徐西會(huì)

摘 ? 要：反應(yīng)堆堆內(nèi)構(gòu)件存放架分為上部堆內(nèi)構(gòu)件存放架（MZ03）和下部堆內(nèi)構(gòu)件存放架（MZ05），在裝換料期間，起到暫存堆內(nèi)構(gòu)件的作用，在堆內(nèi)構(gòu)件就位于存放架過(guò)程中，導(dǎo)向柱起主要的導(dǎo)向作用。文章針對(duì)海陽(yáng)核電1號(hào)機(jī)組堆內(nèi)構(gòu)件存放架導(dǎo)向柱的導(dǎo)向能力不足，無(wú)法精確導(dǎo)向上下部堆內(nèi)構(gòu)件的就位問(wèn)題，提出優(yōu)化方案，使其滿足堆內(nèi)構(gòu)件從存放架位置提起或放下提供精確導(dǎo)向，減少人員工作劑量的同時(shí)也降低設(shè)備損壞風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：堆內(nèi)構(gòu)件存放架 ?上部堆內(nèi)構(gòu)件存放架 ?下部堆內(nèi)構(gòu)件存放架 ?導(dǎo)向柱 ?人員劑量

中圖分類號(hào)：TM623 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（c）-0177-02

在反應(yīng)堆換料大修期間，上部堆內(nèi)構(gòu)件和下部堆內(nèi)構(gòu)件吊裝是裝換料期間的主線工作，影響大修工期，具有風(fēng)險(xiǎn)大、工作難度高、定位精度高等特點(diǎn)。其中上部堆內(nèi)構(gòu)件和下部堆內(nèi)構(gòu)件吊裝工作，由于臨近換料水池作業(yè)，受廠房工作劑量的影響，需安全高效的開展，因此上、下部堆內(nèi)構(gòu)件存放架導(dǎo)向柱的精確定位和良好導(dǎo)向是保證安全高效工作的前提。但現(xiàn)有上、下部堆內(nèi)構(gòu)件存放架導(dǎo)向柱均不能滿足安全高效的工作原則，無(wú)法在堆內(nèi)構(gòu)件移除或回裝過(guò)程中提供準(zhǔn)備定位和良好導(dǎo)向。

建安、調(diào)試期間，由于未裝載燃料組件，且換料水池內(nèi)無(wú)水，現(xiàn)有導(dǎo)向柱的導(dǎo)向能力不足問(wèn)題的不利影響不明顯，工作人員可以直接在換料水池底部，觀察堆內(nèi)構(gòu)件就位于存放架時(shí)的對(duì)中情況，并通過(guò)人為輔助使其準(zhǔn)確就位。而換料大修期間，換料水池充滿水，工作人員無(wú)法進(jìn)入水池底部，難以準(zhǔn)確有效地進(jìn)行輔助定位。因此需要優(yōu)化現(xiàn)有的導(dǎo)向柱來(lái)解決導(dǎo)向能力不足的問(wèn)題。

1 ?上部堆內(nèi)構(gòu)件存放架導(dǎo)向柱

1.1 現(xiàn)有導(dǎo)向柱存在問(wèn)題

上部堆內(nèi)構(gòu)件吊裝過(guò)程中，首先通過(guò)IGA吊具將IGA組件（Instrument Grid Assembly）支撐至堆內(nèi)構(gòu)件吊具平臺(tái)上，然后提升上部堆內(nèi)構(gòu)件至燃料定位銷高于壓力容器法蘭約100mm，操作環(huán)吊向上部堆內(nèi)構(gòu)件存放架移動(dòng)至存放架位置后，緩慢下降環(huán)吊，待上堆芯板與存放架支撐環(huán)梁無(wú)干涉后，繼續(xù)下降，待下降至導(dǎo)向套高于導(dǎo)向柱50mm時(shí)，工作人員調(diào)整環(huán)吊，使堆內(nèi)構(gòu)件吊具導(dǎo)向套進(jìn)入導(dǎo)向柱，且導(dǎo)向套與導(dǎo)向柱四周均勻，繼續(xù)下降，直至完全就位。

但此吊裝過(guò)程中存在以下三點(diǎn)風(fēng)險(xiǎn)：

（1）現(xiàn)有導(dǎo)向柱的有效導(dǎo)向長(zhǎng)度約為1100mm，其導(dǎo)向長(zhǎng)度不能滿足堆內(nèi)構(gòu)件的準(zhǔn)確就位。當(dāng)上部堆內(nèi)構(gòu)件上堆芯板進(jìn)入存放架支撐環(huán)梁時(shí)，吊具導(dǎo)向套仍距離導(dǎo)向柱約有2800mm，此時(shí)僅憑環(huán)吊坐標(biāo)定位（定位精度為±10mm），借助于水下攝像機(jī)觀察，存在堆內(nèi)構(gòu)件磕碰的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）現(xiàn)有導(dǎo)向柱的直徑為158.5mm，堆內(nèi)構(gòu)件吊具導(dǎo)向套直徑為184.15mm，其導(dǎo)向柱粗細(xì)不能滿足堆內(nèi)構(gòu)件的準(zhǔn)確就位。當(dāng)?shù)蹙邔?dǎo)向套（直徑184.15mm）進(jìn)入導(dǎo)向柱導(dǎo)向柱（158.8mm）后，仍存在單邊約12mm的間隙，存在吊具在導(dǎo)向柱導(dǎo)向期間與存放架抗震支撐碰撞風(fēng)險(xiǎn)。

（3）當(dāng)需吊裝下部堆內(nèi)構(gòu)件時(shí)，堆內(nèi)構(gòu)件吊具需要從上部堆內(nèi)構(gòu)件（IGA組件通過(guò)IGA吊具支撐于導(dǎo)向螺栓延長(zhǎng)段上）上移除后，現(xiàn)有導(dǎo)向柱將吊具重新回裝于上部堆內(nèi)構(gòu)件上時(shí)，需耗費(fèi)主線時(shí)間約3h。

因此現(xiàn)有的導(dǎo)向柱不滿足堆內(nèi)構(gòu)件吊裝的安全高效的要求。

1.2 新導(dǎo)向柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)向柱吊裝過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)變更現(xiàn)有導(dǎo)向柱來(lái)避免存在的風(fēng)險(xiǎn)，具體設(shè)計(jì)思路如下：

（1）增加導(dǎo)向柱的長(zhǎng)度，使上堆芯板進(jìn)入存放架支撐環(huán)梁時(shí)已開始導(dǎo)向?？紤]堆內(nèi)構(gòu)件吊裝時(shí)有盡可能多的水屏蔽，故其最長(zhǎng)長(zhǎng)度應(yīng)滿足吊裝高度上有100mm的安全距離即可，此時(shí)變更導(dǎo)向柱的長(zhǎng)度約為4360mm[2];

（2）增加導(dǎo)向柱的粗細(xì)，使堆內(nèi)構(gòu)件吊具的導(dǎo)向套與導(dǎo)向柱的配合間隙更合理，滿足精確定位的要求，變更后導(dǎo)向柱的粗細(xì)約為181mm。

1.3 方案的對(duì)比

兩種不同的方案，除在對(duì)設(shè)備安全性的主要因素外，還在占用大修主線時(shí)間的長(zhǎng)短、人員接受的輻射劑量的多少等方面存在較大的不同：

（1）占用大修時(shí)間對(duì)比：原設(shè)計(jì)進(jìn)行一次上下部堆內(nèi)構(gòu)件拆卸與回裝約耗時(shí)44h，變更后為36h;由此可見，若吊裝下部堆內(nèi)構(gòu)件可節(jié)省主線時(shí)間8h;若不吊裝下部堆內(nèi)構(gòu)件可節(jié)省主線時(shí)間4h。因此變更后更具有經(jīng)濟(jì)性。

（2）操作人員接受輻射劑量對(duì)比：原設(shè)計(jì)進(jìn)行一次上下部堆內(nèi)構(gòu)件拆卸與回裝約接受8.8mSv人員總劑量，變更后約接受3.6mSv;由此可見，若吊裝下部堆內(nèi)構(gòu)件時(shí)，人員總接受劑量可減少約4.8mSv;若不吊裝下部堆內(nèi)構(gòu)件時(shí)，人員總接受劑量可減少約2mSv。因此變更后更符合ALARA原則。

綜合分析，從設(shè)備安全、節(jié)約主線時(shí)間、人員總接受劑量等方面考慮，變更后的上部對(duì)內(nèi)構(gòu)件存放架導(dǎo)向柱更合理。

2 ?下部堆內(nèi)構(gòu)件存放架導(dǎo)向柱

2.1 現(xiàn)有導(dǎo)向柱存在問(wèn)題

下部堆內(nèi)構(gòu)件吊裝過(guò)程中，提升下部堆內(nèi)構(gòu)件至燃料定位銷高于壓力容器法蘭200mm，操作環(huán)吊往存放架移動(dòng)，并通過(guò)環(huán)吊坐標(biāo)定位于存放架位置，下降至導(dǎo)向套高于導(dǎo)向柱50mm時(shí)，工作人員調(diào)整吊具，使導(dǎo)向套進(jìn)入導(dǎo)向柱，且四周均勻后，緩慢下降，待堆內(nèi)構(gòu)件距離存放架導(dǎo)向籃50mm時(shí)，停止下降，借助于水下攝像機(jī)來(lái)觀察下部堆內(nèi)構(gòu)件徑向支撐鍵與存放架導(dǎo)向籃的配合情況，并根據(jù)實(shí)際情況，微調(diào)環(huán)吊，確認(rèn)無(wú)干涉后，繼續(xù)下降，直至完全就位。

但此吊裝過(guò)程中主要存在無(wú)法準(zhǔn)確就位的風(fēng)險(xiǎn)：現(xiàn)有導(dǎo)向柱的粗細(xì)為158.8mm，而堆內(nèi)構(gòu)件吊具導(dǎo)向套內(nèi)徑為184.15mm，而存放架導(dǎo)向籃尺寸為438.2mm，下部堆內(nèi)構(gòu)件徑向支撐鍵尺寸為425.5mm，堆內(nèi)構(gòu)件徑向支撐鍵與存放架導(dǎo)向籃的配合間隙小于導(dǎo)向套與導(dǎo)向柱的配合間隙，其導(dǎo)向能力不能保證下部堆內(nèi)構(gòu)件徑向支撐鍵準(zhǔn)確就位于存放架導(dǎo)向籃內(nèi)，極易二者發(fā)生磕碰，導(dǎo)致堆內(nèi)構(gòu)件損壞或無(wú)法就位于存放架。

2.2 新導(dǎo)向柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)

針對(duì)現(xiàn)有導(dǎo)向柱吊裝過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)變更現(xiàn)有導(dǎo)向柱的粗細(xì)來(lái)避免存在的風(fēng)險(xiǎn)，具體設(shè)計(jì)思路如下：

（1）增加導(dǎo)向柱的粗細(xì)。變更后導(dǎo)向柱的粗細(xì)約為181mm，保證了導(dǎo)向套與導(dǎo)向柱配合間隙小于徑向支撐鍵與存放架導(dǎo)向籃之間的配合間隙，使導(dǎo)向套進(jìn)入導(dǎo)向柱的導(dǎo)向后，即可準(zhǔn)確定位。

（2）為減少堆內(nèi)構(gòu)件就位過(guò)程中的磕碰風(fēng)險(xiǎn)，可將存放架上導(dǎo)向籃的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)去除。

2.3 二者對(duì)比比較

兩種不同的方案，在占用大修主線時(shí)間的長(zhǎng)短、人員接受的輻射劑量的多少等方面存在較大的不同：

（1）占用大修時(shí)間對(duì)比：原設(shè)計(jì)進(jìn)行一次下部堆內(nèi)構(gòu)件拆卸和回裝耗時(shí)14h或更多（存在長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的可能）;而變更后約耗時(shí)10h。由此可見，吊裝下部堆內(nèi)構(gòu)件可節(jié)省主線時(shí)間4h，且保證下部堆內(nèi)構(gòu)件安全就位于存放架上。

（2）操作人員接受輻射劑量對(duì)比：原設(shè)計(jì)進(jìn)行一次下部堆內(nèi)構(gòu)件拆卸和回裝約接受5.4mSv的人員劑量，而變更后約接受2.6mSv。由此可見，吊裝下部堆內(nèi)構(gòu)件時(shí)，人員總接受劑量可減少約2.8mSv。因此變更后更符合ALARA原則。

綜合分析，從設(shè)備安全、節(jié)約主線時(shí)間、人員總接受劑量等方面考慮，變更后的下部對(duì)內(nèi)構(gòu)件存放架導(dǎo)向柱更合理。

3 ?結(jié)語(yǔ)

海陽(yáng)核電上下部堆內(nèi)構(gòu)件存放架在堆內(nèi)構(gòu)件吊裝時(shí)無(wú)法精確導(dǎo)向的問(wèn)題在目前AP1000機(jī)組中均存在，為了解決此問(wèn)題，文中提出了變更優(yōu)化的方案，并與現(xiàn)有設(shè)計(jì)進(jìn)行了比較，并從設(shè)備安全、占用大修時(shí)間、人員操作劑量等方面對(duì)兩種方案進(jìn)行比較，得出變更后的設(shè)計(jì)可更安全、高效的完成堆內(nèi)構(gòu)件吊裝工作。

參考文獻(xiàn)

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