反应堆压力容器主螺栓螺母一体化湿式清洗检查设备研发
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完成单位:中核核电运行管理有限公司
登记编号:ZSCX-DL2019-J-1-09
登记年份:2019
发布时间:2019-11-18
成果主要完成人
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项目概况
立项背景:核电站在大修期间,需要对反应堆压力容器主螺栓和螺母进行清洗、风干、检查和上油工作,以确保压力容器主螺栓、螺母处于长期安全可靠状态。目前,国内核电对主螺栓螺母的清洗主要采用两种清洗方式:一种为采用国外提供的主螺栓螺母立式自动清洗机进行干式清洗,存在主螺栓表面干结的防咬合剂清洗效果不佳、清洗后螺纹表面残留物较多、干式喷射滚刷清洗过程中容易产生放射性尘埃形成内照射和体表沾污风险、设备运行时操作和观察不便、无法实现螺栓中心通孔清洗等问题。另一种为国内核电常用的主螺栓螺母卧式人工湿式清洗,存在清洗效率低、人员劳动强度大、刷洗不均匀清洗效果差、清洗剂损耗大增加放射性废液处理量、清洗剂挥发物易造成人员呼吸道过敏等症状、人员操作过程中容易引起放射性表面沾污风险等问题。
为解决立式自动干式清洗和卧式人工湿式清洗存在的诸多问题,提高主螺栓螺母的清洗质量和清洗效率,减少核电维修人员的劳动强度和安全风险、优化辐射防护控制和大修计划工期,项目组开展了反应堆压力容器主螺栓螺母全自动清洗检查设备的一系列关键技术和装备的研究。
主要做法:研制针对650MW压水堆机组反应堆压力容器56根M155×4,长度1675mm的主螺栓的螺纹部分、中心孔、螺母及其螺纹进行清洗除垢、风干及上油的一体化湿式清洗检查设备。
功能效果(益):项目组研制的主螺栓螺母一体化湿式清洗检查设备,可实现主螺栓螺母分离回装的自动化和主螺栓螺母的一体化同步清洗、风干和上油等功能,提高了主螺栓螺母的清洗质量和清洗效率,提升了反应堆维修作业的自动化和智能化。该项研发成果于2017年12月通过了国防科学技术成果鉴定。
创新亮点:1)国内核电站首次开发了主螺栓螺母卧式密闭箱体湿式清洗检查工艺;2)开发了主螺栓螺母的自动分离和回装技术;3)实现了主螺栓和螺母的同步清洗、风干和上油操作。
实施应用前后效果(益)情况:该研发成果已在秦山核电多次机组大修中应用,项目成果应用效果良好,具体效果如下:1)主螺栓螺母全自动清洗,螺纹清洗干净均匀,清洗效果明显优于干式自动清洗和湿式人工清洗;2)单根螺栓清洗时间约9-10分钟,相比人工湿式清洗方式节省一半时间,清洗效率明显提高;3)工作人工量约2人×3天,减少了工作人员数量,降低了人员的劳动强度和安全风险;4)控制了人员表面沾污、内照射、集体剂量及职业病危害等辐射风险,节约了辐射防护用品用量,优化了辐射防护控制;5)56组主螺栓和螺母清洗的清洗剂使用量约40L,减少了清洗剂用量,降低了放射性废液产生量和节约了潜在放射性废液后处理费用,符合辐射防护控制原则;6)每大修可缩短主螺栓螺母清洗工作所占大修低低水位时间三天,为大修计划工期优化提供了支持,潜在经济效益可观(尤其低低水位作为关键路径的大修)。
推广价值及范围:该项成果自动化和智能化程度高,对提高核电厂反应堆维修技术具有重要意义,性能优于国内同类产品,达到国际先进水平,可推广应用于方家山、海南、福清、三门等其他压水堆核电机组,也可以应用于大型螺栓螺母的清洗检查等军民两用场合。