CN115254824A - 一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，属于放射性废物收集技术领域，该方法包括以下步骤：S1、清扫电机驱动清扫吸尘套管的软轴轴芯旋转，带动清扫头高速旋转，处理管道内壁附着的放射性松散污染物；S2、启动吸尘风机，管道内的松散污染物通过特制的气路通道被转移至初级过滤单元内；S3、初级过滤单元对含尘气流进行初效过滤，并封闭自收集大部分的放射性松散污染物，其余含尘气流进入终端净化单元；S4、终端净化单元对含尘气流进行终端净化，净化后的气流通过吸尘风机旁路排出。该方法能够有效实现高温气冷堆型回路管道内放射性松散污染的清扫、吸尘转移、初级过滤和封闭自收集、终端净化及核级排放。

Description

一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法
技术领域
本发明属于放射性废物收集技术领域，具体为一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法。
背景技术
高温气冷堆由于其特有的燃料材质特征，在运行过程中将会产生一定的石墨粉尘，随氦气流在一回路边界系统表面沉积，加剧了放射性物质的迁移。高温气冷堆一回路管道布置包括水平管道、垂直管道以及弯曲管道，沉积在各回路管道内的石墨粉尘携带有放射性，会对检修人员造成额外剂量的同时也可能影响该部位的功能性和稳定性。此外，高温气冷堆一回路不可拆卸管道禁止化学品进入，只能采取物理方法进行去污，现目前缺乏有效针对高温气冷堆管道内放射性松散污染物(含石墨粉尘)的方法及专用设备。
现有技术中：CN212168458U《一种石墨粉尘回收装置》公开了一种石墨粉尘回收装置，提供了一种石墨粉尘回收思路。该技术通过电磁板通电得磁，吸附磁性金属物质，完成对石墨粉尘的过滤净化、提高纯度。但其工作环境及对象是空气中弥漫的石墨粉尘气溶胶收集和过滤，而针对高温气冷堆狭小的回路管道空间内的收集去污，该技术思路及装置结构均无法满足需求。
CN207366286U《一种用于高温气冷堆空气中放射性石墨粉尘采样器》涉及一种用于高温气冷堆空气中放射性石墨粉尘采样器。该装置仅具备采样功能，用以极少量采样收集提供后续分析可能，而无实际的清洁净化功能，无法满足实际中对高温气冷堆回路管道内放射性石墨粉尘的去污功能。
CN203330072U《无缝管内表面石墨去除设备》提到了一种管内表面石墨去除设备，该装置的设计思路及功能使用场景需承托并旋转离线管道，通过水洗法收集清洁，不仅无法满足高温气冷堆回路管道的不可拆卸去污，同时增加的大量液体废物量也与核工业的废物最小化原则相违背。
发明内容
为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，通过该方法能够有效解决高温气冷堆型因特殊的燃料材质特征而产生的特有安全问题。
为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：
一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，所述方法基于一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污装置，所述装置包括清扫吸尘套管和吸尘主机，其中：
所述清扫吸尘套管包括清扫头、与清扫头连接的软轴轴芯、套在软轴轴芯外部的波纹管、与所述波纹管尾端连接的软轴快装接头；所述清扫吸尘套管通过所述软轴快装插头与所述吸尘主机上盖的快装插座连接；
所述吸尘主机内部自上而下设置有清扫驱动单元、初级过滤单元、终端净化单元和吸尘风机，其中：
所述清扫驱动单元包括三通气流导向管和清扫电机，所述吸尘主机上盖的快装插座与所述三通气流导向管的水平进气端固定连接，所述三通气流导向管内水平气流通道末端连接密封轴承，所述密封轴承与所述清扫电机连接，通过所述清扫电机提供旋转动力，驱动所述软轴轴芯高速旋转，进而带动所述清扫头高速旋转实现清扫功能；
所述三通气流导向管内向下的气流通道与所述初级过滤单元相连，所述初级过滤单元用于对含尘污染气流进行初级过滤；
所述终端净化单元用于对含尘气流进行终端净化以保证排放质量；
所述吸尘风机用于提供负压吸力，将含尘污染气流吸入所述吸尘主机内进行过滤和净化；
所述去污方法包括以下步骤：
S1、启动清扫电机，所述清扫电机驱动清扫吸尘套管，带动清扫头高速旋转，处理管道内壁附着的放射性松散污染物；
S2、启动吸尘风机，在所述吸尘风机提供的负压吸力下，管道内的松散污染物通过特制的气路通道被转移至初级过滤单元内；
S3、所述初级过滤单元对所述装置内部的含尘气流进行初效过滤，并封闭自收集大部分的放射性松散污染物，其余含尘气流进入终端净化单元；
S4、所述终端净化单元对含尘气流进行终端净化，保证排放标准，净化后的气流通过所述吸尘风机旁路排出。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，所述清扫吸尘套管还包括与所述清扫头连接的进气转接套，所述波纹管与所述进气转接套外部连接，所述软轴轴芯与所述进气转接套内部连接；所述软轴轴芯外部紧密包裹有导向外管，予以导向作用并保护所述软轴轴芯外部不受污染；所述导向外管与所述波纹管之间的空腔空间限制形成套管气流通道。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，所述清扫头配备管道刷清扫头和球型清扫头，步骤S1中当清扫直管段时选择管道刷清扫头，当清扫弯头转弯处时，选择半球型清扫头。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，所述清扫电机采用直流无刷电机，提供管道内旋转清扫作业的动力。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，所述装置内部设置有多个并联排布、独立控制的所述吸尘风机，所述吸尘风机采用直流无刷风机。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，步骤S2中根据实际情况开启不同数量的所述吸尘风机，从而实现风量的多级可控调节。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，步骤S2中所述特制的气路通道依次包括所述进气转接套开设的气流进气口、所述套管气流通道以及所述三通气流导向管向下的气流通道。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，所述初级过滤单元的核心为风琴式初效内滤自集尘袋，所述风琴式初效内滤自集尘袋采用褶皱式滤芯设计。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，所述终端净化单元的核心为高效过滤器，采用核工业标准以保证尾气排放质量。
进一步，如上所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，步骤S4中分别对所述高效过滤器进出风口处取压测量，实时监测工作状态。
与现有技术相比，采用本发明所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，具有以下显著的技术效果：
(1)本发明在管内污染物清扫步骤中，通过直流无刷电机驱动清扫吸尘软轴套管，带动清扫头高速旋转处理管道内壁附着的放射性石墨粉尘等松散污染物。清扫吸尘软轴套集管内旋转清扫以及吸尘气路输送双重特点及功能于一身，结构精巧，配备多种工况的清扫头，驱动动力稳定可调的，气路通道独立顺畅；
(2)本发明在吸尘动力选择上，通过直流无刷风机提供吸尘所需的负压动力，相比传统工业风泵结构精巧，减形减重且动力稳定；多台直流无刷风机并联排布、独立控制，可实现风量的多级可控调节；
(3)本发明采用风琴式初效内滤自集尘袋，集成初级过滤功能与收集功能于一身，该滤袋风琴式褶皱滤芯设计体积小过滤面积大有效提高过滤效率，缓解局部集中防止堵塞；另，束口快接内滤自收集方式设计，保证放射性石墨粉尘等松散污染物的不逸散不外扩，防止污染装置内壁；
(4)本发明终端净化单元采用核级高效过滤器，保证核工业的排放标准。
附图说明
图1是本发明实施例中提供的一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污装置结构示意图；
图2为图1中清扫吸尘套管(配半球形清扫头)主视图；
图3为图1中清扫吸尘套管(配管道刷清扫头)剖视图；
图4为图2右视图；
图5为图2左视图；
图6为图1中吸尘主机侧面剖视图；
图7为图1中吸尘主机俯视图；
图8是本发明实施例中提供的一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法流程图；
附图标记：1-清扫吸尘套管、2-吸尘主机、3-移动式推车、4-半球形清扫头、5-管道刷清扫头、6-软轴进气转接套、7-波纹管、8-软轴轴芯、9-导向外管、10-软轴快接接头、11-方形接头、12-三爪卡扣、13-螺纹接头、14-气流进气口、15-套管空腔气流通道、16-三通气流导向管、17-密封轴承、18-清扫电机、19-束口快接、20-快接接头、21-风琴式内滤自集尘袋、22-高效过滤器、23-快速手调升降台、24-吸尘风机、25-压差表、26-电源总开关、27-清扫电机开关、28-电机调速旋钮、29-吸尘风机开关。
具体实施方式
下面结合具体的实施例与说明书附图对本发明进行进一步的描述。
参考图1-图7所示，本发明实施例提供的一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污装置主要包括清扫吸尘套管1、吸尘主机2和移动式推车3，其中：
清扫吸尘套管1从前端向尾端依次包括清扫头、与清扫头连接的进气转接套6、与进气转接套6外部连接的波纹管7、与进气转接套6内部连接的金属材质的软轴轴芯8、与软轴轴芯8连接的塑料导向外管9、与波纹管7尾端连接的软轴快装接头10；清扫头配备适合大面积直管段清扫的管道刷清扫头5及更适合弯头转弯的半球型清扫头4；进气转接套6开设合理的气流进气口14，并与波纹管7螺栓连接；导向外管9紧密包裹于软轴轴芯8外部，予以导向作用并保护软轴轴芯8外部不受污染；导向管9与波纹管7形成的空腔空间为套管气流通道15。
清扫吸尘套管1通过软轴快装插头10与吸尘主机2上盖的快装插座连接。软轴快装接头10包括特制的方形接头11、三爪卡扣12和螺纹接头13，通过方形接头11可与吸尘主机接口对接并传递旋转动力；三爪卡扣12用于将软轴轴芯8固定于波纹管7空腔的中心位置处便于旋转；通过螺纹接头13实现与吸尘主机接口的快速对接。
吸尘主机2内部自上而下包括有清扫驱动单元、初级过滤单元、终端净化单元和吸尘动力单元，其中：
清扫驱动单元包括三通气流导向管16和清扫电机18，三通气流导向管16为三通结构，具有水平进气端、水平出气端和向下出气端，吸尘主机2上盖的快装插座与三通气流导向管16的水平进气端固定连接，导向管内水平的气流通道末端连接密封轴承套17，密封轴承17连接清扫电机18。清扫电机18为直流无刷伺服电机，能够提供旋转动力，驱动软轴轴芯8高速旋转，进而带动清扫头高速旋转实现清扫功能，同时密封结构设计可防止污染物进入清扫电机18。
三通气流导向管16的向下出气端与初级过滤单元相连，在吸尘动力单元提供的负压吸力作用下，含尘污染气流将通过依次通过软轴进气转接套6开设的进气口14、套管空腔气流通道15和三通气流导向管16进入初级过滤单元。初级过滤单元的核心为风琴式初效内滤自集尘袋21，采用褶皱式滤芯设计，针对回路管道内石墨粉尘的超细特征，褶皱滤芯增大过滤面积提高过滤效率的同时，还可以缓解石墨粉尘等松散污染物的局部强集中，防堵塞；另外，采用内过滤方式，针对石墨粉尘易飘扬且含放射新污染特征，可保证石墨粉尘等松散污染物的不逸散不外扩，防止污染装置内壁。风琴式初效内滤自集尘袋21还采用束口快接设计，其束口自集尘特征增加了收集的安全性，兼顾拆装便捷性与放射性废物最小化原则，通过快接接头20即可与主机内的三通气流导向管16接头快速装配。
终端净化单元的核心为高效过滤器22，采用核工业标准以保证排放质量(H14，过滤效率≥99.995％)，高效过滤器22通过快速手调升降台23密封压紧。在高效过滤器22进出风口处分别设置有压力传感器，通过位于主机上盖控制面板处的压差表25显示压差，实时监测工作状态。
吸尘动力单元包括多个并联排布的吸尘风机24，吸尘风机采用小体积的直流无刷风机，与之对应的多个独立并联的吸尘风机开关29位于主机上盖的控制面板处，可同时开启，也可单独开启，也可部分开启，根据实际需求适时开启风机开关，从而控制吸尘风量。
清扫吸尘套管1和吸尘主机2放置在移动式推车3上，便于装置的整体移动。
基于上述去污装置，本发明实施例中提供一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，参考图8所示的方法流程图，该方法包括以下步骤：
S1、清扫管道内的松散污染物：清扫电机18驱动清扫吸尘套管1，带动清扫头高速旋转处理管道内壁附着的放射性石墨粉尘等松散污染物，为下一步提供吸尘条件。
清扫前，首先进行管路连接：将上述去污装置通过移动式推车3移至工作区域内，选择合适的清扫头(当清扫直管段时选择管道刷清扫头5，当清扫弯头转弯处时，选择半球型清扫头4)并连接至清扫吸尘套管1前端，并将清扫吸尘套管1连接清扫头的一端伸入回路管道内部，将清扫吸尘套管通过尾端的软轴快装接头10与主机的快装接口螺纹快速装配连接，至此完成管路连接。
然后进行转动功能设置：按下电源总开关26，接通装置电源，按下清扫电机开关27，并调节电机调速旋钮28至合适转速，通过清扫电机18驱动软轴带动清扫头4或5高速旋转，清扫处理管道内壁附着的放射性石墨粉尘等松散污染物。
S2、污染物吸尘转移：吸尘风机24提供负压吸力，将原管道内的松散污染物通过特制的气路通道吸尘转移至初级过滤单元内，为下一步提供收集、净化条件。
首先进行风机吸尘风量设置：独立并联的多个风机开关33-35，可同时开启，也可单独开启，也可部分开启，根据实际需求适时开启风机开关，控制吸尘风量。
开启风机后，含尘气流随吸力依次通过软轴进气转接套6开设的进气口14、套管空腔气流通道15，进入主机内，通过主机内特制的三通气流导向管16全部进入风琴式初效内滤自集尘袋21中。
S3、初级过滤和封闭自收集：初级过滤单元对装置内部的含尘气流进行初效过滤，并封闭自收集大部分的放射性松散污染物，其余含尘气流进入终端净化单元。
初级过滤单元内的风琴式初效内滤自集尘袋21对装置内部的含尘气流进行初效过滤，并封闭自收集大部分的放射性松散污染物。
S4、终端净化及核级排放：通过终端净化单元对含尘气流进行终端净化，保证排放标准，净化后的气流通过风机旁路排出。
终端净化单元内的高效过滤器22采用核工业标准以保证排放质量；另外，在高效过滤器进出风口处分别取压，位于主机上盖控制面板处的压差表25显示压差，实时监测工作状态，最终净化后的气流通过吸尘风机24旁路排出。
本发明提供的一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，能够有效实现高温气冷堆回路管道内放射性松散污染(含石墨粉尘)的清扫、吸尘转移、初级过滤和封闭自收集、终端净化及核级排放的技术及实践路线。其中，通过软轴装置，解决了管道内放射性污染物收集困难的问题；风琴式内滤自集尘袋可有效针对回路管道内松散污染物(石墨粉尘)超细易飘扬，且含放射性污染的特征，实现了放射性污染物的初级过滤和封闭收集；核级高效过滤器保证尾气的终端排放标准。该方法针对高温气冷堆型特有问题，升级更新传统技术路线及产品，具有较强的技术进步和工厂应用价值。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：所述方法基于一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污装置，所述装置包括清扫吸尘套管(1)和吸尘主机(2)，其中：
所述清扫吸尘套管(1)包括清扫头、与清扫头连接的软轴轴芯(8)、套在软轴轴芯(8)外部的波纹管(7)、与所述波纹管(7)尾端连接的软轴快装接头(10)；所述清扫吸尘套管(1)通过所述软轴快装插头(10)与所述吸尘主机(2)上盖的快装插座连接；
所述吸尘主机(2)内部自上而下设置有清扫驱动单元、初级过滤单元、终端净化单元和吸尘风机(24)，其中：
所述清扫驱动单元包括三通气流导向管(16)和清扫电机(18)，所述吸尘主机(2)上盖的快装插座与所述三通气流导向管(16)的水平进气端固定连接，所述三通气流导向管内水平气流通道末端连接密封轴承(17)，所述密封轴承(17)与所述清扫电机(18)连接，通过所述清扫电机(18)提供旋转动力，驱动所述软轴轴芯(8)高速旋转，进而带动所述清扫头高速旋转实现清扫功能；
所述三通气流导向管(16)内向下的气流通道与所述初级过滤单元相连，所述初级过滤单元用于对含尘污染气流进行初级过滤；
所述终端净化单元用于对含尘气流进行终端净化以保证排放质量；
所述吸尘风机(24)用于提供负压吸力，将含尘污染气流吸入所述吸尘主机(24)内进行过滤和净化；
所述去污方法包括以下步骤：
S1、启动清扫电机，所述清扫电机驱动清扫吸尘套管的软轴轴芯旋转，带动清扫头高速旋转，处理管道内壁附着的放射性松散污染物；
S2、启动吸尘风机，在所述吸尘风机提供的负压吸力下，管道内的松散污染物通过特制的气路通道被转移至初级过滤单元内；
S3、所述初级过滤单元对所述装置内部的含尘气流进行初效过滤，并封闭自收集大部分的放射性松散污染物，其余含尘气流进入终端净化单元；
S4、所述终端净化单元对含尘气流进行终端净化，保证排放标准，净化后的气流通过所述吸尘风机旁路排出。
2.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：所述清扫吸尘套管(1)还包括与所述清扫头连接的进气转接套(6)，所述波纹管(7)与所述进气转接套(6)外部连接，所述软轴轴芯(8)与所述进气转接套(6)内部连接；所述软轴轴芯(8)外部紧密包裹有导向外管(9)，予以导向作用并保护所述软轴轴芯(8)外部不受污染；所述导向外管(9)与所述波纹管(7)之间的空腔限制形成套管气流通道(15)。
3.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：所述清扫头配备管道刷清扫头(5)和球型清扫头(4)，步骤S1中当清扫直管段时选择管道刷清扫头(5)，当清扫弯头转弯处时，选择半球型清扫头。
4.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：所述清扫电机(18)采用直流无刷电机，提供管道内旋转清扫作业的动力。
5.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：所述装置内部设置有多个并联排布、独立控制的所述吸尘风机(24)，所述吸尘风机(24)采用直流无刷风机。
6.根据权利要求5所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：步骤S2中根据实际情况开启不同数量的所述吸尘风机(24)，从而实现风量的多级可控调节。
7.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：步骤S2中所述特制的气路通道依次包括所述进气转接套(6)开设的气流进气口(14)、所述套管气流通道(15)以及所述三通气流导向管(16)向下的气流通道。
8.根据权利要求1所述的用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：所述初级过滤单元的核心为风琴式初效内滤自集尘袋(21)，所述风琴式初效内滤自集尘袋(21)采用褶皱式滤芯设计。
9.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：所述终端净化单元的核心为高效过滤器(22)，采用核工业标准以保证尾气排放质量。
10.根据权利要求1所述的一种用于高温气冷堆回路管道放射性松散污染去污方法，其特征在于：步骤S4中分别对所述高效过滤器(22)进出风口处取压测量，实时监测工作状态。
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