摘要：田湾核电站VVER机组整体从俄罗斯进口，其燃料操作工艺与国内常见M310机组存在很大不同。本文对VVER机组新燃料接收、新燃料提前转运、大修装卸料及相关组件配插等燃料操作重要工艺过程进行了详细描述，同时对燃料操作工艺设计的工艺设备、工艺厂房及操作注意事项进行了简单介绍。

关键字：燃料操作；VVER；工艺；流程

1操作对象及类型

VVER机组燃料操作工艺流程主要涉及核燃料组件及相关组件的工艺运输。核燃料组件在核反应堆中通过核裂变产生大量能量，而相关组件（包含控制棒组件及可燃毒物组件）用于核反应堆的功率控制和调节等功能。

燃料组件及相关组件从进入核电厂到在反应堆中投入运行主要经历如下工艺流程：

1）新燃料组件及相关组件的接收；

2）新燃料组件及相关组件的转运；

3）新燃料组件及相关组件卸入乏燃料水池；

4）堆芯装卸料及相关组件配插。

2主要工艺设备

2.1组件接收涉及主要工艺设备

30/5t行车：用于在新燃料厂房内执行燃料组件、控制棒和可燃毒物棒组件的吊装、运输操作。

运输容器：运输容器用于将燃料组件（带或不带控制棒/可燃毒物棒组件）从生产厂运输至核电站，并可在新燃料厂房中贮存新燃料组件或相关组件。

倾翻机：倾翻机用于将运输容器货包由水平状态翻转为垂直状态或者由垂直状态翻转为水平状态。

新燃料组件几何尺寸检测装置：新燃料组件几何尺寸检测装置（又称检测型架）用于执行新燃料组件外形尺寸的检查。

燃料吊篮：燃料吊篮用于放置、贮存和运输燃料组件、控制棒和可燃毒物棒组件。

新燃料贮存架：用于贮存燃料组件、控制棒和可燃毒物棒组件，VVER机组新燃料贮存架共有172个贮存单元，相邻两六边形筒体中心间距为400±2 mm。

2.2组件转运涉及主要工艺设备

燃料吊篮吊运横梁：燃料吊篮吊运横梁用于在新燃料厂房内转移装有燃料组件（或是装有控制棒或可燃毒物棒组件的存放架）的燃料吊篮以及装有密封容器的密封容器吊篮。

龙门吊、环吊：用于新燃料吊篮的吊装运输操作。

轨道小车：轨道小车是安装在设备闸门栈桥轨道上的，用于将燃料吊篮从设备闸门外运到反应堆厂房内。

长吊运横梁：长吊运横梁，用于在反应堆厂房内执行新燃料吊篮的工艺运输操作。

短吊运横梁：短吊运横梁，用于和龙门吊配合，完成新燃料吊篮的工艺运输操作。

2.3组件卸入乏燃料水池涉及主要工艺设备

换料机：用于将燃料组件或相关组件由换料井燃料吊篮卸入乏燃料水池。

导向套：用于配合换料机卸载相关组件。

乏燃料水池贮存格架：用于贮存新燃料组件或相关组件。

2.4堆芯装卸料及相关组件配插涉及主要工艺设备

换料机：用于将燃料组件或相关组件由换料井燃料吊篮卸入乏燃料水池。

导向套：用于配合换料机卸载相关组件。

乏燃料水池贮存格架：用于贮存新燃料组件或相关组件。

3新燃料组件及相关组件的接收

在新燃料库内，在执行新燃料组件的接收、检查和贮存工作时，主要有以下几项工艺操作：

1）装有运输容器的运输车辆倒入新燃料厂房运输廊道内，打开吊装口盖板；

2）将新燃料厂房内的运输容器专用吊具挂在行车吊钩上，操作行车移动吊具至运输容器上方位置；

3）解除运输容器上的固定装置，将吊具同运输容器相连接，借助于吊具提升运输容器并通过点起方式检查吊车吊钩抱闸的启停状况，而后持续提升运输容器至新燃料贮存库。

4）借助于运输容器专用吊具将行车吊钩同运输容器相连接，提升运输容器，高出倾翻机行走平台周边围栏，操作行车，移动到倾翻机翻转平台上方位置，将运输容器放置在翻转平台上，调整运输容器的尾部使其沿着倾翻机固定支座的方向，缓慢下落，将运输容器的后支撑板插入到翻转平台的槽内，将运输容器平稳放置到倾翻机上，扳动固定拉杆，将运输容器固定在倾翻机上。

5）接通倾翻机电源，将运输容器货包由水平位置翻转到垂直位置；

6）拆卸运输容器上部盖子，从容器内部取出干燥剂袋，解开聚乙烯塑料袋；

7）将新燃料抓具同行车吊钩连接，移动行车吊钩至燃料组件坐标上，将抓具落在燃料组件头部，转动手柄，使抓具与燃料组件可靠啮合；

8）借助于行车，从运输容器内提出燃料组件，操作行车至燃料外形尺寸检测型架中心坐标上，低速落钩，将燃料组件放入几何尺寸检测型架内，直到完全（吊钩钢缆松弛）落在型架尾端支座上，以检查燃料组件的外形尺寸；

9）操作吊车，移动燃料组件至新燃料运输吊篮或燃料贮存格架的单元格上，依据批准的装载布置图将燃料组件放置于新燃料运输吊篮或贮存格架内；

10）盖上新燃料运输吊篮（贮存格架）盖子，并且进行铅封。

4新燃料组件及相关组件的转运

在执行新燃料组件及相关组件转运工作时，主要有以下几项工艺操作：

1）发送牵引拖车到新燃料贮存库的吊装孔下的运输廊道内，打开吊装口盖板；

2）新燃料运输吊篮的吊运横梁挂在行车30t 吊钩上，转动吊运横梁的操作手柄以打开两承载环。操作吊车至新燃料运输吊篮的坐标上，下落吊运横梁两导向叉直到完全落在新燃料运输吊篮吊耳上，通过转动吊运横梁的手柄合拢两承载环，此时，吊运横梁同新燃料运输吊篮挂接；

3）起吊并转移新燃料运输吊篮至牵引拖车车厢上，将新燃料运输吊篮放置在牵引拖车的车厢上，通过转动操作手柄分开吊运横梁与新燃料运输吊篮的连接，在牵引拖车上固定新燃料运输吊篮，提起吊运横梁并转移到其保存支架上；

4）借助于牵引拖车将新燃料运输吊篮运输至龙门吊下；

5）乏燃料运输容器吊运横梁（短型）同龙门吊320t 主钩滑轮组连接，接通电源，按下按钮―打开，打开两承载钩环，解除新燃料运输吊篮在牵引拖车上的固定，下落吊运横梁以抓取新燃料运输吊篮，此时，吊运横梁两导向叉落在新燃料运输吊篮两吊耳上，按下控制盘上按钮―闭合，合拢两承载钩环；

6）提起新燃料运输吊篮高出牵引拖车，发动牵引拖车，驶出龙门吊下的廊道，将新燃料运输吊篮放置在轨道小车上，下落吊钩，直至吊运横梁两导向叉抵在新燃料运输吊篮两吊耳上，按下控制盘上的按钮―打开，打开两承载钩环；

7）打开设备闸门的推拉门，借助于轨道小车驱动，将载有新燃料运输吊篮的轨道小车驶入推拉门内，关闭推拉门，打开置于安全壳外侧的设备闸门，借助于轨道小车驱动，将载有新燃料运输吊篮的轨道小车驶入设备闸门内，关闭安全壳外侧闸门，打开安全壳内侧闸门，将载有新燃料运输吊篮的轨道小车驶出设备闸门，关闭设备闸门内门；

8）操作环吊，移动到长吊运横梁上方，环吊320t 滑轮组上的轴销同吊运横梁相连接。给吊运横梁驱动装置供电，提起吊运横梁至环吊上部极限位置，打开吊运横梁两承载钩环，将连有乏燃料吊运横梁的环吊主钩移动到新燃料运输吊篮坐标上，吊运横梁应同吊篮两吊耳方向一致，落下吊运横梁直到导向叉抵在两吊耳上，按下吊运横梁便携式控制盘上的按钮―闭合，合拢两承载钩环；

9）借助于环吊，提起新燃料运输吊篮至高出轨道小车，然后平移新燃料运输吊篮至新燃料吊篮存放支座，按下控制盘上的按钮―打开，张开吊运横梁两承载钩环，从新燃料运输吊篮上提起吊运横梁，按下控制盘上的按钮―闭合，合拢两承载钩环。

5新燃料组件及相关组件卸入乏燃料水池

在执行新燃料组件及相关组件卸入乏燃料水池工作时，主要有以下几项工艺操作：

1）安装换料井服务平台的保护围栏和可拆卸式围栏；

2）借助于环吊，提起新燃料运输吊篮至高出存放支座，然后平移新燃料运输吊篮至换料井，下降环吊主钩直到新燃料吊装在换料井底部放置到位，按下控制盘上的按钮―打开，张开吊运横梁两承载钩环，从新燃料运输吊篮上提起吊运横梁，按下控制盘上的按钮―闭合，合拢两承载钩环；

3）从换料井内提出长吊运横梁，同时将燃料运输吊篮的盖子带出，将盖子转移到其存放位置放置，将吊运横梁放回其存放支座，环吊滑轮组上的轴销从长吊运横梁抽出；

4）取走换料井服务平台的保护围栏和可拆卸式围栏；

5）依照程序和装载布置图的要求，借助于换料机将新燃料运输吊篮内的所有燃料组件转移到乏燃料冷却水池贮存格架；

6）当燃料吊篮内新燃料组件全部卸入乏池，借助环吊和长吊运横梁将空吊篮从换料井内取出并更换满载新燃料吊篮，直至将所需新燃料全部卸载入乏燃料水池为止。

6堆芯装卸料及相关组件配插

6.1堆芯装卸料

在执行堆芯装卸料工作时，主要有以下几项工艺操作：

1）堆芯具备卸料条件后，将换料机开至堆芯位置，使用换料机工作杆抓取需要卸载至乏池内的燃料组件；

2）使用换料机水下摄像头确认组件标识后，将组件由安装位置提升至运输位置；

3）将提升至运输位置的燃料组件由堆芯区域移动乏燃料水池指定位置；

4）下放燃料组件至存放位置，打开燃料组件抓具；

5）重复上述步骤，直至卸出全部需要更换的燃料组件；

6）装料过程与卸料过程类似，是一个可逆的过程，借助换料机将乏池内的新燃料装载至堆芯指定位置。

6.2相关组件配插

在执行相关组件配插工作时，主要有以下几项工艺操作：

1）相关组件配插一般在堆芯卸料完成之后进行，具备配插条件后，将换料机开至乏池导向套存放位置，使用换料机工作杆抓取导向套；

2）将换料机开至起始位置，使用换料机并借助导向套抓取需要配插的相关组件；

3）将相关组件由安装位置提升至运输位置；

4）将提升至运输位置的相关组件由起始位置移动至目标位置；

5）下放相关组件至存放位置，打开相关组件抓具；

6）重复上述步骤，直至将全部需要位置更换的相关组件更换完成；

7）完成工作后，将换料机开至乏池导向套存放位置，导向套放至存放位置。

7操作注意事项

7.1操作人员

1）对核燃料操作人员来说，还必须具有：核燃料操作授权，只有获得这些授权后，核燃料操作人员方能上岗工作。

2）从事核燃料工艺运输操作的工作人员必须遵守辐射防护要求，穿戴好个人防护用品。

7.2操作设备

1）从事燃料组件及相关组件操作所使用的机械设备、专用工具和辅助工具应按照批准的规程定期进行清洁、检查、鉴定、试验，验证其工作性能是否满足要求，根据检查结果，形成设备完好状态和其已做好完成工作准备的正式记录，由设备责任人和项目负责人共同签署。

7.3操作方法

1）在进行燃料组件、控制棒组件或可燃毒物棒组件的操作之前必须进行充分的风险分析，采取行之有效的预防性措施，防止污染、损坏组件以及异物落入燃料组件内，防止相关组件受到其它机械力的作用而导致其损伤、变形。

2）禁止在水平方向移动燃料组件及相关组件时，同时进行上升和下降。

7.4操作环境

1）在进行燃料组件，控制棒组件或可燃毒物棒组件的操作之前应检查工作区域、环境条件是否满足要求。作业区域内应禁止携带其它物体，禁止吸烟、明火作业、焊接等其它能引起污染或损坏燃料组件、控制棒组件或可燃毒物棒组件的活动。

2）燃料组件装入新燃料吊篮前，应该检查吊篮的清洁度，确认内部无异物存在。

3）装有新燃料组件的运输容器在进入新燃料厂房后，如果温度低于厂房内的温度，应在进入厂房后至少10小时后方能打开容器端部封盖。禁止在新燃料厂房以外的地方打开运输容器封盖。

7.5其它注意事项

1）在新燃料厂房中禁止用水灭火。

2）禁止在新燃料厂房外打开运输容器货包。

3）单独供货的控制棒组件，应放置于燃料组件或控制棒存放架内存放，保证其处于垂直悬挂状态。

4）运输容器货包由水平状态翻转到垂直状态只能借助于倾翻机进行，且必须将运输容器可靠固定到倾翻机的翻转平台上后方可开始翻转。

5）从运输容器货包内取出燃料组件及相关组件（控制棒组件或可燃毒物棒组件）后，组件的吊装、运输和保存应该在垂直状态下进行。

6）按照燃料吊篮装在图检查新燃料组件及相关组件在新燃料吊篮内的布置。

参考文献：

1陈军 田湾核电站VVER-1000／V-428型燃料组件及相关组件设计、制造和今后的发展简介2006全国核材料学术交流会2006-10中国四川成都

2郑海全 田湾核电站换料机工作速度和流程优化改进   科技视界2016年8期  页数：2（83-84）

作者一单光方；男；1991年8月；山东信托；汉族；大学本科；工程师；核电站燃料操作设备维修与运行：