废弃核设施拆除金刚石绳锯机的切削热与磨损特性研究

发布时间：2020-12-24 16:11

　　随着核技术在科技上的快速发展和生活中的广泛应用,核电泄漏事故层出不穷,核电的安全问题成为我们关注的焦点。及时、妥善地处理进入退役阶段的核设施是我国能否顺利发展核电的前提。尤其是对废弃核设施安全壳的处理,作为核设施的保护屏障,安全壳具有体积庞大、外壁极厚的特点,安全壳的拆除是解体工作的关键一步。因此,如何安全且高效地拆除安全壳是目前急需解决的问题。本课题源自中央高校基金项目、国家自然科学基金项目“核设施退役解体关键技术研究”(HEUCFP201848)。以废弃核设施的解体拆除为背景,设计一种可远程操纵、可变换切割姿态的金刚石绳锯机,适用于切割厚度为1000mm,直径为39000mm,高度为60000mm,由钢筋混凝土组成的核设施安全壳。论文首先分析了在国内外废弃核设施拆除的技术方法和发展现状,阐述了绳锯机系统中冷却方式与磨损特性的研究成果,明确了采用金刚石绳锯机切割核设施安全壳的设计目标。通过分析核设施安全壳的切割机理和工作环境,提出用于废弃核设施拆除的金刚石绳锯机的总体设计方案。根据工况和技术要求,设计绳锯机本体结构,并结合理论计算初步选定绳锯机的切削参数范围。基于AdvantEdge... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1日本福岛核电厂事故

1.1 课题来源及研究目的与意义随着科学技术的发展和民生的需求，核技术被广泛地应用到人民生活的各个领域。其中，核电能源所占比率逐年上升，和水电、火电共同成为支撑国家能源发展的三大支柱[1]。核能发电以其燃耗低、单位发电量高、空气污染少的优点，能有效地调整国家的能源结构，缓解能源紧缺的问题，提高国家的供电水平。这使核能在我国得到了快速的发展，同时也产生了不可忽视的安全隐患。如图 1.1 所示，2011 年 3 月，日本福岛核电厂发生了大型泄漏事故，造成了巨大的人员伤亡和资源损失，使核电的安全问题成为关注的焦点[2-3]。核电发展初期建设的核能发电设施因为装机老化、寿命到限等原因已经进入退役阶段，考虑到核设施内部的辐射对人民的生命安全、环境安全产生的一系列影响，需要对废弃核设施及时的开展解体工作。核设施拆除工作的顺利与否也关系到核能的未来发展前景，因此核设施拆除技术具有重大的发展意义和现实意义。作为一项实施要求高、难度大的技术，核设施拆除工作受到了许多核应用大国的高度重视。

图 1.3 德国解体核设施安全壳底部 图 1.4 金刚石磨头的自动磨削机（2）法国法国的能源资源相对匮乏[15]，又是能源消费大国，因此大力发展新兴能源工业以解决能源不足与消耗巨大之间的矛盾。如图 1.4 所示，在拆除安全壳之前，先利用金刚石自动磨削机核去除反应堆的墙壁上附着污染的表面材料[16]。完成表面去污后再利用镶有金刚石的圆盘锯进行混凝土辐射屏蔽墙的切割，切割时采用液态氮作为冷却条件从而避免了液态废物的产生。法国公司主要采取部分拆除和延缓拆除的方案应对核设施退役问题，此外还建设了一座循环工厂，如图 1.5 所示，收集从废弃核设施拆除下来的钢铁，这些金属可以在其它核电站再利用。截至目前，法国最早实现将废弃核设施材料回收再利用的国家[17]。


本文编号：2935947