乏燃料运输厂房布局结构及乏燃料运输容器的吊装方法与流程

1.本发明涉及核电厂房布局技术领域，尤其涉及一种乏燃料运输厂房布局结构及乏燃料运输容器的吊装方法。


背景技术：

2.目前国内外主流三代核电技术中，乏燃料运输通过燃料厂房设置的乏燃料水池、吊装口、准备井、装载井，通过燃料厂房设置的乏燃料运输容器吊车进行各项操作后装入乏燃料运输容器后运出厂房后进行处理，为减少吊装风险及简化吊车的控制及操作，装载井、准备井、吊装口这几个构筑物布置在一条直线上。
3.在乏燃料操作过程中需要充分考虑重物跌落带来的风险,为满足跌落安全性要求，根据gb11806《放射性物质安全运输规范要求》，乏燃料运输容器9m自由跌落冲击性能是一个关键指标。乏燃料运输容器跌落高度与吊装口、准备井、装载井结构设计有着密切的关系。
4.目前的乏燃料操作过程存在以下缺陷：
5.1)在乏燃料运输容器外运过程中，乏燃料运输容器在装载井和吊装口吊装高度超过9m，超过容器试验的9m的抗跌落能力，在吊装孔处未设置用于保护容器跌落冲击的减震层，如果发生容器跌落其容器完整性及厂房结构完整性无法保证。
6.2)乏燃料水池吊车下部人员走台不能覆盖装载井，乏燃料外运时需要使用辅助平台，燃料装载时存在操作模式切换，人因失误风险大。
7.3)乏燃料运输容器接收和外运时，受限于吊装口尺寸不足，均需要在吊装口下方完成容器吊车和运输车的配合动作，才能完成翻转操作。因为吊车和运输车由不同的操作员控制，且距离较远，存在不协调风险。


技术实现要素：

8.本发明要解决的技术问题在于，提供一种使吊装高度在乏燃料运输容器试验的9m的抗跌落能力内的乏燃料运输厂房布局结构及乏燃料运输容器的吊装方法。
9.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种乏燃料运输厂房布局结构，包括呈一字排开设置的装载井、准备井以及吊装孔，所述装载井、准备井以及吊装孔的下方分别设有缓冲层；
10.所述装载井内设有高于该装载井的承载底面的中转平台，使乏燃料运输容器从所述中转平台被吊装至所述准备井内，并且吊装高度小于9m；
11.所述准备井和吊装孔相邻连接，并且两者之间通过闸门实现连通或隔断；在所述闸门打开连通所述准备井和吊装孔状态，所述准备井内的乏燃料运输容器通过所述闸门平移至所述吊装孔内。
12.优选地，所述装载井和准备井之间通过一隔墙相邻连接；
13.所述中转平台连接在所述隔墙的位于所述装载井内的一侧，并且所述隔墙在所述
中转平台上的高度小于9m。
14.优选地，所述中转平台的标高为11.5m-12.5m.
15.优选地，所述中转平台的下方设有平台缓冲层。
16.优选地，所述吊装孔的长、宽度分别加大设置，所述吊装孔的长、宽度分别为5.5m和6.5m。
17.优选地，所述乏燃料运输厂房布局结构还包括设置在所述中转平台上并可围设在乏燃料运输容器外侧的第一操作平台。
18.优选地，所述乏燃料运输厂房布局结构还包括设置在所述准备井内并可围设在乏燃料运输容器外周的第二操作平台。
19.优选地，所述第二操作平台可拆卸设置。
20.本发明还提供一种乏燃料运输容器的吊装方法，在以上任一项所述的乏燃料运输厂房布局结构内进行；所述乏燃料运输容器的吊装方法包括以下步骤：
21.s1、将吊装设备与装载井内的承载底面上的乏燃料运输容器连接；
22.s2、将所述乏燃料运输容器吊起并放至所述装载井内的中转平台上，该吊起的高度小于9m；
23.s3、将所述乏燃料运输容器从所述中转平台上吊起，离开所述装载井并移动至准备井上方，将所述乏燃料运输容器下放至准备井内；
24.其中，将所述乏燃料运输容器从所述中转平台上吊起的高度小于9m；
25.s4、打开所述准备井和吊装孔之间的闸门后，将所述乏燃料运输容器吊起并平移至所述吊装孔内；
26.s5、在所述吊装孔内，将所述乏燃料运输容器下放到所述吊装孔底部的运输车上。
27.优选地，步骤s5中，所述吊装设备下放所述乏燃料运输容器直至其平放在所述运输车上。
28.本发明的有益效果：通过装载井内中转平台的设置、准备井和转载井之间闸门的设置，保证乏燃料运输容器在每一步吊装转移中吊装高度均不超过9m，满足现有规范和制造验收条件；装载井、准备井以及吊装孔的下方分别设有缓冲层，满足乏燃料运输容器9m跌落的缓冲要求。
附图说明
29.下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
30.图1是本发明一实施例的乏燃料运输厂房布局结构的立面结构示意图；
31.图2是本发明一实施例的乏燃料运输厂房布局结构的平面结构示意图。
具体实施方式
32.为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
33.如图1、2所示，本发明一实施例的乏燃料运输厂房布局结构，包括呈一字排开设置的装载井10、准备井20以及吊装孔30。
34.在核电厂的乏燃料运输厂房内，装载井10位于乏燃料水池100一侧，从而乏燃料水
池100、装载井10、准备井20以及吊装孔30也呈一字排开设置。
35.其中，乏燃料水池100为用于核电厂运行期间乏燃料存放的场所；装载井10作为乏燃料装罐至乏燃料运输容器200的场所；准备井20作为清洗、检查乏燃料运输容器200等操作的场所；吊装孔30用于新燃料及乏燃料运输容器200和其他pmc(核燃料装卸贮存系统)设备进出厂房的场所。
36.装载井10、准备井20以及吊装孔30的下方分别设有缓冲层，满足乏燃料运输容器9m跌落的缓冲要求。上述的缓冲层分为第一缓冲层11、第二缓冲层21和第三缓冲层31，第一缓冲层11设置在装载井10的下方，第二缓冲层21设置在准备井20的下方，第三缓冲层31设置在吊装孔30的下方。吊装孔30下方的第三缓冲层31的标高可为但不限于-4.900m。
37.各缓冲层的材料及厚度等均可分别参考现有技术设置要求及实际需求。
38.通常，装载井10的内底面即形成承载底面，用于乏燃料运输容器200放置其上。本发明中，装载井10内设有高于装载井10的承载底面的中转平台40，使乏燃料运输容器200从中转平台40被吊装至准备井20内，吊装高度小于9m，进而使得吊装高度在乏燃料运输容器200试验的9m的抗跌落能力内。
39.结合装载井10内部中转平台40的设置，承载底面下方设有第一缓冲层11，中转平台40下方设有平台缓冲层12。
40.在本实施例中，如图1所示，装载井10和准备井20之间通过一隔墙22相邻连接。中转平台40连接在隔墙22的位于装载井20内的一侧，并且隔墙22在中转平台40上的高度小于9m，这样中转平台40上的乏燃料运输容器200被吊起，在小于9m的高度即可跨过隔墙22进入准备井20。
41.此外，中转平台40相对于承载底面的高度也小于9m设置，这样将乏燃料运输容器200从承载底面吊起放至中转平台40上，也无需吊至9m以上的高度，即吊起高度均在乏燃料运输容器200试验的9m的抗跌落能力内。
42.具体地，如图1所示实施例中，装载井10的承载底面的标高为+4.800m，中转平台40的标高为+12.00m，即：将乏燃料运输容器200从承载底面吊起至中转平台40上的高度为7.2m即可。
43.可以理解地，中转平台的标高不限于12m，可以是11.5m-12.5m范围内灵活设置。
44.准备井20和吊装孔30相邻连接，两者之间通过闸门50实现连通或隔断。在闸门50打开连通准备井20和吊装孔30状态，准备井20内的乏燃料运输容器200可通过闸门50平移至吊装孔30内，因此无需将乏燃料运输容器200吊高足够的高度才能进行转移，这样对准备井20的内底面的标高也可无需限制在9m或以下。
45.作为选择，闸门50可采用抽拉方式、提放方式或折叠方式等进行开合。例如，在需要连通准备井20和吊装孔30，将闸门50向上拉起，从而闸门50原来位置形成一个通口，满足乏燃料运输容器200通过进入吊装孔30。完成转移后，闸门50下放，将准备井20和吊装孔30隔断。
46.或者，在需要连通准备井20和吊装孔30，将闸门50向下放，使其进入下方墙体的夹层内，从而闸门50原来位置形成一个通口，满足乏燃料运输容器200通过进入吊装孔30。完成转移后，闸门50上提，将准备井20和吊装孔30隔断。
47.又或者，闸门50可抽拉进入侧边墙体内，在需要连通准备井20和吊装孔30，将闸门
50移动进入侧边墙体内，从而闸门50原来位置形成一个通口，满足乏燃料运输容器200通过进入吊装孔30。完成转移后，将闸门50从侧边墙体内拉出，将准备井20和吊装孔30隔断。
48.又或者，闸门50采用可折叠门实现，在需要连通准备井20和吊装孔30，将闸门50向一侧折叠收起，从而闸门50原来位置形成一个通口，满足乏燃料运输容器200通过进入吊装孔30。完成转移后，将闸门50展开，将准备井20和吊装孔30隔断。
49.以上对于闸门50的开合，均可采用相应的驱动机构驱动实现，减少人工操作。
50.进一步地，为实现在吊装孔30下方定点完成乏燃料运输容器200的翻转，以平放状态放置在运输车30上，本发明中还对吊装孔30的内尺寸进行加大设置，以使得吊装孔30内周尺寸足够满足乏燃料运输容器200从立置到平放之间的翻转。
51.在本实施例中，吊装孔30的长、宽度分别加大设置，使得吊装孔30的长、宽度分别为5.5m和6.5m。
52.又进一步地，本发明的乏燃料运输厂房布局结构还可包括设置在中转平台40上并可围设在乏燃料运输容器200外侧的第一操作平台60，便于操作人员在第一操作平台60上对乏燃料运输容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。
53.优选地，第一操作平台60可连接在隔墙22的内壁面上。该第一操作平台60背向隔墙22的一侧可设有与乏燃料运输容器200的外周面吻合的弧形内凹，从而第一操作平台60通过该内凹靠近乏燃料运输容器200，操作人员可在该内凹边缘上对乏燃料运输容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。
54.第一操作平台60上内凹的设置也使得其不会环绕乏燃料运输容器200的整个外周，而是部分弧形外周，因此不影响乏燃料运输容器200吊起或下放，进而该第一操作平台60可固定在中转平台40上，作为固定设施，无需重复拆装。
55.本发明的乏燃料运输厂房布局结构还可包括设置在准备井20内并可围设在乏燃料运输容器200外周的第二操作平台70，便于操作人员在第二操作平台70上对乏燃料运输容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。
56.为不影响乏燃料运输容器200平移通过闸门50进入吊装孔30，第二操作平台70优选为可拆卸设置。在乏燃料运输容器200被吊放至准备井20后，安装第二操作平台70，操作人员在第二操作平台70上对乏燃料运输容器200进行螺栓紧固、充气排水、真空干燥、充氦、密封检测等操作。在将乏燃料运输容器200吊至吊装孔30前，将第二操作平台70拆下或吊离准备井20，为乏燃料运输容器200的平移让出空间。
57.本发明的乏燃料运输厂房布局结构中，第一操作平台60和第二操作平台70分别可采用钢结构。另外，第一操作平台60和第二操作平台70上还分别设有护栏，对操作人员起到一定的防护，避免跌落等危险。
58.本发明的乏燃料运输厂房布局结构，使得乏燃料运输容器200吊装操作过程中每一步均小于9m，满足现有乏燃料运输容器9m跌落试验要求，无需增加额外试验鉴定等。
59.另外，通过对吊装孔30尺寸的改进，满足乏燃料运输容器200接收和外运时定点翻转要求，避免吊装设备400(如吊车)和运输车300配合翻转带来的风险。
60.对此，参考图1及图2，在本发明的乏燃料运输厂房布局结构内实现的乏燃料运输容器的吊装方法，可包括以下步骤：
61.s1、将吊装设备400与装载井10内的承载底面上的乏燃料运输容器200连接。
62.在步骤s1前，预先将乏燃料从乏燃料池100装至乏燃料运输容器200内，该装罐操作主要在装载井10内进行。
63.在乏燃料装罐及完成后，乏燃料运输容器200主要放置在装载井10内的承载底面上。
64.本发明的乏燃料运输厂房布局结构可以兼顾燃料落地吊车和高架吊车。
65.s2、将乏燃料运输容器200吊起并放至装载井10内的中转平台40上，该吊起的高度小于9m。
66.具体地，通过吊装设备400将承载底面上的乏燃料运输容器200吊起在装载井10内的中转平台40上。由于中转平台40的标高与承载底面的标高差小于9m，因此对乏燃料运输容器200的吊装的高度也小于9m，吊起高度均在乏燃料运输容器200试验的9m的抗跌落能力内。
67.s3、将乏燃料运输容器200从中转平台40上吊起，离开装载井10并移动至准备井20上方，将乏燃料运输容器200下放至准备井20内。
68.通过吊装设备400将乏燃料运输容器200从中转平台40上吊起，吊起的高度小于9m。结合隔墙22的高度通常小于9m设置，一般为4.5m-6m范围内，因此该吊起的高度同样小于9m，吊起高度均在乏燃料运输容器200试验的9m的抗跌落能力内。
69.s4、打开准备井20和吊装孔30之间的闸门50后，将乏燃料运输容器200吊起并平移至吊装孔30内。
70.在闸门50打开后，通过吊装设备400将乏燃料运输容器200吊起脱离准备井20的底面后，将其平移至吊装孔30内。
71.在完成乏燃料运输容器200的转移后，即可将闸门50下放，将准备井20和吊装孔30隔断。
72.其中，闸门50可采用抽拉方式、提放方式或折叠方式等进行开合。作为选择，该步骤中，在需要连通准备井20和吊装孔30，将闸门50向下放，使其进入下方墙体的夹层内，从而闸门50原来位置形成一个通口，满足乏燃料运输容器200通过进入吊装孔30。完成转移后，闸门50上提，将准备井20和吊装孔30隔断。
73.又或者，闸门50可抽拉进入侧边墙体内，在需要连通准备井20和吊装孔30，将闸门50移动进入侧边墙体内，从而闸门50原来位置形成一个通口，满足乏燃料运输容器200通过进入吊装孔30。完成转移后，将闸门50从侧边墙体内拉出，将准备井20和吊装孔30隔断。
74.又或者，闸门50采用可折叠门实现，在需要连通准备井20和吊装孔30，将闸门50向一侧折叠收起，从而闸门50原来位置形成一个通口，满足乏燃料运输容器200通过进入吊装孔30。完成转移后，将闸门50展开，将准备井20和吊装孔30隔断。
75.s5、在吊装孔30内，将乏燃料运输容器200下放到吊装孔30底部的运输车300上。
76.具体地，在吊装孔30内，通过吊装设备400将所吊接的乏燃料运输容器200稳定进行下放，直至对准在下方的运输车300上方。
77.由于吊装孔30内部具有足够空间，吊装设备400继续下放乏燃料运输容器200直至乏燃料运输容器200平放在运输车300上，从而无需让运输车300和吊装设备400配合乏燃料运输容器200翻转进行的复杂调整，减少其带来的风险。
78.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发
明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。