CN113314246B - 一种用于放射性烟囱退役的设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于放射性烟囱退役的设备，包括顶部固定及提升装置、内部执行装置，所述顶部固定及提升装置包括固定支撑机构、提升机构，所述内部执行装置包括升降平台、执行工具，所述固定支撑机构用于固定在烟囱的顶部，所述提升机构设于所述支撑机构上，并与所述升降平台相连，用于控制升降平台在烟囱内上下移动；所述执行工具设于所述升降平台上，用于对所述烟囱进行退役操作。本发明还公开一种用于放射性烟囱退役的方法。本发明可实现放射性排风烟囱的安全退役，减小人员的辐射风险和降低劳动强度，同时实现废物的有效分类，减小废物量，符合废物最小化和辐射最优化原则。

Description

一种用于放射性烟囱退役的设备及方法

技术领域

本发明属于核设施技术领域，具体涉及一种用于放射性烟囱退役的设备、以及用于放射性烟囱退役的方法。

背景技术

排风烟囱是核设施的重要配套设施，主要用于气态流出物的排放。在核设施的运行过程中，排风烟囱会不可避免地受到放射性污染，并且，由于这些排风烟囱的主体结构多为混凝土结构，高度大多在60-150米左右或更高，直径多在4米以上，而且有些排风烟囱结构较为复杂，烟囱内部还设有金属排气管。因此，当这些排风烟囱面临退役时，不仅涉及放射性环境下的高空作业，还需要考虑辐射防护措施受限，实施难度及风险较大。

目前，对于上述混凝土结构形式的放射性排风烟囱的退役，国外大多采用的是自上而下逐段切割或人工破碎拆除的方式，人员劳动强度大，耗时较长，材料损耗大。对于中部没有工艺排气管的烟囱，常需要采用爆破拆除，但去污采用的方法自动化程度较低，人员劳动强度大，工作环境较差。

国内有过钢质放射性排风烟囱退役的案例，该烟囱高度较小，为22.5米，直径1米，采用逐段切割的方式进行拆除，但这种方法难以应用于大型混凝土结构的排风烟囱退役，目前国内还没有成功的退役工程。

此外，烟囱的污染主要集中在烟囱的内壁表层(对于内部有金属排气管的烟囱还集中在金属管)，如果采用上述退役方法，全部混凝土结构作为低放或极低放废物进行处理处置，无法实现对废物的有效分类，会造成放射性废物量较大，不符合废物最小化的原则。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种用于放射性烟囱退役的设备及方法，可实现放射性烟囱的安全退役，并能够减小人员的辐射风险和降低人员的劳动强度。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种用于放射性烟囱退役的设备，其技术方案如下：

一种用于放射性烟囱退役的设备，包括顶部固定及提升装置、内部执行装置，所述顶部固定及提升装置包括固定支撑机构、提升机构，所述内部执行装置包括升降平台、执行工具，其中，所述固定支撑机构固定在烟囱的顶部，所述提升机构安装在所述固定支撑机构上，并与所述升降平台相连，用于带动升降平台在烟囱内上下移动；所述执行工具设于所述升降平台上，用于对所述烟囱进行退役操作。

优选的是，所述内部执行装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括支撑件，所述支撑件具有伸缩功能，支撑件的后端固设于所述升降平台上，其前端用于与所述烟囱的内壁相抵。

优选的是，所述支撑机构还包括伸缩调节组件，所述伸缩调节组件包括伸缩驱动电机、压力传感器、以及控制器，其中，所述伸缩驱动电机与所述支撑件相连，用于为所述支撑件提供伸缩所需的动力；所述压力传感器与所述控制器电连接，并设于所述支撑件的前端，用于检测烟囱内壁对支撑件施加的压力，并将检测到的压力值传送给控制器；所述控制器与所述伸缩驱动电机电连接，用于将接收到的所述压力值与其内预设的压力阈值进行比较，并根据比较结果控制伸缩驱动电机驱动支撑件进行伸长或缩短；所述支撑件采用刚性链。

优选的是，所述支撑机构还包括自锁组件，所述控制器与所述自锁组件电连接，用于在接收到的所述压力值等于所述压力阈值时控制自锁组件动作，以使所述支撑件停止进行伸长或缩短。

优选的是，所述支撑机构还包括防滑件，所述防滑件设于支撑件的前端；所述支撑件的数量为两个以上，各支撑件沿圆周方向均匀设置在升降平台上。

优选的是，所述内部执行装置还包括旋转机构，所述旋转机构包括回转支撑轴承、旋转驱动电机、上台板、以及下台板，其中，所述上台板固设于所述升降平台的下部，所述下台板设于上台板的下方；所述回转支撑轴承设于上台板和下台板之间，回转支撑轴承包括内圈、与内圈滑动配合的外圈，所述内圈与所述上台板固连，所述外圈与下台板固连，外圈上设有外齿，所述外齿与所述旋转驱动电机的输出端上的齿轮啮合，以使下台板旋转。

优选的是，所述执行工具包括第一切割工具，和/或，第二切割工具，和/或，去污工具，其中：

所述第一切割工具包括抱管件和切割件，所述抱管件用于环抱在所述烟囱的中心管上，所述切割件设置在所述下台板上，用于在抱管件环抱中心管后随下台板旋转而对所述中心管进行环切；

所述第二切割工具包括机械臂和剪切头，所述机械臂用于携带所述剪切头至剪切位置，所述剪切头用于对所述烟囱内的支撑管进行剪切；

所述去污工具包括伸缩件和支撑导向件，所述伸缩件和所述支撑导向件对称设置在所述下台板的两侧，伸缩件上设有打磨头，所述打磨头用于对所述烟囱的内壁进行打磨去污，支撑导向件上设有导向轮，所述导向轮与烟囱的内壁滑动接触。

优选的是，所述执行工具还包括局部吸尘工具和/或污染测量工具，所述局部吸尘工具和所述污染测量工具设于所述伸缩件上，其中，局部吸尘工具的位置靠近所述打磨头，用于吸收打磨头进行打磨时产生的粉尘，污染测量工具用于检测烟囱内壁的污染程度。

优选的是，所述设备还包括风机、收集装置，所述风机设于所述烟囱的底部，用于抽吸烟囱内的气体，以使烟囱内的气体向下流动所述收集装置与所述风机相连，用于对风机抽吸的气体进行过滤，以过滤掉其中的放射性核素。

优选的是，所述设备还包括远程控制系统，所述远程控制系统包括远程控制操作端,其中，所述远程控制操作端与所述提升机构电连接，并处于所述烟囱外部，用于远程控制所述升降平台上下移动；远程控制操作端还与所述执行工具电连接，用于远程控制执行工具进行退役操作。

根据本发明的另一个方面，本发明还提供一种用于放射性烟囱退役的方法，其技术方案如下：

一种放射性烟囱退役的方法，包括：

将上述的设备吊运至烟囱的顶部，并将固定支撑机构固定在烟囱的顶部；

控制提升机构带动升降平台移动，以使执行工具下放至烟囱内部的放射性物项位置；

操作执行工具对所述放射性物项进行退役操作。

所述执行工具包括去污工具和污染测量工具，所述退役操作包括：

由去污工具自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污；

由污染测量工具对烟囱内壁的污染程度进行测量，并在测量到污染程度降低至解控水平或特定去污目标值，停止去污；

对掉落于烟囱底部的放射性物项进行收集，并运出烟囱；

将所述设备从烟囱上拆下后，对烟囱进行拆除，

对烟囱拆除后得到的废物进行分类处理。

优选的是，当烟囱内部具有排气管时，所述执行工具还包括第一切割工具和/或第二切割工具，在由去污工具自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污之前，所述退役操作还包括：

通过第一切割工具对烟囱的中心管自上而下进行环切，得到多个中心管段，和/或,通过第二切割工具对烟囱的支撑管自上而下进行剪切，得到多个支撑管段，收集各个中心管段和/或支撑管段，并将之运出烟囱。

本发明的用于放射性烟囱退役的设备及方法，通过在升降平台上操作执行工具来对烟囱内的放射性物项进行退役操作，可实现放射性排风烟囱的安全退役，并大大减小辐射风险，且极大降低了工作人员高空作业量和安全风险，降低人员的劳动强度和提高劳动舒适度，同时，还可实现废物的有效分类，将放射性物项(如中心管、支撑管、烟囱内壁表层污染)和非放射性物项(烟囱的墙体)进行分类管理，从而减小放射性废物量，符合废物最小化和辐射最优化原则。此外，本发明还可实现远程控制，执行工具采用了模块化设计，选择性强，可适用于不同类型的烟囱，可实现快速拆装，为放射性烟囱及其类似核设施的安全退役实施提供新的方式。

附图说明

图1为本发明实施例中的用于放射性烟囱退役的设备的结构示意图；

图2为图1的剖视图；

图3为本发明实施例中顶部固定及提升装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中升降平台的结构示意图；

图5为本发明实施例中旋转机构的结构示意图；

图6为本发明实施例中执行工具的结构示意图。

图中：1-顶部固定及提升装置；2-内部执行装置；3-升降平台；4-执行工具；5-支撑架；6-支撑平台；7-支腿；8-防护栏；9-升降驱动组件；10-钢丝绳卷筒；11-钢丝绳；12-滑轮组；13-卷线机构；14-固定架；15-工作平台；16-吊耳；20围栏；21-第一控制柜；22-支撑件；23-回转支撑轴承；24-旋转驱动电机；25-上台板；26-下台板；27-第二控制柜；28-第一切割工具；29-第二切割工具；30-去污工具；31-抱管件；32-切割件；33-安装滑台；34-机械臂；35-剪切头；36-伸缩件；37-支撑导向件；38-打磨头；39-导向轮。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1、图2所示，本实施例公开一种用于放射性烟囱退役的设备，包括顶部固定及提升装置1、内部执行装置2，其中，顶部固定及提升装置1包括固定支撑机构、提升机构，内部执行装置2包括升降平台3、执行工具4，固定支撑机构用于固定在放射性烟囱(简称烟囱)的顶部，提升机构安装在固定支撑机构上，并与升降平台3相连，用于带动升降平台3在烟囱内上下移动；执行工具4设于升降平台3上，用于对烟囱进行退役操作。

具体来说，如图3所示，固定支撑机构的尺寸根据烟囱的尺寸进行选择，以满足不同规格的烟囱使用要求。固定支撑机构包括支撑架5和支撑平台6。支撑平台6安装在支撑架5上，支撑架5包括多个支腿7，各支腿7均匀分布并固定在烟囱的顶部，以支撑整个设备。支撑平台6上设有安装接口，以用于安装提升机构。本实施例中，支腿7优选采用型钢搭接而成，支撑平台6的边沿四周可设有防护栏8，以提高安全性。

提升机构设于支撑平台6上，其包括升降驱动组件9(包括伺服电机和减速机)、钢丝绳卷筒10、钢丝绳11、以及滑轮组12，其中，升降驱动组件9的输出端与钢丝绳卷筒10相连，以提供钢丝绳卷筒10旋转所需的动力；钢丝绳11的一端卷绕在钢丝绳卷筒10上，其另一端先绕过滑轮组12后再向下穿过支撑平台6上的安装接口与升降平台3相连，通过控制升降驱动组件9带动钢丝绳卷筒10旋转而对钢丝绳11进行卷绕或释放，从而使升降平台3在烟囱内上下移动，即实现升降平台3的提升或下降。本实施例中，提升机构优选设置为多套，如两套，两套提升装置对称设置，对应的，钢丝绳卷筒10优选为两个。相应的，支撑平台6上设有卷线机构13，卷线机构13包括供电线缆卷线机构，用于在提升机构提升或下放升降平台3时而同步卷绕或释放连接到升降平台3上的供电线缆(比如，安装在升降平台3上的执行工具4的供电线缆)。

如图4所示，升降平台3包括固定架14和工作平台15，固定架14的下部通过刚性吊具和安全钢索与工作平台15相连，固定架14上设有吊耳16，吊耳16的数量优选为多个，如两个、四个，本实施例中，吊耳16的数量优选为钢丝绳卷筒10的数量相同的两个，两个吊耳16对称分布在固定架14的上部，分别通过一套钢丝绳11与对应的钢丝绳卷筒10相连，通过控制钢丝绳11的卷绕和释放实现将工作平台15随升降平台3在烟囱内进行提升和下放，以到达烟囱内部的不同高度位置。工作平台15用于提供其他装置(如下文中的旋转机构)的安装平台和退役操作的作业平台，其尺寸根据烟囱内部的尺寸进行选择，以满足不同规格的烟囱的使用要求。

本实施例中，支撑平台6上还可设有第一控制柜21，第一控制柜21与升降驱动组件9中的伺服电机等安装在支撑平台6上的电机电连接，以实现集成控制。

在一些实施方式中，内部执行装置2还包括支撑机构，支撑机构包括支撑件22，支撑件22具有伸缩功能，支撑件22的后端固设于升降平台3上，其前端用于与烟囱的内壁相抵，以实现对升降平台3提供支撑和避免升降平台3与烟囱内壁发生撞击。

具体来说，支撑件22的数量为二个以上，本实施例中优选为三个，三个支撑件22沿圆周方向均匀设置在升降平台3中的工作平台15上，以确保工作平台的平衡性。支撑件22可以采用刚性链，刚性链的链条盒(后端)固设于工作平台上，刚性链的另一端(前端)抵触在烟囱的内壁上。刚性链链节本身有一定的抗弯性能，在相反的方向，链条可以卷起来，储存在一个紧凑的链条盒中，占用空间较小。烟囱内径变化范围较大时，采用刚性链可优化升降平台3的空间布置。

当然，支撑件22还可以采用伸缩套筒式、伸缩铰链式等其他可伸缩形式的结构，而不限于刚性链。

在一些可选的实施方式中，支撑机构还包括伸缩调节组件(图中未示出)，伸缩调节组件包括伸缩驱动电机、压力传感器、以及控制器，其中：伸缩驱动电机与支撑件22相连，用于为支撑件22提供伸缩所需的动力；压力传感器与控制器相连，并设于支撑件22的前端，用于检测烟囱内壁对支撑件22施加的实时压力，并将检测到的压力值传送给控制器；控制器与伸缩驱动电机电连接，控制器内预设有压力阈值，用于将接收到的压力值与其内预设的压力阈值进行比较，并根据比较结果控制伸缩驱动电机驱动支撑件22进行伸长或缩短，以适应烟囱内径的变化。

本实施例中，伸缩驱动电机优选采用恒扭矩电机，以实现支撑件与烟囱内壁的恒压支撑。

在一些实施方式中，支撑机构还包括自锁组件，控制器与自锁组件电连接，用于在接收到的压力值等于压力阈值时控制自锁组件动作，以使支撑件停止进行伸长或缩短，以确保支撑件在退役操作工作中处于稳定状态。

在一些实施方式中，如图4所示，支撑机构还包括防滑件，防滑件设于支撑件22的前端，以增强支撑件22对烟囱内壁的支撑稳定性。

在一些实施方式中，内部执行装置还包括旋转机构，如图5所示，旋转机构包括回转支撑轴承23、旋转驱动电机24、上台板25、以及下台板26，其中：上台板26固设于升降平台3的下部，下台板26设于上台板25的下方；回转支撑轴承23设于上台板25和下台板26之间，回转支撑轴承23包括内圈与内圈滑动配合的外圈，内圈与上台板25固连，外圈与下台板26固连，外圈上设有外齿，外齿与旋转驱动电机24的输出端上的齿轮啮合，工作时，上台板25不动，通过旋转驱动电机24带动回转支撑轴承23进行回转而使下台板26旋转，执行工具4设于下台板26上，能够跟随下台板26一同旋转而到达烟囱内不同位置处的放射性物项位置，以便进行退役操作。

具体来说，旋转机构安装在升降平台3中的工作平台15的下部中心位置，并与工作平台15同心设置，上台板25与工作平台15的下部固连。

本实施例中，工作平台15或固定架14上可设有第二控制柜27，第二控制柜27与支撑机构中的伸缩驱动电机、旋转机构中的旋转驱动电机24等安装在工作平台上的其他装置的电机电连接，以实现集成控制。

在一些实施方式中，如图6所示，执行工具4包括第一切割工具28，和/或，第二切割工具29，和/或，去污工具30，其中：

第一切割工具主要适用于内部设置有中心管(金属管)的烟囱，其包括抱管件31、切割件32、以及驱动组件(图中未示出)，抱管件31用于环抱在烟囱内的中心管上，切割件32设于下台板26上，用于在抱管件31环抱中心管后随下台板旋转而对中心管进行环切，驱动组件与抱管件31相连，以驱动抱管件31靠近中心管和完成环抱中心管动作，驱动组件还与切割件32相连，以驱动切割件32完成对中心管的环切动作。第一切割工具28还可设有安装滑台33，安装滑台33固设于下台板26上，安装滑台33上设有与抱管件31和切割件32两者的安装部位相适配的安装位，以便将抱管件31和切割件32安装在安装滑台33上。本实施例中，第一切割工具28的驱动组件优选采用液压驱动装置。

第二切割工具29与第一切割工具28相互独立，两者分开设置，其包括机械臂34和剪切头35，机械臂34用于携带剪切头35至剪切位置，剪切头35用于对烟囱内的支撑管进行剪切。

去污工具30用于在完成中心管环切和支撑管剪切后对烟囱的内壁进行去污处理，以去除放射性物质，其包括伸缩件36和支撑导向件37，伸缩件36和支撑导向件37对称设置在下台板26的两侧，并处于同一直线上。伸缩件36的自由端上设有打磨头38，打磨头38用于对烟囱的内壁进行打磨去污。伸缩件36上自带有用于调节其的伸缩长度的伸缩驱动机构，以调节伸缩件36的长度而适应烟囱直径的变化，将打磨头38运送至与烟囱内壁接触并进行打磨去污作业。支撑导向件37的自由端上设有导向轮39，导向轮39与烟囱的内壁滑动接触，以使在打磨去污过程中和旋转机构旋转过程中保持受力平衡，确保作业平台15保持稳定。支撑导向件37上设有用于调节其长度的导向驱动机构，以用于调节支撑导向件37的长度而适应烟囱直径的变化，确保导向轮39与烟囱的内壁为滑动接触而维持其导向作用。本实施例中，去污工具30中的伸缩驱动机构和导向驱动机构均优选采用电驱动装置。

在一些实施方式中，执行工具4还包括局部吸尘工具(图中未示出)，局部吸尘工具设于伸缩件36上，并靠近于打磨头38，用于吸收打磨去污过程产生的粉尘。

在一些实施方式中，执行工具4还包括污染测量工具(图中未示出)，污染测量工具设于伸缩件36上，用于检测打磨去污前后的烟囱内壁的污染程度。

需要注意的是，本实施例中，执行工具4可根据烟囱的类型、尺寸等因素选择安装不同功能和尺寸的执行工具4的组合，以适应不同类型的烟囱的内部放射性物项的去除功能需求，并且，各种执行工具4均采用模块化设计，彼此独立设置，以便实现快速拆装。

在一些实施方式中，本设备还包括风机、收集装置(图中未示出)，风机设于烟囱的底部，用于抽吸烟囱内的气体，以使烟囱内的气体向下流动，从而防止放射性物质扩散；收集装置与风机相连，用于对风机抽吸的气体进行过滤，以过滤掉其中的放射性核素。

在一些实施方式中，本设备还包括远程控制系统(图中未示出)，远程控制系统包括远程控制操作端,远程控制操作端与提升机构电连接，并处于烟囱外部，用于远程控制升降平台3上下移动；远程控制操作端还与执行工具4电连接，用于远程控制执行工具4进行退役操作。

具体来说，远程控制操作端设于地面上，其通过控制线缆与第一控制柜21和第二控制柜27电连接，实现远程控制。远程控制系统还包括视频监控单元(图中未示出)，视频监控单元包括全局摄像头、局部摄像头和显示屏，其中：全局摄像头设置在烟囱顶部的支撑平台6、以及升降平台3上，用于获取烟囱内的整体图像信息，以便于工作人员根据整体图像信息远程控制提升机构完成对升降平台的提升和下放等操作；局部摄像头设于执行工具4上，用于获取对应区域的局部图像信息，更准确来说，可设于获取第一切割工具和第二切割工具上，以便获取中心管环切区域的局部图像信息和支撑剪切位置的图像信息，以及可设于伸缩件36的靠近打磨头38的一端，以便获取打磨去污区域的图像信息；显示屏设于烟囱外，比如，设于远程控制操作端附近，其通过视频线缆与全局摄像头和局部摄像头均电连接，以显示全局摄像头获取的整体图像信息和局部摄像头获取的局部图像信息，便于工作人员根据显示屏上显示的整体图像信息和局部图像信息来远程控制完成退役操作(包括升降平台3下放、中心管切割、支撑管剪切、烟囱内壁打磨去污等)。

此外，本设备还包括照明系统(图中未示出)，照明系统包括多个照明灯具。多个照明灯具分别设于顶部支撑平台、升降平台3、以及各执行工具4的操作端上。照明系统也能够与远程控制操作端电连接，以有利于远程控制照明系统的工作。

对应的，卷线机构13还包括视频线缆卷线机构和控制线缆卷线机构，其中：视频线缆卷线机构用于在提升机构提升或下放升降平台3时而同步卷绕或释放连接到升降平台3上的视频线缆(如连接局部摄像头的视频线缆)；控制线缆卷线机构用于在提升机构提升或下放升降平台3时而同步卷绕或释放连接到升降平台3上的控制线缆(如连接第二控制柜的控制线缆)。

本实施例的用于放射性烟囱退役的设备，可实现放射性排风烟囱的安全退役，特别是通过远程操作，不仅可大大减小辐射风险，还可以极大降低工作人员高空作业量和安全风险，降低劳动强度和提高劳动舒适度，同时，通过采用本设备可实现废物的有效分类，将放射性物项(如中心管、支撑管、烟囱内壁表面污染)和非放射性物项(烟囱的墙体)进行分类管理，从而减小放射性废物量，符合废物最小化和辐射最优化原则。此外，执行工具采用了模块化设计，选择性强，适用于不同类型的烟囱，可实现快速拆装；本设备可为放射性烟囱及其类似核设施的安全退役实施提供新的方式。

实施例2

本实施例公开一种用于放射性烟囱退役的方法，包括：

将实施例1所述的用于放射性烟囱退役的设备吊运至烟囱的顶部，并将固定支撑机构固定在烟囱的顶部；

控制提升机构带动升降平台3移动，以使执行工具4下放至烟囱内部的放射性物项位置；

操作执行工具4对烟囱内部的放射性物项进行退役操作。

其中，退役操作包括：

由去污工具30自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污；

由污染测量工具对烟囱内壁的污染程度进行测量，并在测量到污染程度降低至解控水平或特定去污目标值，停止去污；

对掉落于烟囱底部的放射性物项进行收集，并运出烟囱；

将上述设备从烟囱上拆下后，对烟囱进行拆除，

对烟囱拆除后得到的废物进行分类处理。

在由去污工具30自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污之前，退役操作还可以包括：

通过第一切割工具对烟囱的中心管自上而下进行环切，得到多个中心管段，和/或,通过第二切割工具对烟囱的支撑管自上而下进行剪切，得到多个支撑管段，收集各个中心管段和/或支撑管段，并将之运出烟囱。

具体来说，如图1-图6所示，使用起吊装置将用于放射性烟囱退役的设备吊运至烟囱顶部，由工作人员安装固定在烟囱顶部，并完成对各部件的操作前检查。通过控制提升机构将升降平台3下放至烟囱内部的放射性物项待去除位置，并通过控制支撑机构将工作平台15顶撑在烟囱的内壁上。针对不同结构类型的烟囱，选用合适的执行工具4对烟囱内部放射性物项进行去除，其中：

(1)当烟囱内部具有金属排气管(中心管和/或支撑管)时，首先，控制第一切割工具对中心管自上而下进行环切，得到多个中心管段，控制第二切割工具对支撑管自上而下进行剪切，得到多个支撑管段，将中心管段和支撑管段进行收集，并运出烟囱；然后，控制去污工具自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污，同时，通过局部吸尘工具吸收打磨去污产生的粉尘，防止对以完成打磨去污后的烟囱内壁造成污染；

(2)当烟囱内部没有金属排气管(即中心管和/或支撑管)时，直接控制去污工具自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污，同时，通过局部吸尘工具吸收打磨去污产生的粉尘，防止对以完成打磨去污后的烟囱内壁造成污染。

同时，将风机放置在烟囱的底部，通过风机对烟囱内采取气流组织措施，控制烟囱内气流方向由上往下流动，并通过控制吸尘装置收集烟囱内的放射性颗粒和粉尘，以防止放射性污染物扩散，并控制污染测量工具对进行烟囱内壁的污染水平进行测量，若达到解控水平或特定去污目标值，停止去污，若没有达到，则继续去污操作。

烟囱内壁去污完成后，对掉落于烟囱底部的放射性物项进行收集，并运出烟囱，之后，将整套上述设备从烟囱上拆下，对烟囱进行人工拆除或爆破拆除，对拆除的废物进行分类处理，这样就完成了对放射性烟囱的退役操作。

本实施例的用于放射性烟囱退役的方法，是一种符合废物最小化和辐射最优化原则的退役方案，可实现放射性排风烟囱的安全退役，并且，不仅可大大减小辐射风险，还可以极大降低工作人员高空作业量和安全风险，降低劳动强度和提高劳动舒适度，同时，也可减小放射性废物量。

可以理解的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，然而本发明并不局限于此。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变形和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，包括顶部固定及提升装置（1）、内部执行装置（2），所述顶部固定及提升装置包括固定支撑机构、提升机构，所述内部执行装置包括升降平台（3）、执行工具（4），

所述固定支撑机构固定在烟囱的顶部，所述提升机构安装在所述固定支撑机构上，并与所述升降平台相连，用于带动升降平台在烟囱内上下移动；

所述执行工具设于所述升降平台上，用于对所述烟囱进行退役操作；

所述内部执行装置还包括旋转机构，所述旋转机构包括回转支撑轴承（23）、旋转驱动电机（24）、上台板（25）、以及下台板（26），所述上台板固设于所述升降平台的下部，所述下台板设于上台板的下方；所述回转支撑轴承设于上台板和下台板之间，回转支撑轴承包括内圈、与内圈滑动配合的外圈，所述内圈与所述上台板固连，所述外圈与下台板固连，外圈上设有外齿，所述外齿与所述旋转驱动电机的输出端上的齿轮啮合，以使下台板旋转；

所述执行工具包括第一切割工具（28），和/或，第二切割工具（29），和/或，去污工具（30），所述第一切割工具包括抱管件（31）和切割件（32），所述抱管件用于环抱在所述烟囱的中心管上，所述切割件设置在所述下台板上，用于在抱管件环抱中心管后随下台板旋转而对所述中心管进行环切；所述第二切割工具包括机械臂（34）和剪切头（35），所述机械臂用于携带所述剪切头至剪切位置，所述剪切头用于对所述烟囱内的支撑管进行剪切；所述去污工具包括伸缩件（36）和支撑导向件（37），所述伸缩件和所述支撑导向件对称设置在所述下台板的两侧，伸缩件的自由端上设有打磨头（38），所述打磨头用于对所述烟囱的内壁进行打磨去污，支撑导向件的自由端上设有导向轮（39），所述导向轮与烟囱的内壁滑动接触。

2.根据权利要求1所述的用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，所述内部执行装置还包括支撑机构，所述支撑机构包括支撑件（22），

所述支撑件具有伸缩功能，支撑件的后端固设于所述升降平台上，其前端用于与所述烟囱的内壁相抵。

3.根据权利要求2所述的用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，所述支撑机构还包括伸缩调节组件，所述伸缩调节组件包括伸缩驱动电机、压力传感器、以及控制器，

所述伸缩驱动电机与所述支撑件相连，用于为所述支撑件提供伸缩所需的动力；

所述压力传感器与所述控制器电连接，并设于所述支撑件的前端，用于检测烟囱内壁对支撑件施加的压力，并将检测到的压力值传送给控制器；

所述控制器与所述伸缩驱动电机电连接，用于将接收到的所述压力值与其内预设的压力阈值进行比较，并根据比较结果控制伸缩驱动电机驱动支撑件进行伸长或缩短；

所述支撑件采用刚性链。

4.根据权利要求3所述的用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，所述支撑机构还包括自锁组件，

所述控制器与所述自锁组件电连接，用于在接收到的所述压力值等于所述压力阈值时控制自锁组件动作，以使所述支撑件停止进行伸长或缩短。

5.根据权利要求2所述的用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，所述支撑机构还包括防滑件，所述防滑件设于支撑件的前端；

所述支撑件的数量为两个以上，各支撑件沿圆周方向均匀设置在升降平台上。

6.根据权利要求1所述的用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，所述执行工具还包括局部吸尘工具和/或污染测量工具，

所述局部吸尘工具和所述污染测量工具设于所述伸缩件上，其中，局部吸尘工具的位置靠近打磨头，用于吸收打磨头进行打磨时产生的粉尘，污染测量工具用于检测烟囱内壁的污染程度。

7.根据权利要求1所述的用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，还包括风机、收集装置，

所述风机设于所述烟囱的底部，用于抽吸烟囱内的气体，以使烟囱内的气体向下流动；

所述收集装置与所述风机相连，用于对风机抽吸的气体进行过滤，以过滤掉其中的放射性核素。

8.根据权利要求1-7任一项所述的用于放射性烟囱退役的设备，其特征在于，还包括远程控制系统，所述远程控制系统包括远程控制操作端，

所述远程控制操作端与所述提升机构电连接，并处于所述烟囱外部，用于远程控制所述升降平台上下移动；

远程控制操作端还与所述执行工具电连接，用于远程控制执行工具进行退役操作。

9.一种用于放射性烟囱退役的方法，包括：

将权利要求1-8任一项所述设备吊运至烟囱的顶部，并将固定支撑机构固定在烟囱的顶部；

控制提升机构带动升降平台移动，以使执行工具下放至烟囱内部的放射性物项位置；

操作执行工具对所述放射性物项进行退役操作。

10.根据权利要求9所述的用于放射性烟囱退役的方法，其特征在于，所述执行工具包括去污工具和污染测量工具，所述退役操作包括：

由去污工具自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污；

由污染测量工具对烟囱内壁的污染程度进行测量，并在测量到污染程度降低至解控水平或特定去污目标值，停止去污；

对掉落于烟囱底部的放射性物项进行收集，并运出烟囱；

将所述设备从烟囱上拆下后，对烟囱进行拆除；

对烟囱拆除后得到的废物进行分类处理。

11.根据权利要求10所述的用于放射性烟囱退役的方法，其特征在于，当烟囱内部具有排气管时，所述执行工具还包括第一切割工具（28）和/或第二切割工具（29），在由去污工具自上而下对烟囱的内壁进行打磨去污之前，所述退役操作还包括：

通过第一切割工具对烟囱的中心管自上而下进行环切，得到多个中心管段，和/或，

通过第二切割工具对烟囱的支撑管自上而下进行剪切，得到多个支撑管段，

收集各个中心管段和/或支撑管段，并将之运出烟囱。