轮设于整个过滤器芯子更换转运装置的底部。

8.根据权利要求7所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：所述过滤器芯子更换转运装置还包括设于整个过滤器芯子更换转运装置底部的从动轮，主动轮和从动轮与转运轨道相适配，更换转运装置在驱动机构的驱动下在转运轨道上来回行走。

9.根据权利要求7或8所述的核电站放射性废过滤器芯子的更换转运方法，其特征在于：所述屏蔽舱体的底部设计使其在行走时与地面保持密切贴合。