高壓清洗機在反應堆退役中的工程試驗及設備選型

去污是反應堆工程退役工作的三大任務之一。核設施退役去污就是把不希望存在的放射性核素全部或部分去除。為檢驗高壓清洗機在核設施退役清洗去污工程上的可行性，保證高壓水射流清洗技術在工程中的合理使用，須通過試驗來獲取噴射壓力、流量、時間及產生的二次廢液量等數據。另外，需針對不同的去污對象，選擇合適的噴射機具以達到最佳的去污效果。以下主要介紹高壓清洗機在反應堆退役工程中的工程試驗及設備選型。

高壓清洗機在反應堆退役工程中的工程試驗及設備選型：

此次工程試驗中我們選擇了1個工藝運輸水池(長5.2m、寬3.7m、高6.6m)，其中垂直長度方向有2個高3米的隔墻將水池中下部等分為3個池格，8個工藝房間(包含7種不同材質)以及與熱點房間特殊設施結構相仿的試驗臺架作為試驗對象進行清洗去污試驗。通過試驗，取得的技術數據如下表。
 

工藝運輸水池高壓水去污工藝參數與效果
清洗對象	水壓/MPa	射流時間/min	清洗前		清洗后
			比活度/(Bq•kg¹)	污染水平(Bq•cm²)	比活度/(Bq•kg¹)	污染水平(Bq•cm²)	表面狀況
池壁	30	30	1.28×100000000	2.34×1000	1.22×100000000	3.05×100	表面氧化層剝離
池底	30	30	2.13×100000000	7.78×1000	9.54×10000000	2.39×100	表面氧化層剝離

 

工藝房間高壓水射流去污工藝參數
清洗對象	水壓/MPa	去污面積/m²	射流時間/min	廢液量/L	廢液放射性濃度/(Bq•L¹)
塑料地面	40	5	3	600	9.89×10³
油漆墻面	40	2	3	600	2.25×10³
瓷磚地面	40	4	7	1400
水磨石地面	40	4.06	6.4	1280	5.98×10³
水泥砂漿地面	30	1.2	4.63	741	6.12×10000
碳鋼地面	40	4.2	18	3724	1.62×10²
不銹鋼地面	25	6	14.7	2058	8.10×10²
不銹鋼地面	30	6	3.32	531	1.05×10²
不銹鋼地面	40	6	16.87	3368	6.24×10²

工藝運輸水池壁面去污采用德高潔高壓清洗機，配備三維旋轉噴頭，去污實驗分為3格、3層和后續3點進行。實驗結果表明采用旋轉噴頭，距壁面1m，在30MPa高壓水射流作用下，噴射30min可有效去除池壁或池底的銹垢，剝離鋼覆面的氧化層，去污率達98%以上。

另外，嚴密性監測系統、濕度信號系統、下部水系統所在的房間管束排列密集，相互遮掩，作業空間狹小。由于檢修等原因，這些房間內的放射性污染水平較高，給清洗去污造成了很大的難度。為了檢驗不同的機具、噴射角度、水壓、噴射距離與噴射時間所達到的去污效果，我們在試驗中分別采用高壓噴槍、高壓硬桿、三維旋轉噴頭等3種噴射機具，采用高壓噴槍橫掃、縱掃、45°擺動掃，高壓硬桿在管束內伸縮清洗，三維旋轉噴頭在三維空間噴射等方式進行試驗。射流時間為2～9min，噴射壓力28～50MPa。進行了多組試驗，試驗結果如下：
 

高壓水清洗模擬試驗臺架試驗參數與效果
噴射機具	噴射壓力/MPa	時間/min	距離/cm	清洗方式	清洗效果 (表面氧化層剝離排數)
高壓噴槍	46	2.62	5～10	橫掃	3
高壓噴槍	46	2.63	5～10	45°側向橫掃	7
高壓噴槍	46	6.23	5～10	45°擺動掃	11
高壓硬桿	42	9.7		直進直出	11
高壓硬桿	50	8.53		直進直出	11
旋轉噴頭	28	6.67	5	定點噴射	2～3

綜上所述，我們可以總結放射性密閉水池的清洗技術參數需根據清洗去污效果決定。在施工中，碳鋼覆面水壓一般為30～40MPa，不銹鋼覆面水壓在50MPa以上，清洗時間1～2min，在水壓、流量確定的情況下，也可通過調整噴射距離及時間來保證清洗效果。