CN111330922B - 一种贮罐清洁去污系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种贮罐清洁去污系统，用于将贮罐内表面放射性核素进行收集和处理，所述系统包括：喷淋组件，临时引入所述贮罐内部，用于可控制地将原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂喷射至所述贮罐内表面，将所述贮罐内表面的放射性核素冲刷至过滤收集组件；过滤收集组件，设置在所述贮罐外部，正对贮罐排放口，用于过滤所述去污剂中携带的放射性核素，贮存原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂；泵，设置在所述贮罐外部，与所述喷淋组件和过滤收集组件通过管线连接，用于将原始去污剂和/或过滤后的去污剂加压并运送至喷淋组件。本发明将贮罐内壁的放射性核素或其它杂质，转移到滤芯中进中集中处理，降低处理难度。

Description

一种贮罐清洁去污系统及方法

技术领域

本发明涉及核电厂去污领域，具体涉及一种贮罐清洁去污系统及方法。

背景技术

核设施退役去污就是把核设施或设备表面放射性核素全部或部分去除。去污不能根本消除放射性核素，只能使核素存在的形式或位置发生变化，以便于辐射安全管理。去污的主要目的有以下两点：(1)降低作业场所和作业对象的放射性核素污染水平，以简化退役作业操作，减少作业人员的受辐照剂量，即尽量降低职业性辐照；(2)使部分设施、设备和材料达到受限制或不受限制的再利用。核设施(含民用核电站)长期运行后，大量用于盛装放射性液体的贮罐内壁会附着、累积活化产物，相关污垢不容易去掉，给核设施退役拆除等工作带来很大的困扰。同时，核设施日常运行、设备改造也有贮罐去污的需求。

现在核电厂贮罐清洁去污主要是用去污剂人工清除，通常是操作人员站在贮罐顶部，通过打开顶盖或者人孔等，人工使用高压水枪对其内壁进行冲刷。现有解决方案存在以下缺点：a)人员站贮罐顶部，手持高压水枪对其内壁冲刷，无法做到100％覆盖；b)去污剂(酸、碱等)有较大工业伤害风险，加之放射性风险，作业难；c)工作作业去污效率较低，无法做到精细化。

因此，为了解决核电厂贮罐清洁去污作业环境恶劣、现场辐射工业风险大，人工作业效率较低的技术问题，急需寻求一种贮罐清洁去污系统及方法，提升去污作业效率的同时保护人员安全和身心健康。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的核电厂贮罐清洁去污作业环境恶劣、现场辐射工业风险大，人工作业效率较低的技术问题，提供了一种贮罐清洁去污系统及方法。

本发明就上述技术问题而提出的技术方案如下：一种贮罐清洁去污系统，用于将贮罐表面放射性核素进行收集和处理，包括：喷淋组件，设置在所述贮罐内部，用于可控制地将原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂喷射至所述贮罐表面，将所述贮罐表面的放射性核素冲刷至过滤收集组件；过滤收集组件，设置在所述贮罐外部，正对贮罐排放口，用于过滤所述去污剂中携带的放射性核素，贮存原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂；泵，设置在所述贮罐外部，与所述喷淋组件和过滤收集组件通过管线连接，用于将原始去污剂和/或过滤后的去污剂加压并运送至喷淋组件。

本发明上述的贮罐清洁去污系统中，所述系统还包括：控制组件，与所述喷淋组件可控制地连接，用于控制所述喷淋组件的工作参数。

本发明上述的贮罐清洁去污系统中，所述喷淋组件包括：第一支架，与所述贮罐固定连接，并与所述第一旋转驱动单元和第二旋转驱动单元可旋转地连接，用于支撑所述第一旋转驱动单元和第二旋转驱动单元；第一旋转驱动单元，与所述控制组件可控制地连接，可沿所述贮罐轴向360°旋转；第二旋转驱动单元，与所述控制组件可控制地连接，可沿所述贮罐径向90°旋转；第二支架，与所述贮罐及喷头夹持单元固定连接，并用于支撑所述喷头夹持单元；所述喷头夹持单元上夹持有若干喷头，喷头与所述管线连通，用于将所述管线内的去污剂形成定向的射流，喷淋至所述贮罐内部表面，加速去污。

本发明上述的贮罐清洁去污系统中，所述第一支架为可伸缩杆，与所述控制组件可控制地连接，所述第一支架可沿所述贮罐径向伸长或缩短，实现所述喷头的分层冲洗。

本发明上述的贮罐清洁去污系统中，所述过滤收集组件包括：滤芯，设置在所述贮罐外，正对贮罐排放口，用于过滤所述去污剂，收集所述去污剂中携带的放射性核素及杂质；收集容器，设置在所述滤芯下方，用于收集过滤后的去污剂；且所述收集容器通过所述管线与泵连接，用于实现所述去污剂的重复利用。

本发明上述的贮罐清洁去污系统中，所述系统还包括压力检测单元，设置在滤芯内部，与控制组件连接，用于检测滤芯内部和外部的压力差值，所述控制组件接收所述压力差值，并判断所述压力差值是否大于预设的压力差值，若是，则控制组件发出运行指令，控制所述喷淋组件继续工作；若否，则控制组件发出停止运行指令，控制所述喷淋组件停止工作。

本发明上述的贮罐清洁去污系统中，所述喷淋组件的工作参数包括：喷头工作时间、喷头喷出的去污剂流速、第一旋转驱动单元和第二旋转驱动单元的旋转角度及旋转速度以及第一支架的伸缩长度。

本发明上述的贮罐清洁去污系统中，所述控制组件可为面板或手机APP。

本发明还提供了一种贮罐清洁去污方法，包括：排空贮罐，打开贮罐顶盖，将贮罐排放口置于排放状态；将预置的滤芯、收集容器置于贮罐底部，正对贮罐排放口；并将泵放置在贮罐外部，将喷淋组件预置于贮罐内部的顶部，将收集容器、泵、喷淋组件通过管线相连；将去污剂倒入收集容器；通过控制组件设置工作参数；自动进行去污作业；去污完成后，拆除喷轮组件、滤芯、收集容器及管线。

本发明上述的贮罐清洁去污方法中，所述自动进行去污作业包括：泵将收集容器中放置的去污剂输送至喷淋组件，喷淋组件在控制组件的控制下将去污剂喷设至贮罐内部表面，并流至滤芯；滤芯将携带有放射性核素的去污剂进行过滤，过滤掉放射性核素和杂质后流回至收集容器。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是：本发明针对现有技术中所存在的核电厂贮罐清洁去污作业环境恶劣、现场辐射工业风险大，人工作业效率较低的技术问题，提出了一种贮罐清洁去污系统及方法，将贮罐内壁的放射性核素或其它杂质，转移到滤芯中进中集中处理，降低处理难度；对贮罐而言大大降低剂量率水平，降低退役放射性废物处理处置成本；操作人员无需站在贮罐顶部手执喷枪进行人工作业，降低工作强度；现场去污自动程控完成，减少人员内照射风险，提高工业安全；系统结构简单、紧凑，适合多厂房转动，适用于不同贮罐。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一贮罐清洁去污系统结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种贮罐清洁去污系统喷淋组件结构示意图；

图3是本发明实施例二提供的一种贮罐清洁去污方法流程图；

图4是本发明实施例二提供的步骤S4流程图。

具体实施方式

为了解决现有技术中所存在的核电厂贮罐清洁去污作业环境恶劣、现场辐射工业风险大，人工作业效率较低的技术问题，本发明旨在提供一种贮罐清洁去污系统及方法，其核心思想是：将贮罐内壁的放射性核素或其它杂质，转移到滤芯中进中集中处理，降低处理难度；对贮罐而言大大降低剂量率水平，降低退役放射性废物处理处置成本；操作人员无需站在贮罐顶部手执喷枪进行人工作业，降低工作强度；现场去污自动程控完成，减少人员内照射风险，提高工业安全；系统结构简单、紧凑，适合多厂房转动，适用于不同贮罐。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

首先需要说明的是：贮罐是用于储存液体或气体的钢制密封容器；去污是通过物理或化学方法将表面物质(例如：核素)降低到比较安全的水平；去污剂是洗涤条件下将污垢清净的物质，含有表面活性剂，有极强清洁作用。

实施例一

本发明提供了一种贮罐清洁去污系统，用于将贮罐1表面放射性核素进行收集和处理，如图1所示，该系统包括：

喷淋组件100，设置在贮罐1内部，用于可控制地将原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂喷射至贮罐1表面，将贮罐1表面的放射性核素冲刷至过滤收集组件200；

过滤收集组件200，设置在贮罐1外部，正对贮罐排放口11，用于收集过滤后的去污剂中携带的放射性核素，贮存原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂；

泵300，设置在贮罐1外部，与喷淋组件100和过滤收集组件200通过管线500连接，用于将原始去污剂和/或过滤后的去污剂加压并运送至喷淋组件100。

本发明通过将贮槽内壁的放射性核素或其它杂质，转移到滤芯中进中集中处理，降低处理难度；对贮槽而言大大降低剂量率水平，降低退役放射性废物处理处置成本；且去污后的贮槽直接清洁解控或就地解体，实现钢制品的回收利用。

进一步地，由图1中还可看出：贮罐清洁去污系统还包括：控制组件400，与喷淋组件100可控制地连接，用于控制喷淋组件100的工作参数。需要说明的是：控制组件可为面板或手机APP，可进一步的实现就地设置工作参数，方便清洁去污工作实施。进一步地，由于系统是在控制组件400的控制下自动运行，减少人员内照射风险，并提高了工业安全，例如：可防止发生人员跌落等事故；并且，操作人员无需站在贮槽1顶部手执喷枪进行人工作业，降低工作强度。

需要说明的是：控制组件400包括：内置电源模块、主板电路、阀等，以实现人机交互、系统自动运行；控制组件400为现有技术中的通用零部件，在此不做赘述。

由图1中可进一步地看出：过滤收集组件200包括：

滤芯210，设置在贮罐1外部，正对贮罐排放口11，用于过滤去污剂，收集去污剂中携带的放射性核素及杂质；

收集容器220，设置在滤芯210下方，用于收集过滤后的去污剂；且收集容器220通过管线500与泵300连接，用于实现去污剂的重复利用。本发明通过将放射性核素及杂质滞留在滤芯210中，便于后续处理，提高处理效率，通过收集容器220实现去污剂的重复利用，降低清洁去污成本。进一步地，由图2可以看出：喷淋组件100包括：第一支架120，与贮罐1固定连接，并与第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130可旋转地连接，用于支撑第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130；进一步需要说明的是：第一支架120为可伸缩杆，与控制组件400可控制地连接，第一支架120可沿贮罐1径向在电机驱动下伸长或缩短，实现喷淋组件100的分层冲洗，防止由于水流随着高度降低，压力减小导致的清洁去污不彻底的问题，实现对贮槽1内壁全方面清洁去污；

第一旋转驱动单元110，与控制组件400可控制地连接，可沿贮罐1轴向360°旋转；

第二旋转驱动单元130，与控制组件400可控制地连接，可沿贮罐1径向90°旋转；通过第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130的两级联运，实现喷淋组件100在贮罐1内部的全方面指向，实现彻底清洁去污；

第二支架140，与贮罐1及喷头夹持单元150固定连接，并用于支撑喷头夹持单元150；喷头夹持单元150上夹持有若干喷头160，喷头160与管线500连通，用于将管线500内的去污剂形成定向的射流，喷淋至贮罐1内部表面，加速去污。在本发明的其中一个实施例中，喷头夹持单元150上夹持有4个喷头160，喷头160的个数可根据需求进行增加和减少，满足清洁去污需求即可。

需要说明的是：喷淋组件100的工作参数包括：喷头160工作时间、喷头160喷出的去污剂流速、第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130的旋转角度及旋转速度以及第一支架120的伸缩长度。其中，可以通过控制组件400控制喷头160喷射的去污剂流速，实现强化去污效果的目的；且本发明的喷淋组件100结构简单、紧凑，过滤收集组件200及管线500等随时可拆卸，可适用于不同的贮罐1，提高贮罐清洁去污系统的适用性。

进一步地，清洁去污系统停止工作可通过在控制组件400中设置工作时间，当工作时间一到，就发出停止运行指令，控制清洁去污系统停止工作，另外，本发明实施例还可通过压力检测方法实现系统的运行或停止，具体地：贮罐清洁去污系统还包括压力检测单元，设置在滤芯210内部，与控制组件400连接，用于检测滤芯220内部和外部的压力差值，控制组件400接收压力差值，并判断压力差值是否大于预设的压力差值，若是，则控制组件400发出运行指令，控制喷淋组件100继续工作；若否，则控制组件400发出停止运行指令，控制喷淋组件100停止工作；控制方式多样，利用系统定时或滤芯压差实现作业停止判断，实现无人值守；提高系统的运行可靠性和安全性。

另外需要说明的是：当贮罐清洁去污系统处于非工作状态时，控制组件400、喷淋组件100以及管线500可收纳在收集容器220中。

实施例二

本发明提供了一种贮罐清洁去污方法，如图3所示，该方法包括：

步骤S1、排空贮罐1，打开贮罐1顶盖，将贮罐排放口11置于排放状态；其中，贮罐排放口11位于贮罐1的底部，便于排放；

步骤S2、将预置的滤芯210、收集容器220置于贮罐1底部，正对贮罐排放口11；并将泵300放置在贮罐1外部，将喷淋组件100预置于贮罐1内部的顶部，将收集容器220、泵300、喷淋组件100通过管线500相连；其中，喷淋组件100包括：第一支架120，与贮罐1固定连接，并与第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130可旋转地连接，用于支撑第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130；进一步需要说明的是：第一支架120为可伸缩杆，与控制组件400可控制地连接，第一支架120可沿贮罐1径向伸长或缩短，实现喷淋组件100的分层冲洗，防止由于水流随着高度降低，压力减小导致的清洁去污不彻底的问题，实现对贮槽1内壁全方面清洁去污；第一旋转驱动单元110，与控制组件400可控制地连接，可沿贮罐1轴向360°旋转；第二旋转驱动单元130，与控制组件400可控制地连接，可沿贮罐1径向90°旋转；通过第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130的两级联运，实现喷淋组件100在贮罐1内部的全方面指向，实现彻底清洁去污；第二支架140，与贮罐1及喷头夹持单元150固定连接，并用于支撑喷头夹持单元150；喷头夹持单元150上夹持有若干喷头160，喷头160与管线500连通，用于将管线500内的去污剂形成定向的射流，喷淋至贮罐1内部表面，加速去污。在本发明的其中一个实施例中，喷头夹持单元150上夹持有4个喷头160，喷头160的个数可根据需求进行增加和减少，满足清洁去污需求即可；

步骤S3、将去污剂倒入收集容器220；通过控制组件400设置工作参数；需要说明的是：喷淋组件100的工作参数包括：喷头160工作时间、喷头160喷出的去污剂流速、第一旋转驱动单元110和第二旋转驱动单元130的旋转角度及旋转速度以及第一支架120的伸缩长度。其中，可以通过控制组件400控制喷头160喷射的去污剂流速，实现强化去污效果的目的；且本发明的喷淋组件100结构简单、紧凑，过滤收集组件200及管线500等随时可拆卸，可适用于不同的贮罐1，提高贮罐清洁去污系统的适用性。

步骤S4、自动进行去污作业；

步骤S5、去污完成后，拆除喷淋组件100、滤芯210、收集容器220及管线500；拆除后，控制组件400、喷淋组件100以及管线500可收纳在收集容器220中，便于下一次安装及使用。

进一步地，步骤S4包括：

步骤S41、通过泵300将收集容器220中放置的去污剂输送至喷淋组件100，喷淋组件100在控制组件400的控制下将去污剂喷设至贮罐1内部表面，并流至滤芯210；

步骤S42、滤芯210将携带有放射性核素的去污剂进行过滤，过滤掉放射性核素和杂质后流回至收集容器220。本发明通过将放射性核素及杂质滞留在滤芯210中，便于后续处理，提高处理效率，通过收集容器220实现去污剂的重复利用，降低清洁去污成本。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中。

综上所述，本发明提出了一种贮罐清洁去污系统及方法，将贮罐内壁的放射性核素或其它杂质，转移到滤芯中进中集中处理，降低处理难度；对贮罐而言大大降低剂量率水平，降低退役放射性废物处理处置成本；且通过设置控制组件实现操作人员无需站在贮罐顶部手执喷枪进行人工作业，降低了工作强度；同时，现场去污自动程控完成，减少人员内照射风险，提高工业安全；由于系统自动完成，可以增强喷射压力，进一步强化去污效果；系统结构简单、紧凑，适合多厂房转动，适用于不同贮罐；通过设置喷淋组件内的两级旋转驱动单元，利用两级联运，实现喷头在贮罐内的全方面指向，并通过设置第一支架为伸缩杆，实现喷头分层冲洗，实现对贮槽内壁全方面去污；并利用系统定时或滤芯压差实现作业停止判断，实现无人值守；进一步提高贮罐清洁去污系统的自动化程度。本发明将原本人本作业替代为自动化作业，降低人员辐射、工业风险并提升作业效率和作业质量，对于提升核安全及退役工程质量很有意义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种贮罐清洁去污系统，用于将贮罐（1）表面放射性核素进行收集和处理，其特征在于，所述系统包括：

喷淋组件（100），设置在所述贮罐（1）内部，用于可控制地将原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂喷射至所述贮罐（1）表面，将所述贮罐（1）表面的放射性核素冲刷至过滤收集组件（200）；

所述喷淋组件（100）包括第一支架（120）、第一旋转驱动单元（110）、第二旋转驱动单元（130）、第二支架（140）、喷头夹持单元（150）以及夹持在喷头夹持单元（150）上的若干喷头（160）；所述第一支架（120）与所述贮罐固定连接，并与第一旋转驱动单元（110）和第二旋转驱动单元（130）可旋转地连接，用于支撑所述第一旋转驱动单元（110）和第二旋转驱动单元（130）；第一旋转驱动单元（110），与控制组件（400）可控制地连接，可沿所述贮罐（1）轴向360°旋转；第二旋转驱动单元（130），与所述控制组件（400）可控制地连接，可沿所述贮罐（1）径向90°旋转；所述第二支架（140），与所述贮罐（1）及喷头夹持单元（150）固定连接，并用于支撑所述喷头夹持单元（150）；

过滤收集组件（200），设置在所述贮罐（1）外部，正对贮罐排放口（11），用于过滤所述去污剂中携带的放射性核素，贮存原始去污剂和/或收集过滤后的去污剂；所述过滤收集组件（200）包括滤芯（210）；

泵（300），设置在所述贮罐（1）外部，与所述喷淋组件（100）和过滤收集组件（200）通过管线（500）连接，用于将原始去污剂和/或过滤后的去污剂加压并运送至喷淋组件（100）；

控制组件（400），与所述喷淋组件（100）可控制地连接，用于控制所述喷淋组件（100）的工作参数，所述喷淋组件（100）的工作参数包括：喷头（160）工作时间、喷头（160）喷出的去污剂流速、第一旋转驱动单元（110）和第二旋转驱动单元（130）的旋转角度及旋转速度以及第一支架（120）的伸缩长度；

压力检测单元，设置在所述滤芯（210）内部，与控制组件（400）连接，用于检测所述滤芯（210）内部和外部的压力差值，所述控制组件（400）接收所述压力差值，并判断所述压力差值是否大于预设的压力差值，若是，则控制组件（400）发出运行指令，控制所述喷淋组件（100）继续工作；若否，则控制组件（400）发出停止运行指令，控制所述喷淋组件（100）停止工作。

2.根据权利要求1所述的贮罐清洁去污系统，其特征在于，所述喷头（160）与所述管线（500）连通，用于将所述管线（500）内的去污剂形成定向的射流，喷淋至所述贮罐（1）内部表面，加速去污。

3.根据权利要求2所述的贮罐清洁去污系统，其特征在于，所述第一支架（120）为可伸缩杆，与所述控制组件（400）可控制地连接，所述第一支架（120）可沿所述贮罐（1）径向伸长或缩短，配合第一旋转驱动单元（110）和第二旋转驱动单元（130）实现所述喷头（160）的分层冲洗。

4.根据权利要求3所述的贮罐清洁去污系统，其特征在于，所述过滤收集组件（200）还包括收集容器（220）：

所述滤芯（210），设置在所述贮罐（1）外，正对贮罐排放口（11），用于过滤所述去污剂，收集所述去污剂中携带的放射性核素及杂质；

所述收集容器（220），设置在所述滤芯（210）下方，用于收集过滤后的去污剂；且所述收集容器（220）通过所述管线（500）与泵（300）连接，用于实现所述去污剂的重复利用。

5.根据权利要求1所述的贮罐清洁去污系统，其特征在于，所述控制组件（400）可为面板或手机APP。

6.一种贮罐清洁去污方法，其特征在于，包括：

排空贮罐（1），打开贮罐（1）顶盖，将贮罐排放口（11）置于排放状态；

将预置的滤芯（210）、收集容器（220）置于贮罐底部，正对贮罐排放口（11）；并将泵（300）放置在贮罐（1）外部，将喷淋组件（100）预置于贮罐（1）内部的顶部，将收集容器（220）、泵（300）、喷淋组件（100）通过管线（500）相连；

将去污剂倒入收集容器（220）；通过控制组件（400）设置工作参数，所述喷淋组件（100）的工作参数包括：喷头（160）工作时间、喷头（160）喷出的去污剂流速、第一旋转驱动单元（110）和第二旋转驱动单元（130）的旋转角度及旋转速度以及第一支架（120）的伸缩长度；通过压力检测单元，检测滤芯（210）内部和外部的压力差值，所述控制组件（400）接收所述压力差值，并判断所述压力差值是否大于预设的压力差值，若是，则控制组件（400）发出运行指令，控制所述喷淋组件（100）继续工作；若否，则控制组件（400）发出停止运行指令，控制所述喷淋组件（100）停止工作；

自动进行去污作业；

去污完成后，拆除喷淋组件（100）、滤芯（210）、收集容器（220）及管线（500）。

7.根据权利要求6所述的贮罐清洁去污方法，其特征在于，所述自动进行去污作业包括：

通过泵（300）将收集容器（220）中放置的去污剂输送至喷淋组件（100），喷淋组件（100）在控制组件（400）的控制下将去污剂喷射至贮罐（1）内部表面，并流至滤芯（210）；

滤芯（210）将携带有放射性核素的去污剂进行过滤，过滤掉放射性核素和杂质后流回至收集容器（220）。

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