1 压水堆核电厂控制棒卡棒故障处理工具研制 中核核电运行管理有限公司，彭 峰 摘 要：在核电厂反应堆冷停堆且控制棒脱扣后，由于肿胀或变形，控制棒有可能不能全部落入燃料组件中，为保 证燃料组件正常卸出堆芯，必须将卡涩的控制棒从燃料组件中抽出，才能使用装卸料机进行操作。针对上述控制棒卡棒 工况，采用安全可靠的设计理念，满足现场接口设计要求，选用伸缩式分体结构方案，研制了一种控制棒卡棒故障处理 工具，并对工具的关键部件进行了强度校核计算。此项专用工具及技术的研发，为控制棒卡棒故障提供了一种有效的紧 急处理方法，已成功应用于压水堆核电厂的维修工作中，同时也为电厂处理其他类似突发问题提供了借鉴和参考。 关键词：核电厂；控制棒卡棒；故障处理工具 1 前言 正常情况下，控制棒组件在反应堆冷停堆时会全部插入燃料组件中。燃料组件可正常卸料至燃料厂房， 用控制棒电动工具进行抓取。如果控制棒肿胀太大或组件变形较大，有可能在反应堆冷停堆且控制棒脱扣后 仍然不能全部落入燃料组件，该故障工况称为控制棒卡棒 [1]。针对上述工况，必须使用专用工具在堆芯中把 卡涩的控制棒从燃料组件中抽出，才能使用装卸料机对燃料组件进行操作。本文针对该工况研制了一种控制 棒卡棒故障处理工具。 2 设计要求 2.1 使用环境要求 本工具在反应堆厂房换料水池中充满含硼水的情况下使用，整个操作过程都浸泡在2500ppm的硼酸水中， 正常操作水温为50至80℃，环境放射性水平≥1000μSv/h。工具在材料上必须考虑抗辐射、抗高温、防腐蚀 的要求。 2.2 接口条件要求 （1）操作能在装卸料机走台上进行，可以使用装卸料机上的辅助吊，辅助吊最大载荷为20KN。运输通道 需通过反应堆厂房20米设备闸门。 （2）考虑控制棒在燃料组件中卡涩的深度不同，为满足不同情形下的控制棒状态，必须设计可伸缩的操 作装置，调节整个工具的工作高度，便于现场操作。 （3）为了保证工具与控制棒星形柄的良好配合，工具的抓头尺寸、形状必须与现有控制棒抓具的抓头部 分一致，实现可靠锁紧。 2.3 安全可靠性要求 （1）设计过程需符合相关国家标准或行业技术标准，特别是可能发生更换的部件，采用标准件，便于今 后更换。 （2）其外形和结构的设计应容易去污，装拆调整方便，可操作性强，安全可靠性高，同时保证后期的可 维修性。 （3） 工具在任何情况下都不允许被抓取物的意外坠落和损伤， 因而需要在提升机构和抓爪结构上设置必 要的安全装置，确保结构强度稳定。 （4）工具提升力的方向应与堆芯控制棒组件重心的方向成一条直线。