一种反应堆压力容器顶盖上管座的切割方法与流程

本发明属于核设施退役，具体涉及一种反应堆压力容器顶盖上管座的切割方法。

背景技术：

1、核电作为一种清洁能源，发展势头迅猛。核电站运行期满后按有关规定，将开展切割、拆除和整备等退役工作。核电站的退役是一项长期复杂的系统工程，一般应当在电站服役结束期前10年开展退役相关技术和工程准备工作。目前国内尚无电站退役拆除和切割的相关工程经验，需尽快开发退役相关技术，以满足将来核电退役工程的需要。

2、在核电站退役工程中，需要对大型金属设备进行切割整备，以减少空间占有率，达到降低废物处置体积的目标，而切割大型核岛主设备是最复杂最难的技术和工程之一。

3、以反应堆压力容器顶盖(顶盖)为例，切割存在若干难点：

4、(1)顶盖体积大、厚度大。顶盖高2.8米，直径接近5米，主体厚度达到170mm，法兰处最厚达到850mm，整体重量达到55吨，切割工作量大，切割过程有可能还涉及到顶盖翻转等。

5、(2)顶盖附件多，形状不规则。顶盖为半球形封头，封头与法兰厚度相差大，主体部分贯穿焊接材料为镍基合金的管座，镍基合金切割难；管座高度高，其间距较小，切割工艺设计困难，路径规划难。

6、(3)顶盖材料成分复杂。主体材料为中碳钢，球体部分内壁和密封面上堆焊7mm厚度不锈钢，管座材料为镍基合金，材料种类多且分布不规则，切割工艺选型难度高。

7、(4)切割料块体积尽量小，形状尽量规整。为了降低放射性废物的总体产量，理论上将顶盖切割的料块越小，装箱后箱内空体积越小，料块外形越规整，其装箱难度和占据的空间就越规整。因此料块体积越小越规整，装箱后总体积就越小，处置成本就越低。为了整体放废减容，需要在技术合理的前提下，切割料块体积尽量小、形状尽量规整。

8、针对上述问题，现有专利202210767658.x反应堆压力容器顶盖的切割方法，公开了一种反应堆压力容器顶盖的切割方法。但是该专利方法对压力容器管座实施逐个切割和吊离，对于单个管座，使用火焰切割工艺需要开展预热、起弧、穿孔、行走切割和吊离等多个步骤，工程上切割效率较低。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种反应堆压力容器顶盖上管座的切割方法，可以分单元切割，切割路径更加优化，切割效率更高。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下的技术方案：

3、一种反应堆压力容器顶盖上管座的切割方法，包括如下步骤：

4、识别管座在所述顶盖上的位置，按照管座的位置将管座的轴向位于同一平面上的管座划分为一个管座单元，所述顶盖上具有多个管座单元；

5、启动切割设备，以一个管座单元为一组进行该管座单元的切割；

6、切割时，切割设备的切割头由一个管座单元的长度方向靠近该管座单元，并在靠近第一个管座时沿该管座的周向进行180°的环向切割，之后向该管座单元中的下一个管座靠近，重复上述步骤，直至到达该管座单元中的最后一个管座，沿最后一个管座的周向进行360°的环向切割，之后向该管座单元中的上一个管座靠近，重复上述步骤，直至到达该管座单元中的第一个管座，该管座单元切割结束；

7、重复上述的管座单元切割步骤，直至将所有的管座单元切割完，所述反应堆压力容器顶盖上的管座切割完毕。

8、根据本发明的一些优选实施方面，每个管座单元的切割路径包括具有起始切割点的起始切割缝、沿管座周向延伸的第一半圆切割缝、位于该管座单元中相邻管座之间的中间切割缝、沿管座周向延伸的第二半圆切割缝，所有中间切割缝位于同一延伸线上。

9、根据本发明的一些优选实施方面，形成所述第一半圆切割缝和第二半圆切割缝时，所述切割头的运行方向相反。

10、根据本发明的一些优选实施方面，所述起始切割缝与中间切割缝位于同一延伸线上。

11、根据本发明的一些优选实施方面，所述起始切割缝、中间切割缝位于该管座单元中所有管座的轴心线形成的平面上。

12、根据本发明的一些优选实施方面，每个管座单元中所有管座的轴心线形成的平面相互平行。

13、根据本发明的一些优选实施方面，所述第一半圆切割缝和第二半圆切割缝形成的圆的直径大于所述管座的直径；该圆的圆心位于管座的轴心线上。

14、根据本发明的一些优选实施方面，相邻所述管座单元上的起始切割缝之间具有移动切割缝。

15、根据本发明的一些优选实施方面，所述移动切割缝直线连接两个起始切割缝上的起始切割点。

16、根据本发明的一些优选实施方面，所述切割设备包括夹爪，当所述切割头运行到一个管座的第二半圆切割缝时，所述夹爪夹持住该管座；并在切割头由第二半圆切割缝移动到中间切割缝或起始切割缝时将夹持的管座从所述顶盖上脱离。

17、由于采用了以上的技术方案，相较于现有技术，本发明的有益之处在于：本发明的反应堆压力容器顶盖上管座的切割方法，合理设置切割分区和路径，规定了最优化的切割路径，使用火焰切割一次走刀可以切割并转运所有管座，实现高效切割，且避免了直接切割管座本体(镍基合金)，降低切割复杂程度。

技术特征：

1.一种反应堆压力容器顶盖上管座的切割方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的切割方法，其特征在于，每个管座单元的切割路径包括具有起始切割点的起始切割缝、沿管座周向延伸的第一半圆切割缝、位于该管座单元中相邻管座之间的中间切割缝、沿管座周向延伸的第二半圆切割缝，所有中间切割缝位于同一延伸线上。

3.根据权利要求2所述的切割方法，其特征在于，形成所述第一半圆切割缝和第二半圆切割缝时，所述切割头的运行方向相反。

4.根据权利要求2所述的切割方法，其特征在于，所述起始切割缝与中间切割缝位于同一延伸线上。

5.根据权利要求4所述的切割方法，其特征在于，所述起始切割缝、中间切割缝位于该管座单元中所有管座的轴心线形成的平面上。

6.根据权利要求5所述的切割方法，其特征在于，每个管座单元中所有管座的轴心线形成的平面相互平行。

7.根据权利要求2所述的切割方法，其特征在于，所述第一半圆切割缝和第二半圆切割缝形成的圆的直径大于所述管座的直径；该圆的圆心位于管座的轴心线上。

8.根据权利要求2所述的切割方法，其特征在于，相邻所述管座单元上的起始切割缝之间具有移动切割缝。

9.根据权利要求8所述的切割方法，其特征在于，所述移动切割缝直线连接两个起始切割缝上的起始切割点。

10.根据权利要求2-9任意一项所述的切割方法，其特征在于，所述切割设备包括夹爪，当所述切割头运行到一个管座的第二半圆切割缝时，所述夹爪夹持住该管座；并在切割头由第二半圆切割缝移动到中间切割缝或起始切割缝时将夹持的管座从所述顶盖上脱离。

技术总结
本发明公开了一种反应堆压力容器顶盖上管座的切割方法，包括如下步骤：识别管座在所述顶盖上的位置，划分管座单元，所述顶盖上具有多个管座单元；启动切割设备，以一个管座单元为一组进行该管座单元的切割；切割时，切割设备的切割头靠近该管座单元，并在靠近第一个管座时沿该管座的周向进行180°环向切割，之后向该管座单元中的下一个管座靠近，重复上述步骤，直至到达该管座单元中的最后一个管座，沿最后一个管座的周向进行360°环向切割，之后向该管座单元中的上一个管座靠近，重复上述步骤，直至到达该管座单元中的第一个管座，该管座单元切割结束；重复上述管座单元切割步骤，将所有管座单元切割完，所述反应堆压力容器顶盖上的管座切割完毕。

技术研发人员：邓春银,陆壮,陈国星,吴树辉,魏少翀,史一岭
受保护的技术使用者：岭澳核电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14