CN109949961A - 一种大尺寸放射性固体废物解体防护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于放射性固体废物处理技术领域，具体涉及大尺寸放射性固体废物解体防护装置。包括工作箱、切割平台及辊道；箱体设取封盖和切割两个工位，分别为两个工位设手套孔和窥视窗，切割平台设置在切割工位，辊道高出取封盖工位一侧；箱体顶部设四个吊耳，底部设两个叉装孔；工作箱门设置在箱体左侧；箱体进排风按上进下出设置，进风口位于取封盖工位左侧上方，排风口位于切割工位右侧下方；鼓风机设置于室外干净区域，通过进风软管与进风管连接；进风管上设进风过滤器和进风手动阀，进风过滤器设进风过滤器压差表；排风管上设风帽、排风过滤器和排风手动阀。本发明实现大尺寸废物切割解体与装桶一体化，保障废物切割解体人员的辐射安全。
Description
技术领域
本发明属于放射性固体废物处理技术领域，具体涉及一种大尺寸放射性固体废物解体防护装置，可应用于废物库或核设施退役现场，在保障人员辐射安全的前提下，完成较高水平大尺寸固体废物的剪切解体和装桶工作。
背景技术
在核工业发展的初期，由于生产任务的紧迫性、放射性废物管理水平低下以及放射性固体废物处理处置认识的局限性，产生的放射性固体废物未经检测分类、清理去污等废物最小化处理，只经过简单包装后就直接散投入库暂存，造成入库废物种类繁多、源项复杂不清，废物形态、质量等也存在较大差异。大尺寸放射性固体废物直接入库暂存，既不符合废物最小化管理要求，占用了库容，也增大了库内废物回取的难度。进行库内暂存废物的回取时，这些大尺寸固体废物不能使用BROKK机器人配备的剪切工具进行剪切解体，加之部分废物放射性水平较高，进行废物切割解体对人员辐射防护又有很高的要求。这些暂存在废物库盖板上的废物一方面阻滞了库坑废物回取工作的开展，长期暂存风险大；在另一方面，这些废物转送出库难度大，专门新建切割解体的设施成本高。如何在保证作业人员辐射安全的前提下完成这些大尺寸固体废物的切割解体就成为一个迫切需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大尺寸放射性固体废物解体防护装置，应用于废物库内大尺寸废物的切割解体工作，实现大尺寸废物切割解体与装桶一体化，并保障废物切割解体人员的辐射安全，其结构简单，加工制造方便，装置模块化的设计，轻便小巧，方便拆装与转运。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种大尺寸放射性固体废物解体防护装置，包括工作箱、切割平台及辊道；箱体设取封盖和切割两个工位，分别为两个工位设手套孔和窥视窗，切割平台设置在切割工位，辊道高出取封盖工位一侧；箱体顶部设四个吊耳，底部设两个叉装孔；工作箱门设置在箱体左侧；箱体进排风按上进下出设置，进风口位于取封盖工位左侧上方，排风口位于切割工位右侧下方；鼓风机设置于室外干净区域，通过进风软管与进风管连接；进风管上设进风过滤器和进风手动阀，进风过滤器设进风过滤器压差表；排风管上设风帽、排风过滤器和排风手动阀，排风过滤器设排风过滤器压差表；工作箱外正面安装铅屏蔽体；云台摄像机安装在箱体正面取封盖工位上方；液晶显示器和交换器安装在箱体内取封盖及切割工位背面中间位置；云台摄像机与交换器采用快速接头连接；箱体内取封盖工位左侧设小型电源箱，与市电采用快速接头连接；切割平台由平台支撑框架及平台台面组成，平台台面焊接在平台支撑框架上，平台台面上设废物投料孔，投料孔位于切割工位两手套孔中间位置，投料孔中心与辊道中心对齐，辊道与辊道电机连接；辊道两端设机械式限位挡板。
所述的箱体为长方体结构，以方钢焊接框架、外部焊接不锈钢板而成。
所述的辊道高出取封盖工位一侧0.6～1.0m。
所述的手套孔安装钨防护手套。
所述的窥视窗向下倾角15°安装ZF6铅玻璃。
所述的工作箱门外开，箱门内外均设旋转式压紧锁，工作箱门与箱体接触面设密封橡胶垫圈。
所述的进风软管采用无异味透明钢丝软管。
所述的铅屏蔽体屏蔽范围为铅屏蔽体下挡板以上2000mm范围；铅屏蔽体由A型和B型两种铅屏蔽块坡式叠加组合而成，A型铅屏蔽块在对应手套孔位置开孔，B型铅屏蔽块在对应窥视窗位置开孔；铅屏蔽块采用三道屏蔽块压条压紧固定在箱体上。
所述的箱体内背面设照明灯具；所述的平台支撑框架采用方钢焊接而成，在取封盖工位设桶盖插槽；平台台面为不锈钢板材质。
(1)现场使用前，清理装置安装场地；
(2)将铅屏蔽块坡式叠加后用屏蔽块压条压紧固定在箱体正面，进风软管与工作箱进风管连接，连接工作箱电气及视频信号线路，再将工作箱、辊道及切割平台送入现场组装；
(3)将进风软管与鼓风机连接，鼓风机放置于作业现场外干净区域，开启鼓风机将室外新风送入工作箱内；
(4)将取封盖工具、废物切割解体工具摆放就位；
(5)操作人员进入微正压工作箱内，关严工作箱门，开启照明、视频监控系统，可通过窥视窗、云台摄像机观察工作箱外情况；
(6)200L钢桶编号后放在取封盖工位一侧辊道初始位置，操作辊道将200L桶转送至取封盖工位取盖，之后送至切割平台下方以盛装切割解体的废物；
(7)遥控操作吊车将大件废物转移至切割平台平台台面上，通过手套孔操作切割工具进行废物切割解体，解体的废物块通过投料孔装入切割平台下方200L钢桶内；
(8)200L钢桶废物装填量满足要求后，操作辊道将桶转送至取封盖工位封盖，之后转送至辊道初始位置，将废物桶卸下转移至指定位置存放；
(9)当班作业完成后，工器具复位，操作人员退出工作箱，关严工作箱门，关闭鼓风机；
(10)通过进风过滤器压差表观察进风过滤器压差变化情况，需要更换进风过滤器滤芯时，先关闭进风手动阀再更换滤芯；通过排风过滤器压差表观察排风过滤器压差变化情况，需要更换排风过滤器滤芯时，先关闭排风手动阀再更换滤芯；
(11)将装置转移至新的作业场所时，事先进行装置表面沾污检测和必要的去污，再进行装置拆卸、转移和组装。
本发明所取得的有益效果为：
采用“反向”工作箱设计实现放射性固体废物解体作业人员的内外照射防护。通过工作箱对操作人员的“包容”和对放射性物质的“隔离”达到内照射防护的目的，使用具有通排风功能的工作箱构建作业空间，工作箱通过鼓风机送入室外新鲜空气，并保持工作箱内一定正压，工作箱排风用过滤器防止放射性气溶胶反串。就外照射而言，通过工作箱外足够厚度的铅屏蔽体实现外照射防护，达到保障操作人员外照射安全的目的。
该装置解决了废物库内较高水平大尺寸废物转移出库困难，难以回取、解体以及新建处理设施代价高、周期长的问题，使用该装置可在使用较低成本，并保证人员内外照射辐射安全的前提下，较快速的解决大尺寸废物的切割解体的难题。装置采用模块化设计，轻便小巧，便于拆装与转运，可适用于不同废物库以及核设施退役现场的较高水平大尺寸废物的解体工作。
附图说明
图1为装置示意图；
图2为工作箱正面示意图；
图3为工作箱背面示意图；
图4为工作箱左侧示意图；
图5为工作箱右侧示意图；
图6为切割平台布置示意图；
图7为工作箱屏蔽体安装示意图；
图8为屏蔽块及坡式叠加示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
该装置结构示意图见图1，工作箱正面示意图见图2，工作箱背面示意图见图3，装置左侧示意图见图4，装置右侧示意图见图5，切割平台布置示意图见图6，工作箱屏蔽体安装示意图见图7，屏蔽块及坡式叠加示意图见图8。
该装置主要由工作箱1、切割平台2及辊道3三部分组成。工作箱1，其功能是包容、隔离，用以在放射性环境中隔离出一个相对“干净”的作业空间，具备通排风功能、密封性良好的工作箱可实现操作人员内照射防护，工作箱外铅屏蔽体23可实现作业人员外照射防护。切割平台2，其功能是废物切割解体的操作平台。辊道3，其功能是实现200L钢桶的转送。
所述的工作箱1主要由箱体4、进排风系统、铅屏蔽体23、视频监控、电源及控制盒等部分组成。各组成部分功能特征如下：
(1)箱体4，其功能是在放射性环境中隔离出一个相当“干净”的作业空间，包含手套孔11、窥视窗12、工作箱门22等组成部分，各部分结构特征如下：
◆箱体4为长方体结构，以方钢焊接框架，外部焊接不锈钢板而成；
◆箱体4设取封盖和切割两个工位，分别为两个工位设手套孔11和窥视窗12，手套孔11安装钨防护手套，窥视窗12向下倾角15°安装ZF6铅玻璃，铅玻璃厚度根据废物源项及防护要求确定；
◆箱体4顶部设四个吊耳13、底部设两个叉装孔20，以便于设备吊装、转运；
◆工作箱门22设置在箱体4左侧，工作箱门22外开，箱门内外均设旋转式压紧锁，工作箱门22与箱体4接触面设密封橡胶垫圈。
(2)进排风系统，其功能是实现箱体4内通风换气，为操作人员提供新鲜、干净的空气，包含鼓风机9及进风软管10、进风管5及进风过滤器7、排风管16及排风过滤器17等组成部分，各部分结构特征如下：
◆箱体4进排风按“上进下出”设置，箱内进风口位于取封盖工位左侧上方，排风口位于切割工位右侧下方；
◆鼓风机9设置于室外干净区域，通过进风软管10与进风管5连接，进风软管10采用无异味透明钢丝软管；
◆进风管5上设进风过滤器7和进风手动阀6，进风过滤器7设进风过滤器压差表8监测压差变化；
◆排风管16上设风帽15、排风过滤器17和排风手动阀19，排风过滤器17设排风过滤器压差表18监测压差变化。
(3)铅屏蔽体23，其功能是通过γ射线屏蔽实现箱体4内操作人员外照射防护，铅屏蔽体23结构特征如下：
◆工作箱1外正面安装铅屏蔽体23，屏蔽范围为铅屏蔽体下挡板21以上2000mm范围；
◆铅屏蔽体23由A型和B型两种铅屏蔽块坡式叠加组合而成，A型屏蔽块在对应手套孔位置开孔，B型屏蔽块在对应窥视窗位置开孔；
◆铅屏蔽块采用三道屏蔽块压条29压紧固定在箱体4上；
◆铅屏蔽体23屏蔽厚度根据废物源项及防护要求确定。
(4)视频监控，其功能是辅助观察取封盖及废物切割解体操作，包含云台摄像机14、液晶显示器和交换器等组成部分，各部分结构特征如下；
◆云台摄像机14安装在箱体4正面取封盖工位上方，采用360°可变焦摄像头；
◆液晶显示器和交换器安装在箱体4内取封盖及切割工位背面中间位置；
◆云台摄像机14与交换器采用快速接头27连接。
(5)电源及控制盒，其功能是保障装置设备、照明用电，实现辊道控制等，包含小型电源箱、照明灯具、辊道控制盒及开关等组成部分，各部分结构特征如下：
◆装置电源采用三相五线制，箱体4内取封盖工位左侧设小型电源箱，其内各用电负荷均设漏电保护；
◆箱体4内背面设照明灯具，采用12V安全电压；
◆照明灯具、辊道控制盒等负荷设备均设独立开关，辊道控制可实现辊道正转、反转及停止；
◆工作箱1电源与市电采用快速接头27连接。
所述的切割平台2为废物切割作业平台，主要由平台支撑框架26及平台台面28组成，各组成部分功能特征如下：
◆平台支撑框架26采用方钢焊接而成，在取封盖工位设桶盖插槽；
◆平台台面28为不锈钢板材质，焊接在平台支撑框架26上；
◆平台台面28上设废物投料孔24，投料孔24位于切割工位两手套孔中间位置，投料孔24中心与辊道中芯线对齐。
所述的辊道3为200L桶标准辊道，用于废物桶转运，辊道3与辊道电机25连接，辊道3主要功能特性如下：
◆辊道3超出取封盖工位一侧0.6～1.0m；
◆辊道3两端设机械式限位挡板。
本防护装置安装使用方法如下：
(1)现场使用前，清理装置安装场地；
(2)将铅屏蔽块坡式叠加后用屏蔽块压条29压紧固定在箱体4正面，进风软管10与工作箱1进风管5连接，连接工作箱1电气及视频信号线路，再将工作箱1、辊道3及切割平台2送入现场组装；
(3)将进风软管10与鼓风机9连接，鼓风机9放置于作业现场外干净区域，开启鼓风机将室外新风送入工作箱1内；
(4)将取封盖工具、废物切割解体工具摆放就位；
(5)操作人员进入微正压工作箱1内，关严工作箱门22，开启照明、视频监控系统，可通过窥视窗12、云台摄像机14观察工作箱1外情况；
(6)200L钢桶编号后放在取封盖工位一侧辊道3初始位置，操作辊道3将200L桶转送至取封盖工位取盖，之后送至切割平台2下方以盛装切割解体的废物；
(7)遥控操作吊车将大件废物转移至切割平台2平台台面28上，通过手套孔11操作切割工具进行废物切割解体，解体的废物块通过投料孔24装入切割平台2下方200L钢桶内；
(8)200L钢桶废物装填量满足要求后，操作辊道3将桶转送至取封盖工位封盖，之后转送至辊道3初始位置，将废物桶卸下转移至指定位置存放；
(9)当班作业完成后，工器具复位，操作人员退出工作箱1，关严工作箱门22，关闭鼓风机9；
(10)通过进风过滤器压差表8观察进风过滤器7压差变化情况，需要更换进风过滤器7滤芯时，先关闭进风手动阀6再更换滤芯；通过排风过滤器压差表18观察排风过滤器17压差变化情况，需要更换排风过滤器17滤芯时，先关闭排风手动阀19再更换滤芯；
(11)将装置转移至新的作业场所时，事先进行装置表面沾污检测和必要的去污，再进行装置拆卸、转移和组装。
Claims (10)
1.一种大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：包括工作箱、切割平台及辊道；箱体设取封盖和切割两个工位，分别为两个工位设手套孔和窥视窗，切割平台设置在切割工位，辊道高出取封盖工位一侧；箱体顶部设四个吊耳，底部设两个叉装孔；工作箱门设置在箱体左侧；箱体进排风按上进下出设置，进风口位于取封盖工位左侧上方，排风口位于切割工位右侧下方；鼓风机设置于室外干净区域，通过进风软管与进风管连接；进风管上设进风过滤器和进风手动阀，进风过滤器设进风过滤器压差表；排风管上设风帽、排风过滤器和排风手动阀，排风过滤器设排风过滤器压差表；工作箱外正面安装铅屏蔽体；云台摄像机安装在箱体正面取封盖工位上方；液晶显示器和交换器安装在箱体内取封盖及切割工位背面中间位置；云台摄像机与交换器采用快速接头连接；箱体内取封盖工位左侧设小型电源箱，与市电采用快速接头连接；切割平台由平台支撑框架及平台台面组成，平台台面焊接在平台支撑框架上，平台台面上设废物投料孔，投料孔位于切割工位两手套孔中间位置，投料孔中心与辊道中心对齐，辊道与辊道电机连接；辊道两端设机械式限位挡板。
2.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的箱体为长方体结构，以方钢焊接框架、外部焊接不锈钢板而成。
3.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的辊道高出取封盖工位一侧0.6～1.0m。
4.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的手套孔安装钨防护手套。
5.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的窥视窗向下倾角15°安装ZF6铅玻璃。
6.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的工作箱门外开，箱门内外均设旋转式压紧锁，工作箱门与箱体接触面设密封橡胶垫圈。
7.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的进风软管采用无异味透明钢丝软管。
8.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的铅屏蔽体屏蔽范围为铅屏蔽体下挡板以上2000mm范围；铅屏蔽体由A型和B型两种铅屏蔽块坡式叠加组合而成，A型铅屏蔽块在对应手套孔位置开孔，B型铅屏蔽块在对应窥视窗位置开孔；铅屏蔽块采用三道屏蔽块压条压紧固定在箱体上。
9.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：所述的箱体内背面设照明灯具；所述的平台支撑框架采用方钢焊接而成，在取封盖工位设桶盖插槽；平台台面为不锈钢板材质。
10.根据权利要求1所述的大尺寸放射性固体废物解体防护装置，其特征在于：
(1)现场使用前，清理装置安装场地；
(2)将铅屏蔽块坡式叠加后用屏蔽块压条压紧固定在箱体正面，进风软管与工作箱进风管连接，连接工作箱电气及视频信号线路，再将工作箱、辊道及切割平台送入现场组装；
(3)将进风软管与鼓风机连接，鼓风机放置于作业现场外干净区域，开启鼓风机将室外新风送入工作箱内；
(4)将取封盖工具、废物切割解体工具摆放就位；
(5)操作人员进入微正压工作箱内，关严工作箱门，开启照明、视频监控系统，可通过窥视窗、云台摄像机观察工作箱外情况；
(6)200L钢桶编号后放在取封盖工位一侧辊道初始位置，操作辊道将200L桶转送至取封盖工位取盖，之后送至切割平台下方以盛装切割解体的废物；
(7)遥控操作吊车将大件废物转移至切割平台平台台面上，通过手套孔操作切割工具进行废物切割解体，解体的废物块通过投料孔装入切割平台下方200L钢桶内；
(8)200L钢桶废物装填量满足要求后，操作辊道将桶转送至取封盖工位封盖，之后转送至辊道初始位置，将废物桶卸下转移至指定位置存放；
(9)当班作业完成后，工器具复位，操作人员退出工作箱，关严工作箱门，关闭鼓风机；
(10)通过进风过滤器压差表观察进风过滤器压差变化情况，需要更换进风过滤器滤芯时，先关闭进风手动阀再更换滤芯；通过排风过滤器压差表观察排风过滤器压差变化情况，需要更换排风过滤器滤芯时，先关闭排风手动阀再更换滤芯；
(11)将装置转移至新的作业场所时，事先进行装置表面沾污检测和必要的去污，再进行装置拆卸、转移和组装。
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