[发明专利]核电站反应堆的卡涩控制棒处理方法及卡涩控制棒提升抓具

说明书

技术领域

本发明属于百万千瓦级先进压水堆核电站领域，涉及一种压水堆核电站重要部件意外处理方法，尤其涉及一种核电站反应堆的卡涩控制棒处理方法及用于卡涩控制棒的提升抓具。

背景技术

2009年4月，大亚湾核电厂一号机组第十三次大修(D113大修)停堆过程中，四组R2棒组的控制棒组件(堆芯F06，K06，F10，K10位置)卡在第32步位置，无法下插到5步。机组到达换料停堆模式后，4组R2棒仍然无法插入到燃料组件中。经计算，四组控制棒高出燃料组件上管座约524mm。由于换料机的特殊结构，必须首先将这四组控制棒从堆芯取出，才可能进行堆芯卸料。根据四组控制棒的卡棒位置计算，控制棒末端正好处在燃料组件控制棒导向管下部的缓冲段入口位置。在逐一排除了其他卡棒原因后，认定由于末端辐照肿胀超标，控制棒在下插过程中与内径较小的导向管缓冲段内壁挤压而形成卡涩。卡涩控制棒在自重和施加外力情况下都已经无法完全下落到组件内部，只能将控制棒从燃料组件中抽出。

控制棒组件在堆芯长时间运行后，寿期末控制棒下端部会加速辐照肿胀，而控制棒下端肿胀可能导致其与燃料组件控制棒导向管之间发生卡涩，即控制棒无法完全进入控制棒导向管，卡涩控制棒在燃料组件上管座以外部分处于自由状态。若卡涩发生在堆芯运行期间，将严重影响堆芯安全；若发生在停堆工况下，反应堆将无法继续启堆运行，只能进入大修换料模式进行处理。而卡涩控制棒的处理只能是将其从堆芯取出，若不将其从堆芯取出，会导致换料机无法正常卸料。

堆芯内的控制棒是随燃料组件一起通过换料机来装入反应堆堆芯，或者从堆芯卸出。在控制棒卡涩情况下，控制棒无法完全插入到燃料组件中，也无法使用换料机进行吊装，因此堆芯直接抽取控制棒是唯一途径。但是卡涩控制棒的处理面临许多困难：①在堆芯尚未卸料的情况下直接抽取控制棒，风险高，要求万无一失，确保核安全；②国内外首次实施，缺乏经验借鉴；③需要确定控制棒允许拉力和卡涩力；④由于卡涩控制棒的星形连接柄高出燃料组件上管座较多，控制棒缺乏足够支撑，定位和抓取困难；⑤需要设计专门的卡涩控制棒抓取工具和运输贮存容器。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对控制棒组件在堆芯长时间运行后，寿期末控制棒下端部辐照肿胀，导致其与燃料组件控制棒导向管发生卡涩的问题，提供一种在堆芯内快速、安全将卡涩控制棒取出并安全放置及储存的核电站反应堆的卡涩控制棒处理方法。

本发明进一步要解决的技术问题在于，针对控制棒结构特点，提供一种可水上操作水下抓紧控制棒、易操作、牢固快速安全取出控制棒的卡涩控制棒提升抓具。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种核电站反应堆的卡涩控制棒处理方法，包括以下步骤：

(1)、放置控制棒运输贮存容器：将控制棒运输贮存容器放置到构件池内并保持直立状态；

(2)、抓取卡涩的控制棒：采用卡涩控制棒提升抓具将卡涩的控制棒从燃料组件中抽出；

(3)、移动抓取的控制棒：在水下移动抓取的控制棒并定位至控制棒运输贮存容器上方；

(4)、控制棒插入控制棒运输贮存容器：控制棒经导向慢速向下插入到控制棒运输贮存容器内；

(5)、控制棒的运输贮存：将插装有控制棒的控制棒运输贮存容器传输到燃料厂房，并将控制棒放入燃料贮存水池内的贮存格架内存储。

所述的核电站反应堆的卡涩控制棒处理方法中，所述步骤(1)中，利用新燃料升降机将控制棒运输贮存容器下降到乏燃料水池底部并抓取放置到燃料传输装置；利用燃料传输装置将控制棒运输贮存容器传送到构件池内，且将控制棒运输贮存容器保持直立状态放置。

所述的核电站反应堆的卡涩控制棒处理方法中，所述步骤(1)优选包括以下子步骤：

(11)、将乏燃料水池内的新燃料升降机上升到水面上；

(12)、采用新燃料短柄工具抓取控制棒运输贮存容器，利用吊车将控制棒运输贮存容器吊运放入新燃料升降机内；

(13)、将新燃料升降机下降到乏燃料水池底部；

(14)、使用乏燃料长杆工具，在新燃料升降机处抓取控制棒运输贮存容器，利用乏燃料桥吊将控制棒运输贮存容器放入燃料传输装置的燃料厂房侧倾翻机篮内；

(15)、利用燃料传输装置将控制棒运输贮存容器传送到反应堆厂房构件池内保持直立状态。

所述的核电站反应堆的卡涩控制棒处理方法中，所述步骤(2)中优选包括以下子步骤：