高压清洗机在反应堆退役中的工程试验及设备选型

去污是反应堆工程退役工作的三大任务之一。核设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。为检验高压清洗机在核设施退役清洗去污工程上的可行性，保证高压水射流清洗技术在工程中的合理使用，须通过试验来获取喷射压力、流量、时间及产生的二次废液量等数据。另外，需针对不同的去污对象，选择合适的喷射机具以达到最佳的去污效果。以下主要介绍高压清洗机在反应堆退役工程中的工程试验及设备选型。

高压清洗机在反应堆退役工程中的工程试验及设备选型：

此次工程试验中我们选择了1个工艺运输水池(长5.2m、宽3.7m、高6.6m)，其中垂直长度方向有2个高3米的隔墙将水池中下部等分为3个池格，8个工艺房间(包含7种不同材质)以及与热点房间特殊设施结构相仿的试验台架作为试验对象进行清洗去污试验。通过试验，取得的技术数据如下表。
 

工艺运输水池高压水去污工艺参数与效果
清洗对象	水压/MPa	射流时间/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)	表面状况
池壁	30	30	1.28×100000000	2.34×1000	1.22×100000000	3.05×100	表面氧化层剥离
池底	30	30	2.13×100000000	7.78×1000	9.54×10000000	2.39×100	表面氧化层剥离

 

工艺房间高压水射流去污工艺参数
清洗对象	水压/MPa	去污面积/m²	射流时间/min	废液量/L	废液放射性浓度/(Bq•L¹)
塑料地面	40	5	3	600	9.89×10³
油漆墙面	40	2	3	600	2.25×10³
瓷砖地面	40	4	7	1400
水磨石地面	40	4.06	6.4	1280	5.98×10³
水泥砂浆地面	30	1.2	4.63	741	6.12×10000
碳钢地面	40	4.2	18	3724	1.62×10²
不锈钢地面	25	6	14.7	2058	8.10×10²
不锈钢地面	30	6	3.32	531	1.05×10²
不锈钢地面	40	6	16.87	3368	6.24×10²

工艺运输水池壁面去污采用恒德世纪高压清洗机，配备三维旋转喷头，去污实验分为3格、3层和后续3点进行。实验结果表明采用旋转喷头，距壁面1m，在30MPa高压水射流作用下，喷射30min可有效去除池壁或池底的锈垢，剥离钢覆面的氧化层，去污率达98%以上。

另外，严密性监测系统、湿度信号系统、下部水系统所在的房间管束排列密集，相互遮掩，作业空间狭小。由于检修等原因，这些房间内的放射性污染水平较高，给清洗去污造成了很大的难度。为了检验不同的机具、喷射角度、水压、喷射距离与喷射时间所达到的去污效果，我们在试验中分别采用高压喷枪、高压硬杆、三维旋转喷头等3种喷射机具，采用高压喷枪横扫、纵扫、45°摆动扫，高压硬杆在管束内伸缩清洗，三维旋转喷头在三维空间喷射等方式进行试验。射流时间为2～9min，喷射压力28～50MPa。进行了多组试验，试验结果如下：
 

高压水清洗模拟试验台架试验参数与效果
喷射机具	喷射压力/MPa	时间/min	距离/cm	清洗方式	清洗效果 (表面氧化层剥离排数)
高压喷枪	46	2.62	5～10	横扫	3
高压喷枪	46	2.63	5～10	45°侧向横扫	7
高压喷枪	46	6.23	5～10	45°摆动扫	11
高压硬杆	42	9.7		直进直出	11
高压硬杆	50	8.53		直进直出	11
旋转喷头	28	6.67	5	定点喷射	2～3

综上所述，我们可以总结放射性密闭水池的清洗技术参数需根据清洗去污效果决定。在施工中，碳钢覆面水压一般为30～40MPa，不锈钢覆面水压在50MPa以上，清洗时间1～2min，在水压、流量确定的情况下，也可通过调整喷射距离及时间来保证清洗效果。