[其他]導管中開口銷組件的替換

無效

• 申請號: 85104083
• 申請日: 1985-05-28
• 公開（公告）號: CN85104083A
• 公開（公告）日: 1986-11-26
• 發明（設計）人: 布魯斯·斯潘德利·斯波福德;洛蘭·福西克;戴維·艾倫·豪厄爾;瓊·唐納德·尼;理查德·亞歷山大·格林
• 申請（專利權）人: 威斯汀豪斯電氣公司
• 主分類號: G21C1/01
• 分類號: G21C1/01
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王申,王憲模

本發明一般與核反應堆有關，特別與核反應堆導管的修理有關。導管是核反應堆上部內部零件的一部分。導管安裝在反應堆堆芯的燃料組件的上方，它用來引導組件的控制棒束，當控制棒束相對于堆芯向上或向下移動時，控制棒就起動。每一個導管都放置在反應堆上部芯板的旁邊，橫向地附著于芯板上。一般說來，懸掛著一對分叉的銷，或者叫開口銷，與導管的下端空隔180°。每個開口銷用螺帽固定在導管法蘭盤的擴孔上。開口銷的分叉或葉片有彈性地連接固定導管的反應堆上部芯板的相應洞孔的壁，當控制棒束向上或向下移動時，導管就容納控制棒束。反應堆的流體冷卻劑浸泡著開口銷，它對開口銷材料是腐蝕性的。我們發現，由于當前在一些反應堆中常用的老式開口銷發生應力腐蝕破裂，向下固定開口銷的螺帽可能產生有害的松動。在冷卻劑的作用下，松動的螺帽可能從反應堆上部的內部零件轉移到核反應堆發電廠的管道和蒸汽發電機中，并可能損壞相關的管道或發電機。在反應堆的運轉中，發現一個舊螺帽轉移到蒸汽發電機的通道頭之內后，就需要修理蒸汽發電機。

開口銷產生裂縫會導致發生故障，裂縫能夠用超聲波檢驗測出來。在對美國威斯康星州比奇角（Point????Beech）的反應堆進行超聲檢驗時，發現約90%的開口銷上存在裂縫。基于這一重要的發現，似乎查找開口銷的裂縫不僅要求對有關的導管采取檢修，而且也要求對所有導管采取檢修，一個反應堆中的導管一般為60或61根。如果在蒸汽發電機的通道頭或反應堆發電廠的其它部件中發現一個螺帽，那么對反應堆的所有導管都應采取檢修。可以預料也有一些反應堆，用超聲檢驗以外的其它方法發現一個螺帽轉移到通道頭中，以致開口銷可能失效。對于這樣推測的反應堆，所有的導管都應采取檢修。

與先前技術的敘述相一致的是，有過這樣的做法，如1982年7月和8月中已經完成的，即全部替換導管組件。這一做法的缺點是，替換的費用很高，時間很長，特別是考慮到導管是用不銹鋼制成的，開口銷是用鉻鎳鐵耐熱合金制成的，因此制造一根導管所花的費用很高，所需的時間很長。一根導管的費用可能高達8萬美元，而一整個組件的制造時間可能是一年。一個更重要的缺點是，導管組件體積很龐大，放射性很高，處理這樣的物件會產生嚴重的問題。

先前技術的另一做法是日本于1978年下半年發展和使用的，后來法國在1979年初也使用了，那是在“熱”室環境中只替換開口銷。這一做法在1982年下半年和1983年初在法國得到進一步的發展。在這一做法中，舊開口銷被焊接到舊螺帽上。“熱”室方法的優點是，在“熱”室中新的開口銷能被焊接到新螺母上。該法的缺點是，它會使工作人員遭受長時間的高輻射曝光，而且勞動強度很大，費用很高。輻射水準可能高達1000雷姆（＝人體倫琴當量）/小時。已被采用的一種合適措施是在替換開口銷之前對整個導管清除污染，但這種措施費用很大，而且清除污染之后仍然留下相當高的殘余輻射。

本發明的目的是克服先前技術中的缺點，提供設備和一種方法，以排除核反應堆導管開口銷的故障或潛在故障。

從廣義上說本發明包括一套用新開口銷組件替換選定的核反應堆導管的舊開口銷組件的設備，所提到的導管和開口銷組件是高度放射性的，所提到的設備包括一個在水池下面的工作站，工作站包括：（a）遙控的定位裝置，用于將一個需要替換上面的舊開口銷組件的待處理導管轉動定位;（b）遙控的拆除裝置，用于將舊開口銷組件從上述已定位導管上拆下來;（c）遙控的安裝裝置，用于將新開口銷組件安裝在上述已定位導管上;運輸裝置，用于從上述反應堆上咬住和拆除導管，把拆下的導管運輸到上述工作站中的定位裝置;還有可在上述水池外操作并連接運輸裝置的裝置，以及在水池外也可操作連接所述的定位裝置、拆除裝置和安裝裝置的裝置，它們起動定位裝置使它對運來的待處理導管定位，而后起動拆除裝置從運來的導管上拆除舊的開口銷組件，而后起動安裝裝在導管上安裝一個新的開口銷組件。

舊的產生應力腐蝕破裂的開口銷及其舊螺母都替換成未產生應力腐蝕破裂的新開口銷和向下緊固的新螺母，替換工作是在水池下的機器人工作站中進行的，水池中的水一般是用硼酸鹽處理過的。水池保護工作人員免受放射性危害。在本申請中，每一個開口銷和緊固它的螺釘有時候被稱作“開口銷組件”，舊的被替換的開口銷和舊螺母被稱作“舊開口銷組件”，而新的開口銷和螺母被稱作“新開口銷組件”。機器人工作站包括許多機器人工具，它們由水池外的機器人控制中心遠距離起動。用新開口銷組件替換舊開口銷組件的工作，完全由這些機器人工具在水池下進行。

導管由上下兩部分構成，上部有時被稱作熱套筒或上導管，下部被稱作下導管（LGT）。在本發明的方法中在舊開口銷組件的替換中所處理的正是下導管。