[其他]导向管开口销的更换

说明书

本发明通常与核反应堆有关，并与检修核反应堆导向管有特殊的关系。导向管是核反应堆上部堆内构件的部件。导向管安装在反应堆堆芯燃料组件的上面。当控制棒束沿堆芯向上或向下移动时，用来给一个组件的控制棒束和控制棒驱动轴导向，每根导向管被定位和横向固定在反应堆上部堆芯板上。一般来说，一对分叉的或开口的销钉呈180°布置，吊挂在导向管的下端。每个开口销用锁紧在上部堆芯板导向管法兰沉头孔上的螺母固定，销钉的叉瓣或叶片弹性地啮合反应堆上部堆芯板相应的孔壁上。在上部堆芯板上设置导向管，当控制棒束向上或向下移动时，以便接收它。浸泡销钉的反应堆冷却剂对销钉材料是有腐蚀作用的。曾经发现，由于开口销应力腐蚀裂纹的结果，销钉压紧螺母可能脱落，在冷却剂的作用下，脱落的螺母可能通过上部堆内构件进入核电站的管道和蒸汽发生器中，而损伤管道或蒸汽发生器。在反应堆运行中，在发现开口销进入蒸汽发生器的水室封头之后，需要检修蒸汽发生器。

通过超声波可检定有裂纹的存在，这种裂纹将导致开口销损坏。开口销裂纹的发现标志了应采取补救措施，这不仅涉及有关的导向管，而且涉及反应堆所有的导向管（约60根）。超声波检验是难于进行的，而且本身也未证明是完全可靠的。如果在蒸汽发生器中或在反应堆电站的其它部位中发现了一个螺母，则表明对反应堆所有的导向管均可采取补救措施。也有这样一些情况，即预料到开口销螺母可能有损坏，就对这种有疑问的反应堆的所有导向管采取行动。

根据以前技术的要求，曾于1982年7月和3月按通例进行了更换整个导向管。然而，这种操作的不利之处，是更换费用特别高。这是因为导向管是用不锈钢制成的，销钉是用因科镍合金制成的，而且制造导向管的费用高，所消耗的时间长，以及新的导向管并不随时有储备。一根导向管可能价值80，000美元，更明显的缺点是换下的导向管带高放射性，处置这么大量的放射性的物体将是一个严重的问题。

另一项先有技术于1978年未在日本和随后于1979年初在法国先后得到发展和利用，这只是在“热”室的环境中用非遥控机械装置更换了开口销。1982年未和1983年初，法国进一步发展了这项技术，把旧的开口销焊接到旧的螺母上。螺母一般用AISI304不锈钢制造。“热”室实际操作的优点是在“热”室中新的开口销可焊到螺母上，这种操作的缺点是需要工作人员在长时间内受高的射线照射且劳动强度高以及费用高。辐照剂量水平可能高达1，000雷姆/小时。一种方便的办法是消除整个导向管的放射性污染，然而这种办法费用也很高。

本发明的目标是为克服先有技术的不利之处和缺点，并提供补救核反应堆导向管开口销断裂或潜在断裂的设备和方法。设备还包括更换开口销时清刷用的刷具。

按照本发明，在不损坏导向管的情况下，用新的开口销更换旧的导向管开口销。每个开口销和固定开口销的螺母在本文中有时称为“开口销组件”。旧的开口销和旧螺母称为“旧”组件，而新的开口销和新螺母称为“新”组件。在本发明的操作中，在水池下的遥控机械工作台上装配导向管。水池中的水一般混合有硼酸，作为放射性防护。工作台有许多更换开口销用的工具。工作台由水池外面的指挥中心进行控制，指挥中心不会受到导向管和开口销放射性的污染，可防止工作人员受照射。

工作台上的工具包括一个夹持-转位工具、一个金属-解体-切割工具（MDM）、一个抓取工具、一个刷具、一个销钉插入/扭转工具和一个卷边工具，还有一个供给螺母的料斗，一个废物滑槽和一台闭路电视用的电视摄象机。要处理的导向管（有时称为下导向管），从上部堆内构件的顶部支承板和热套管（有时称为上导向管）分离开，该热套管延伸到下导向管的上面，下导向管旋转装在夹持-转位工具上。夹持-转位工具将导向管夹紧，使要拆卸和更换的那些开口销固定在准确的位置。导向管正确定位后，即用金属-解体-切割工具切割螺母，把螺母和销钉组件切割成碎块，主要是螺母和销钉碎块。开口销有一个凸缘，这个凸缘嵌套在开口销穿过的下导向管法兰的下沉头孔中。开口销凸缘的直径比沉头孔的直径稍小些（一般小0.0006英吋），拧紧啮合开口销的螺母，迫使该凸缘压入沉头孔。

夹持-转位工具的下端带有一个销钉拔出器和推出器。销钉拔出器和推出器有一个弹性夹头，这个夹头在金属-解体-切割工具切割操作之前和切割操作中，从下沉头孔下面，与旧销钉啮合，并施加一个推力。与螺母碎块分离的销钉碎块由拔出器和推出器从沉头孔拔出。