本發(fā)明屬于灌鉛方法，尤其涉及一種乏燃料運(yùn)輸容器的灌鉛工藝方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)內(nèi)核電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有核電機(jī)組已經(jīng)服役多年，核島內(nèi)的乏燃料貯存即將達(dá)到極限，必須轉(zhuǎn)運(yùn)至后處理廠進(jìn)行后處理。乏燃料貯存、運(yùn)輸是核燃料循環(huán)產(chǎn)業(yè)中不可缺少的重要一環(huán)，目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有進(jìn)口的乏燃料運(yùn)輸容器已不能夠滿足國(guó)內(nèi)乏燃料周轉(zhuǎn)運(yùn)輸?shù)囊螅覈?guó)外進(jìn)口乏燃料運(yùn)輸容器既不利于我國(guó)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化的發(fā)展，也不利于我國(guó)核電發(fā)展對(duì)外輸出的要求。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展,對(duì)能源的需求特別是電力需求不斷增長(zhǎng)，核電事業(yè)也隨之開(kāi)始進(jìn)入了蓬勃發(fā)展的階段。核電站設(shè)計(jì)之中考慮的乏燃料在堆貯存能力通常為10～20年電站正常運(yùn)行所卸出的乏燃料組件數(shù)量,在核電站貯存水池裝滿乏燃料之前,必須將其運(yùn)往核燃料后處理廠，否則由于乏燃料不能及時(shí)外運(yùn)而將造成核電站停堆的嚴(yán)重后果,導(dǎo)致巨大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)測(cè)算，2020年我國(guó)核電站乏燃料累積存量將超過(guò)7500噸，核電站累積外運(yùn)的乏燃料約為2100噸，2020年當(dāng)年外運(yùn)量超過(guò)200噸。到2025年，我國(guó)核電站乏燃料累積存量將超過(guò)14000噸，核電站乏燃料累積外運(yùn)量5200噸，當(dāng)年外運(yùn)量近900噸。到2030年，在不考慮再新建核電站情況下，我國(guó)核電站乏燃料累積存量將達(dá)到23000噸，核電站乏燃料累積外運(yùn)量超過(guò)10000噸，當(dāng)年外運(yùn)量近1300噸。
因此,乏燃料運(yùn)輸勢(shì)在必行，它是閉合燃料循環(huán)中非常重要的一環(huán),而乏燃料運(yùn)輸容器又是保證運(yùn)輸安全的一項(xiàng)關(guān)鍵而重要的設(shè)備。根據(jù)世界各國(guó)在放射性物質(zhì)(包括乏燃料)運(yùn)輸安全理念上達(dá)成的共識(shí)，放射性物質(zhì)(包括乏燃料)運(yùn)輸?shù)陌踩饕蕾?lài)運(yùn)輸容器本身的安全，人為因素和行政管理方面的要求處于次要地位。乏燃料運(yùn)輸容器研制項(xiàng)目對(duì)大型核燃料后處理廠專(zhuān)項(xiàng)具有重大意義，乏燃料運(yùn)輸容器是保證大型核燃料后處理廠正常運(yùn)行的前提條件之一。由于大型乏燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)制造的復(fù)雜性和昂貴的造價(jià)，目前我國(guó)僅從美國(guó)nac公司進(jìn)口了兩臺(tái)nac-stc容器，但其價(jià)格昂貴，目 前還沒(méi)有國(guó)產(chǎn)核電站乏燃料的運(yùn)輸容器。乏燃料運(yùn)輸容器的研制成功可以填補(bǔ)我國(guó)在這一領(lǐng)域的空白，具有大型乏燃料運(yùn)輸容器的設(shè)計(jì)與制造能力可以充分體現(xiàn)我國(guó)日益強(qiáng)大的綜合國(guó)力。
目前國(guó)際上具有大型乏燃料運(yùn)輸容器設(shè)計(jì)和制造能力的代表國(guó)家有美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)和日本，但這些國(guó)家設(shè)計(jì)和制造的容器價(jià)格非常昂貴，一臺(tái)容器需要近3000萬(wàn)元人民幣?？紤]到我國(guó)的實(shí)際情況,將來(lái)我國(guó)生產(chǎn)出的容器價(jià)格必將大大低于國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品價(jià)格，在國(guó)際上將非常具有競(jìng)爭(zhēng)力。
本項(xiàng)目研制成功后，可以改變我國(guó)目前大型乏燃料運(yùn)輸容器完全依賴(lài)進(jìn)口的現(xiàn)狀。此外，還可以發(fā)揮國(guó)內(nèi)制造成本低的優(yōu)勢(shì)，迅速擴(kuò)大國(guó)產(chǎn)大型核電站乏燃料運(yùn)輸容器的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率，隨著我國(guó)大力發(fā)展核電政策的實(shí)行以及現(xiàn)有和在建核電站的陸續(xù)投產(chǎn)，乏燃料運(yùn)輸容器的需求量非常大，將來(lái)制造出的容器將應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各個(gè)核電站的乏燃料運(yùn)輸工作之中，將大量的核電站乏燃料運(yùn)輸?shù)酱笮秃巳剂虾筇幚韽S做后處理前的暫存。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷提供一種乏燃料運(yùn)輸容器的灌鉛工藝方法。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案：一種乏燃料運(yùn)輸容器灌鉛工藝方法，包括下述步驟：
步驟一：熔鉛爐功能性試驗(yàn)
熔鉛爐功能性試驗(yàn)內(nèi)容包括：熔鉛爐工作溫度試驗(yàn)、熔鉛爐輸出管道通暢試驗(yàn)、管道閥門(mén)工裝狀態(tài)試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)，
當(dāng)上述試驗(yàn)全部通過(guò)時(shí)，判定熔鉛爐功能正常，可以用于后續(xù)步驟，
步驟二：檢測(cè)熱電偶的設(shè)置
本步驟首先設(shè)置熱電偶，即熱電偶設(shè)置在被灌注零件的內(nèi)外壁面、熔鉛爐和熔鉛爐輸出管道上，
檢測(cè)上述熱電偶設(shè)置位置是否是預(yù)先確定的位置，
步驟三：清潔鉛錠
對(duì)鉛錠進(jìn)行清潔，清潔以目測(cè)沒(méi)有污染物為標(biāo)準(zhǔn)，
步驟四：鉛錠裝入熔鉛爐
將清潔后的鉛錠裝入熔鉛爐，
步驟五：開(kāi)始熔鉛
對(duì)熔鉛爐升溫，升溫的速率范圍為≤52℃/秒，升溫的最終溫度為500±20℃，
步驟六：熔鉛爐保溫，攪拌
對(duì)熔鉛爐保溫，保溫的溫度范圍為
管道和被灌注筒體的預(yù)熱，管道管道外壁面設(shè)定加熱溫度范圍為
檢查鉛鍋內(nèi)鉛液、筒體內(nèi)外壁和管道壁等測(cè)溫點(diǎn)溫度，當(dāng)筒體內(nèi)外壁溫差≤56℃，鉛液與筒體壁溫差≤41℃，且全部點(diǎn)的溫度范圍在
步驟七：開(kāi)始灌鉛
將熔融狀態(tài)的鉛溶液灌注到產(chǎn)品內(nèi)，
本步驟需注意不要帶入空氣，
步驟八：灌鉛完成
將熔融狀態(tài)的鉛溶液灌注到被灌注產(chǎn)品內(nèi)時(shí)，灌鉛完成，
步驟九：鉛液保溫
對(duì)灌注了熔融狀態(tài)的鉛溶液的被灌注產(chǎn)品進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間≥10小時(shí)，且筒體內(nèi)外壁溫差≤56℃，鉛液與筒體壁溫差≤41℃，全部點(diǎn)的溫度在
步驟十：鉛液逐層冷卻
以300mm為一層，右下向上逐層噴淋液體，對(duì)被灌注零件進(jìn)行冷卻，當(dāng)被噴淋一層的鉛溶液完全凝固時(shí)，對(duì)臨近的一層進(jìn)行冷卻，直到將全部被灌注零件冷卻，
步驟十一：移除灌鉛設(shè)備
冷卻完成后，將灌鉛設(shè)備移除，僅留下被灌注零件，
步驟十二：鉛層γ屏蔽性能檢測(cè)
對(duì)被灌注零件進(jìn)行γ屏蔽性能檢測(cè)，檢測(cè)鉛層厚度，若鉛層厚度大于等于預(yù)先設(shè)計(jì)的厚度，則判定灌注成功，否則判定灌注失敗。
如上所述的一種乏燃料運(yùn)輸容器灌鉛方法，其中，所述的步驟二中的在設(shè)置在熔鉛爐的熱電偶，是設(shè)置在熔鉛爐的底部；所述在設(shè)置在被灌注零件內(nèi)外壁面的熱電偶，是根據(jù)被灌注零件高度設(shè)置的，即當(dāng)被灌注零件高度小于等于300mm時(shí)，在中間位置的內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶，當(dāng)灌注零件高度大于300mm時(shí)，在最頂端的內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶、在最底端的內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶，并且從最底端開(kāi)始，每隔300mm的高度，在內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶；所述在設(shè)置在熔鉛爐輸出管道的熱電偶，是設(shè)置在輸出管道一半長(zhǎng)度的位置。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：1.使用水冷環(huán)管提升裝置使得鉛層冷卻均勻，且速度易于控制。2.熔鉛及鉛層保溫均使用先進(jìn)的天然氣紅外線輻射加熱，熱量利用率高，且清潔對(duì)環(huán)境污染小。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明乏燃料運(yùn)輸容器灌鉛方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
如附圖1所示，一種乏燃料運(yùn)輸容器灌鉛工藝方法，包括下述步驟：
步驟一：熔鉛爐功能性試驗(yàn)
熔鉛爐功能性試驗(yàn)內(nèi)容包括：熔鉛爐工作溫度試驗(yàn)、熔鉛爐輸出管道通 暢試驗(yàn)、管道閥門(mén)工裝狀態(tài)試驗(yàn)和密封性試驗(yàn)。
當(dāng)上述試驗(yàn)全部通過(guò)時(shí)，判定熔鉛爐功能正常，可以用于后續(xù)步驟。
步驟二：檢測(cè)熱電偶的設(shè)置
本步驟首先設(shè)置熱電偶，即熱電偶設(shè)置在被灌注零件的內(nèi)外壁面、熔鉛爐和熔鉛爐輸出管道上。
所述在設(shè)置在熔鉛爐的熱電偶，是設(shè)置在熔鉛爐的底部；所述在設(shè)置在被灌注零件內(nèi)外壁面的熱電偶，是根據(jù)被灌注零件高度設(shè)置的，即當(dāng)被灌注零件高度小于等于300mm時(shí)，在中間位置的內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶，當(dāng)灌注零件高度大于300mm時(shí)，在最頂端的內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶、在最底端的內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶，并且從最底端開(kāi)始，每隔300mm的高度，在內(nèi)外壁面各設(shè)置一個(gè)熱電偶；所述在設(shè)置在熔鉛爐輸出管道的熱電偶，是設(shè)置在輸出管道一半長(zhǎng)度的位置。
檢測(cè)上述熱電偶設(shè)置位置是否是預(yù)先確定的位置。
步驟三：清潔鉛錠
對(duì)鉛錠進(jìn)行清潔，清潔以目測(cè)沒(méi)有污染物為標(biāo)準(zhǔn)。
步驟四：鉛錠裝入熔鉛爐
將清潔后的鉛錠裝入熔鉛爐。
步驟五：開(kāi)始熔鉛
對(duì)熔鉛爐升溫，升溫的速率范圍為≤52℃/秒，升溫的最終溫度為500±20℃。
步驟六：熔鉛爐保溫，攪拌
對(duì)熔鉛爐保溫，保溫的溫度范圍為
管道和被灌注筒體的預(yù)熱，管道管道外壁面設(shè)定加熱溫度范圍為
檢查鉛鍋內(nèi)鉛液、筒體內(nèi)外壁和管道壁等測(cè)溫點(diǎn)溫度，當(dāng)筒體內(nèi)外壁溫差≤56℃，鉛液與筒體壁溫差≤41℃，且全部點(diǎn)的溫度范圍在
步驟七：開(kāi)始灌鉛
將熔融狀態(tài)的鉛溶液灌注到產(chǎn)品內(nèi)。
本步驟需注意不要帶入空氣。
步驟八：灌鉛完成
將熔融狀態(tài)的鉛溶液灌注到被灌注產(chǎn)品內(nèi)時(shí)，灌鉛完成。
步驟九：鉛液保溫
對(duì)灌注了熔融狀態(tài)的鉛溶液的被灌注產(chǎn)品進(jìn)行保溫，保溫時(shí)間≥10小時(shí)，且筒體內(nèi)外壁溫差≤56℃，鉛液與筒體壁溫差≤41℃，全部點(diǎn)的溫度在
步驟十：鉛液逐層冷卻
以300mm為一層，右下向上逐層噴淋液體，對(duì)被灌注零件進(jìn)行冷卻，當(dāng)被噴淋一層的鉛溶液完全凝固時(shí)，對(duì)臨近的一層進(jìn)行冷卻，直到將全部被灌注零件冷卻。
步驟十一：移除灌鉛設(shè)備
冷卻完成后，將灌鉛設(shè)備移除，僅留下被灌注零件。
步驟十二：鉛層γ屏蔽性能檢測(cè)
對(duì)被灌注零件進(jìn)行γ屏蔽性能檢測(cè)，檢測(cè)鉛層厚度，若鉛層厚度大于等于預(yù)先設(shè)計(jì)的厚度，則判定灌注成功，否則判定灌注失敗。