一、立项背景

乏燃料干式贮存生产运行操作设备是秦山核电重水堆核电厂，相关操作设备均是干存关键设备之一，此设备均从国外制造引进，属于80年代技术，相应技术工艺较为落后，所有设备运行一段时间后均出现相应问题，造成乏燃料干式贮存不能正常生产，如不能及生产就会影响到停堆停机，损失不可估量。

鉴于以上各类事件的发生，核安全监管部门及秦山核电管理层高度重视，虽然乏燃料干式贮存是属国内首创，但不能不顾核安全，最终形成决议，成立专项攻关研制开发小组，按设备重要性，对症下约，由重到轻进行排序、制定相应的完成计划。研制开发：乏燃料篮检查测试装置；破损燃料检查测试装置；棒束抓取工具维修后验证工具；屏蔽运输容器定位销整体定位装置；棒束抓取手动操作工具；燃料篮水下操作手动工具研制开发等。

二、成果内涵

国内第一座乏燃料干式贮存配套设施的研制开发，其成果的内涵在于，国内首创,充分利用人、机、料、法、环五大工具组织开展科技创新，从国外没有至国内有、与时俱进采用高科技配合乏贮生产、技术创新人员技能提升，其成果为后续类似商用堆乏燃料干式贮存提供了最宝贵的实践资料和推广。这些配套设施的研制开发，营造了科技创新良好氛围，锻炼了秦山队伍，提高了秦山人员技能水平，在秦山核电树立创新典范，为此获三项国家专利授权，二项专利申报之中（国家专利中心已经受理，等待授权）。通过以上配套设施的研制开发，近三年来乏贮生产比以往提前完成，效率明显提高，成本降低，人力资源节减，人因事件为“零”，截止目前为公司节约成本7200万元人民币。后续每年为公司节约人力资源费及其它费用近1800万元人民币，按电站延寿50年寿期（还有35年寿期），可累计节省资金多亿万元人民币。同时也为秦山核电提高了信誉度及后续其它电站实施乏燃料干式贮存生产奠定坚实基础。

三、工作原理

燃料篮检查测试装置，采用一体化合成（吊装、转移、测试、开盖、扣盖）；超薄高放射物品水下抓取装置，采用气控-机械传动吸取的方式；手动抓取工具工具采用机械传动方式；整体定位置采用坐标调节法，类似丝杆运动原理（粗细调节）；

四、主要创新点

? 自主研制开发乏燃料检测测试装置，国内首创，工作效率提高，传送检测一体化合成；

自主研制开发超薄卡环抓取工具，国内外相同电站首创，操作简单，安全可靠，确保微细高放射性物品及时处理，有效保障燃料水池安全性；

屏蔽运输容器导向支架定位销整体定位装置，工作效率提高，四个定位销定位精度控制正负1MM,从而确保二次回取一次成功；

首创手动棒束抓取工具及水下燃料篮操作工具的研制开发，填补类似乏燃料水下操作空白，确保操作抓取乏燃料棒束一次成功，元件坠落破损为“零”，避免工作人员受到放射性污染事件为“零”；

五、实施前后比效

实施前：

1、 转运检测燃料篮每个需要2小时，人员3人，测量结果有误差，同时造成返工；

2、 高放卡环及其它微小物件掉入乏燃料池，无法抓取，造成水池污染，相关化学指标超标;

3、 模块定位柱安装有偏差，导致燃料篮无法二次回取，有时造成导向支架无法就位，造成工期延误；

4、 棒束意外坠落，造成元件掉入水池，后续处理更为困难，给核安全带来严重风险。

实施后：

1、 首创燃料篮转运检测装置一体化，操作简单，安全可靠，效率提高，人力资源节减，为公司节约大量资金；

2、 超薄卡环抓取工具的研制开发成功，采用气缸，吸板及弹簧为一体的组合，使用方便；

3、 研制开发整体定位装置，采用自动调节修正，有效控制四个定位销之间的误差正负1MM;

4、 研制开发重水堆燃料水下棒束抓取工具及燃料篮水下操作手动工具，采用齿轮偶合，机械长杆传动，自锁可靠，棒束意外坠落风险为“零”。

六、推广范围

根据国外相同电站经验反馈，乏燃料干式贮存在乏贮生产过程中，均发生与秦山核电中核运行三厂相同案例，距目前掌握信息，国外乏贮项目采用是80年技术产品，设备技术落后，故障率偏高，工作效率低。通过配套工具的研制开发，现场调试、模拟演练，设备各项性能指标满足设计要求，截止目前该设备已安全、高效、可靠运行应用四年，累计装载棒束5万余根及500多个燃料篮检查测试等。

推广转化前景：

? 燃料篮检查测试装置采用检测转运一体化，效率高可向类似电站项目及燃料篮制造厂进行推广；

? 超薄卡环抓取工具采用气动一体化，可向电站乏燃料池水下高放微小物件抓取进行推广应用，同时也适用于民用行业水池物件抓取；

? 手动棒束抓取工具及燃料水下操作工具的研制开发成功，填补国内外相类似电站相同项目空白，可向类似电站乏燃料操作提供技术转让及借鉴；

效益分析

? 社会效益：乏贮配套设施的研制开发成功，为乏燃料操作提供更安全、更可靠、更高效、更便捷、提高乏燃料操作的安全性，确保操作人员公众及环境受到意外剂量照射的风险及环境污染为“零”。

? 经济效益：乏燃料干式贮存配套设备的研制开发成功，该成果具有国际先进水平,可满足两台坎杜机组乏燃料操作要求，不会引起机组就会降功率或停堆停机，否则经济损失不可估量。每年为公司节约1800万元，截止目前已累计7200万元。

同意申报2020全国电力行业设备管理与技术创新成果创新成果“一等奖”。