周萌 趙新梅 岳亮 趙馳

中核四0四有限公司 甘肅蘭州 735100

動(dòng)力堆乏燃料后處理中間試驗(yàn)廠（以下簡(jiǎn)稱中試廠）目前采用普雷克斯流程處理來(lái)自大亞灣的動(dòng)力堆乏燃料組件，主要利用磷酸三丁酯萃取法從輻照核燃料中回收鈾、钚。溶解器是動(dòng)力堆乏燃料后處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備。其主要作用是接受剪切機(jī)剪切的乏燃料短段，將其中的二氧化鈾芯塊溶解成硝酸鈾酰溶液，供下一工序使用。此外，溶解器還需要對(duì)溶解完的廢包殼進(jìn)行蒸煮，進(jìn)一步除去包殼中殘留的鈾，以保證廢包殼達(dá)到外運(yùn)的輻射要求。

1 溶解管殘?jiān)鼇?lái)源及其后果

剪切后的燃料包殼盛裝在溶解器大吊籃內(nèi)，由于大吊籃壁上開(kāi)孔為長(zhǎng)圓形在溶解器溶解和蒸煮操作以及大吊籃的吊運(yùn)過(guò)程中，有少量殘?jiān)蛩樾迹ㄩL(zhǎng)形片狀）通過(guò)大吊籃壁上的長(zhǎng)圓形孔漏出，漏出的殘?jiān)蛩樾即蟛糠诌M(jìn)入小吊籃內(nèi)由小吊籃接收，少部分殘?jiān)蛩樾悸湓谛〉趸@座上。按照中試廠現(xiàn)行運(yùn)行要求，為防止小吊籃內(nèi)殘?jiān)e存過(guò)多，影響小吊籃的起吊操作，因此每運(yùn)行16批料后，即對(duì)小吊籃進(jìn)行吊出檢查更換。在起吊過(guò)程中，小吊籃底座上的殘?jiān)蛩樾悸淙肴芙夤艿撞慷逊e，而且在小吊籃回裝過(guò)程中，由于小吊籃底座上殘留有碎屑，導(dǎo)致小吊籃回裝后不到位，底座與小吊籃邊緣有縫隙，殘?jiān)e累于此，長(zhǎng)此以往，導(dǎo)致溶解管底部積累殘?jiān)^(guò)多，以至于沒(méi)過(guò)蒸汽噴射泵吸入口[1]。

溶解器作為后處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備，如果不及時(shí)有效的對(duì)溶解器溶解管內(nèi)的廢包殼進(jìn)行回取，將直接導(dǎo)致溶解器內(nèi)料液無(wú)法送往下一工序，甚至導(dǎo)致整臺(tái)溶解器報(bào)廢，致使整個(gè)后處理工藝線的全面停運(yùn)。

2 溶解管殘?jiān)厝?/h2>

2.1 回取方案的選擇

針對(duì)溶解管內(nèi)殘?jiān)逊e嚴(yán)重影響溶解系統(tǒng)運(yùn)行的現(xiàn)象，曾經(jīng)嘗試使用夾具夾取、試劑溶解、溶解管底部開(kāi)孔等方式對(duì)溶解管內(nèi)的廢包殼殘?jiān)M(jìn)行處理。但是由于溶解管處于熱室內(nèi)，熱室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，劑量水平高，操作人員難以近距離操作，操作難度大，同時(shí)考慮到不損壞溶解管本體，上述方法均不適用于中試廠溶解管內(nèi)殘?jiān)幕厝」ぷ鳌?/p>

經(jīng)綜合考慮，選用抽真空裝置對(duì)溶解管內(nèi)的殘?jiān)M(jìn)行回取，此方法是采用一抽真空設(shè)備對(duì)連接的回取管線內(nèi)制造負(fù)壓，通過(guò)回取管內(nèi)外壓差作用將溶解管內(nèi)殘?jiān)牖厝⊙b置管線中，在真空裝置與回取頭之間設(shè)置中間容器阻礙和處理回取的殘?jiān)?。相?duì)于上述幾種方法，次方法操作人員所受劑量相對(duì)較少，產(chǎn)生放射性廢物也相對(duì)較少。

2.2 抽真空回取溶解管殘?jiān)?/h3>

（1）抽真空回取裝置簡(jiǎn)介。利用現(xiàn)有端頭桶加工改造一中間回取容器，將加工好的回取容器放置在位于溶解器上方的R02熱室，回取容器一端連一造真空裝置（工業(yè)吸塵器），一端連接抽吸用的“耐壓”軟管，耐壓軟管前加端增約2m長(zhǎng)的不銹鋼管，將其探入溶解器內(nèi)，利用造真空裝置將廢包殼回取至中間容器內(nèi)。工業(yè)吸塵器的氣體排入橙區(qū)排風(fēng)系統(tǒng)?；厝〉膹U包殼殘?jiān)谥虚g容器內(nèi)積累，積累到一定程度后將中間整體作為固體廢物通過(guò)端頭桶轉(zhuǎn)運(yùn)至固體廢物轉(zhuǎn)型站[2]。

（2）回取裝置吸入高度的確定。為保證回取裝置可以順利的將溶解管底部的廢包殼回取，需在進(jìn)行回取前試驗(yàn)。將回取裝置安裝在第二檢修廳吊裝孔處（垂直高度20m，高于溶解管最低處至回取裝置最高距離），進(jìn)行模擬包殼回取試驗(yàn)，利用造真空裝置將模擬包殼從最低處吸至第二檢修廳吊裝孔處進(jìn)行揚(yáng)程測(cè)試。通過(guò)觀察模擬包殼吸入高度驗(yàn)證回取裝置是否滿足包殼要求。經(jīng)測(cè)試，模擬包殼可以順利的被吸取，滿足包殼回取的要求。

（3）溶解管殘?jiān)厝?shí)施過(guò)程。

①?gòu)U包殼的回取。首先將造真空裝置吊運(yùn)至熱室人孔外的平臺(tái)處；而后連接整套回取裝置，將造真空裝置排風(fēng)口連接在橙區(qū)排風(fēng)管道上并做好密封；連接好之后，將回取裝置轉(zhuǎn)入設(shè)備室內(nèi)，包括回取頭、回取軟管、回取容器；接下來(lái)通過(guò)動(dòng)力手和主從機(jī)械手相互配合將吸入管送入溶解器內(nèi)。上述工作完成之后現(xiàn)場(chǎng)啟動(dòng)造真空裝置對(duì)溶解器底部廢包殼進(jìn)行回取，廢包殼會(huì)進(jìn)入回取頭通過(guò)塑料軟管落入回取容器內(nèi)?；厝⊥戤吅?，通過(guò)臨時(shí)攝像頭觀察溶解器底部小吊蘭內(nèi)殘留廢包殼情況[3]。

②廢物處理。在包殼回取過(guò)程中產(chǎn)生固體廢物有高壓軟管約40m、視頻線40m、攝像頭1個(gè)、鋼絲繩40m、不銹鋼管0.4m、裝有包殼的回取桶等。裝有包殼的回取桶裝入CEFE轉(zhuǎn)運(yùn)裝置中送固體廢物處理設(shè)施處理，并且將其余高壓軟管、鋼絲繩等通過(guò)遠(yuǎn)距離操作，用砂輪機(jī)切割成300-400m段后，放入端頭桶內(nèi)，同樣利用CEFE轉(zhuǎn)運(yùn)裝置送固體廢物處理設(shè)施。造真空裝置（工業(yè)吸塵器）的集塵桶在進(jìn)行清洗去污后裝入縮口桶內(nèi)作為固體廢物處理，其他電器部分進(jìn)行屏蔽、隔離暫存。

③回取效果。在廢包殼回取過(guò)程中，氣載流出物監(jiān)測(cè)無(wú)異常，熱室氣溶膠數(shù)據(jù)無(wú)異常，熱室過(guò)濾器芯外照射水平無(wú)異常，未對(duì)環(huán)境造成影響?；厝『?，通過(guò)臨時(shí)攝像頭對(duì)溶解管進(jìn)行觀察發(fā)現(xiàn)：溶解管中廢包殼殘?jiān)厝÷蔬_(dá)85%，大小吊籃能夠放置到位，溶解器出料順暢，無(wú)碎屑堵塞管道現(xiàn)象，滿足溶解器運(yùn)行要求。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)溶解管內(nèi)殘?jiān)幕厝」ぷ骺傻贸鲆韵陆Y(jié)論：

（1）溶解管底部殘?jiān)峭ㄟ^(guò)大吊籃孔洞落入小吊籃座上，慢慢積累起來(lái)的；

（2）該回取裝置對(duì)溶解管殘?jiān)幕厝÷士蛇_(dá)85%；

（3）該裝置對(duì)溶解管內(nèi)的殘?jiān)厝『罂僧a(chǎn)生相對(duì)較多的放射性固體廢物。