CN204714940U - 一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置，包括把手、上支撑件、下支撑件、阴极电极、多孔拖布、电解液输送管和导线。上、下支撑件通过螺栓固定连接。把手下端与上支撑件铰接。阴极电极包设在下支撑件的下端面上。把手为中空把手，电解液输送管和导线通过把手，电解液输送管的前端与阴极电极接触。本实用新型能有效清洗和处理大体积金属器件上的核污染，且清洗速度快。

Description

一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置

技术领域

本实用新型涉及一种污染物清洗装置，特别是涉及一种核污染物的清洗装置。

背景技术

去污是核电站设备运行和退役过程中不可缺少的环节。目前，国内外针对核电站金属或非金属设备、工件的表面，通常采用物理或化学的去污方法进行清洗净化，主要有以下几种方式：

1、喷砂清洗

以压缩空气为动力，将磨料高速喷射到需处理工件表面而实现清洗。喷砂清洗适用于金属与非金属表面，工艺设备简单，但去污成本较高、劳动强度大。处理过程中会伴随大量放射性尘埃的形成，作业环境遭受严重污染，对操作人员的健康及环境带来严重的危害，某些情况下甚至会形成爆炸性混合物。

2、超声波清洗

将金属器件放入容器中加入清洗液，利用超声波振荡实现清洗作用。该方法去污稳定，可处理特殊的元件，但难以处理大体积器件，且消耗的能源较大，并产生大量的液体放射性废物。

3、干冰清洗

干冰清洗系统由干冰制备系统、干冰喷射清洗系统两部分组成，在压缩空气的作用下，以干冰为喷射介质冲击需处理工件表面而实现清洗。 处理过程中，干冰颗粒在冲击瞬间气化而挥发，因此干冰清洗可避免产生二次废物，但设备复杂、工艺要求高，且去污因子较低。

4、化学清洗

化学清洗是目前最常用的清洗方法，可用于处理具有复杂表面的器件，能够有效去除顽固污染物或腐蚀积垢物，但化学清洗方式工作温度较高（一般在90℃以上），处理时间长，需要消耗大量化学试剂和处理液，并产生大量的放射性废液。

综上所述，传统的清洗方法存在着去污因子低、处理温度高、处理时间长、产生的放射性污水或废物多等缺点。为此，近年来人们也研究开发了电化学清洗方法，即以金属部件作为阳极，在电解条件下使其表面层均匀地溶解，表面上的污染物则进入电解液中。相对于传统方法，电化学清洗具有高效、安全、环保等特点，因而具有广阔的发展前景。但目前对该去污技术的研究了解尚不深，而且在各种实际去污场合下的去污条件以及去污装置等的研究仍然有待进一步深入开展。

对于核电站设备的去污清洗，电化学技术所采用的电解液，不仅需要具有较强的去污能力和较快的去污速度，以尽量减少反应堆停运所产生的高额费用，而且，由于对反应堆系统的腐蚀控制有严格的要求，因此电解液以及分解产物对设备和材料的侵蚀性要小。此外，放射性废液的安全排放和处理是一个复杂而耗资高的过程，如何选择使用剂量少、去污效率高、产生废液少的电解液，也是目前急需解决的问题。此外，目前普通的电解装置通常为浸泡的方式，适合用于处理体积小的元件，但对于体积大或难以搬移的器件则无法实施清洗，从而限制了电化学技术的应用，不能很好地满足核能产业发展的实际需求。

实用新型内容

本实用新型的目的，是提供一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置，能有效清洗和处理大体积金属器件上的核污染，且清洗速度快。

采用的技术方案是：

一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置，包括把手、上支撑件、下支撑件、阴极电极、多孔材料制成的多孔拖布、电解液输送管、导线；所述把手上端与上支撑件铰接，阴极电极设置在下支撑件的底部，多孔拖布连接在阴极电极的底部；所述电解液输送管的电解液出口位于阴极电极的上方，导线与阴极电极连接，所述阴极电极上设有与多孔拖布连通的通孔；所述电解液由去离子水和添加剂组成，相对于去离子水所述添加剂为硫酸钠25～65g/L、酒石酸钾钠25～65g/L、乙二胺四乙酸5～50g/L。本实用新型清洗装置中，电解液经阴极电极流向并充分润湿多孔拖布，使用时作为外部可移动阴极，以多孔拖布擦拭扫描作为阳极的需处理金属器件的表面，阴阳极之间由流动的电解液连通，从而实现电化学去污处理。

本实用新型清洗装置还包括两侧具有勾爪的爪型固定器；所述爪型固定器设置在上支撑件和下支撑件之间，所述勾爪对应卡设在多孔拖布的两端。通过爪型固定器可以将多孔拖布牢固地固定在阴极电极上。

为便于更换多孔拖布，本实用新型清洗装置所述爪型固定器还具有前、后扭簧和前、后扭簧轴，所述前、后扭簧分别套设在对应的扭簧轴上，所述勾爪与对应的扭簧连接。通过扭簧转动使得对应的勾爪可张开和闭合，从而可以取出和更换多孔拖布。

本实用新型清洗装置还包括勾爪调控器，所述勾爪调控器包括调节开关、二根可伸缩钢索；所述调节开关安装在把手上，所述伸缩钢索的一端与调节开关连接，另一端通过抗扭弹簧连接控制勾爪。这样，通过操作把手上的调节开关，通过伸缩钢索便可控制勾爪的开合。

为使结构更加紧凑、操作更加安全，本实用新型清洗装置所述把手呈中空、且通过支架与上支撑件铰接，所述电解液输送管、导线经把手内部穿过。

此外，本实用新型清洗装置所述阴极电极的底面呈平面、曲面形状，从而可以对不同形状的金属表面进行清污。

本实用新型具有以下有益效果：

 (1) 采用本实用新型清洗装置可以对体积大或难以搬移的金属器件实施电化学清洗处理，去污快速有效、二次污染物少，对金属的腐蚀性小。

(2) 本实用新型清洗装置可操作性高，适用性强，可根据不同的工作环境、金属器件的形状进行处理。有利于电化学清洗技术的推广和应用，从而能够更好地适应和满足核能产业发展的实际需求。

本实用新型的工作过程如下：

本实用新型将待处理金属器件作为阳极，调节输出电压为25V，电解液经电解液输送管及接口流到阴极电极上，再通过阴极电极上的通孔流到多孔拖布上，待多孔拖布充分润湿后，将多孔拖布与待处理金属器件充分接触，以2min/m²的速度在器件表面均匀扫描去污，去污完成后，关闭电源，在整个处理过程中，电流密度不超过25A。

当需要更换多孔拖布时，将把手上的调节开关向上打开，从而放松伸缩钢索，并驱使扭簧转动而带动勾爪张开脱离多孔拖布。更换完毕后，将调节开关回复原位，从而拉紧伸缩钢索，并驱使扭簧回转，进而带动勾爪闭合而卡在多孔拖布上。

附图说明

下面将结合实施例和附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是图1的左视图。

图4是本实用新型的外观示意图。

具体实施方式  

一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置，包括把手1、支撑组件、阴极电极2、多孔拖布3、电解液输送管4、导线5、爪型固定器6和勾爪控制器，其特征在于：

支撑组件由上支撑件7和下支撑件8构成。把手1为中空把手，把手1下端与支架9的上端通过螺栓连接。支架9的两侧支板16分别与轴17的两端连接，轴17的两端分别装设在轴座内。爪型固定器6设置在上支撑件7和下支撑件8之间，并通过螺栓32将上支撑件7、爪型固定器6和下支撑件8固定连接在一起；阴极电极2通过多个螺栓10固定在下支撑件8的底部，阴极电极2的底面呈平面（也可以呈曲面等其他形状）；多孔拖布3可采用泡沫材料，包设在阴极电极2的底部，阴极电极2上开设有与拖布3连通的通孔。

电解液输送管4、导线5从把手1的内部穿过，分别通过接口11和接线柱12与阴极电极2连接。

勾爪控制器，包括调节开关13、前伸缩钢索26和后伸缩钢索27，前伸缩钢索26和后伸缩钢索27装设在护套14内，前伸缩钢索26和后伸缩钢索27的上端与调节开关13连接。护套14通过二个嵌入件15固定在爪型固定器6上。调节开关13固定在把手1上端。

爪型固定器6，前端装设有勾爪组件，前勾爪组件包括多个前端勾爪18、前勾爪连板28和前扭簧20；后勾爪组件包括多个后勾爪19、后勾爪连板29和后扭簧21。多个前端勾爪上端固定在前勾爪连板28上，前勾爪连板28装设在前勾爪轴22上，多个后端勾爪19上端固定在后勾爪连板29上，后勾爪连板29装设在后勾爪轴23上。前扭簧20套装在前扭簧轴24上，后扭簧21套装在后扭簧轴25上。前扭簧20的一端与前勾爪连板28连接，另一端与前伸缩钢索30下端连接，后扭簧21的一端与后勾爪连板连接，后扭簧21的另一端与后伸缩钢索31下端连接。前端勾爪18和后端勾爪19能分别卡设在多孔拖布3的前、后两端上。

本实施例清洗装置通过实施例一电解液进行去污处理，在工作电压25V、工作电流25A条件下，对于原始污染水平为10⁵dpm/100cm²、处理面积为1m²的待处理金属器件表面，去污速度为3min/m²，进行二次扫描去污后金属器件表面污染水平下降到145dpm/100cm²。

本实施例清洗装置通过实施例二电解液进行去污处理，在工作电压25V、工作电流25A条件下，对于原始污染水平为10⁴dpm/100cm²、处理面积为1m²的待处理金属器件表面，去污速度为3min/m²，进行二次扫描去污后金属器件表面污染水平下降到120dpm/100cm²。

本实施例清洗装置通过实施例三电解液进行去污处理，在工作电压25V、工作电流25A条件下，对于原始污染水平为10³dpm/100cm²、处理面积为1m²的待处理金属器件表面，去污速度为3min/m²，进行二次扫描去污后金属器件表面污染水平下降到86dpm/100cm²。

上述实施例所处理的金属器件，表面损耗厚度为0.1μm～1μm，损耗厚度很少，清洗过后金属器件的尺寸仍保持在允许的公差范围内，可以重复使用。清洗后产生的废液量很少，大约为970mL。

采用普通化学清洗技术进行对比，同体积的待处理器件，普通化学清洗中金属损耗厚度为1328μm，产生的废液量大约为48L。

Claims (3)

1.一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置，包括把手（1）、支撑组件、阴极电极（2）、多孔拖布（3）、电解液输送管（4）和导线（5），其特征在于：

支撑组件由上支撑件（7）和下支撑件（8）构成，上支撑件（7）和下支撑件（8）通过多个螺栓（32）固定连接在一起；阴极电极（2）通过多个螺栓（10）固定在下支撑件（8）的底部；多孔拖布（3）包设在阴极电极（2）的底部，阴极电极（2）上开设有多个通孔；

把手（1）为中空把手，把手（1）下端与支架（9）的上端通过螺栓连接，支架（9）的两侧支板（16）分别与轴（17）的两端连接，轴（17）的两端分别装设在轴座内；

电解液输送管（4）、导线（5）从把手（1）的内部穿过，分别通过接口（11）和接线柱（12）与阴极电极（2）连接。

2.根据权利要求1所述的一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置，其特征在于：

上支撑件（7）与下支撑件（8）之间夹设有爪型固定器（6），爪型固定器（6）的前端装设有前勾爪组件，爪型固定器（6）后端装设有后勾爪组件；前勾爪组件包括多个前端勾爪（18）、前勾爪连板（28）和前扭簧（20）；后勾爪组件包括多个后端勾爪（19）、后勾爪连板（29）和后扭簧（21）；多个前端勾爪上端固定在前勾爪连板（28）上，前勾爪连板（28）装设在前勾爪轴（22）上，多个后端勾爪（19）上端固定在后勾爪连板（29）上，后勾爪连板（29）装设在后勾爪轴（23）上；前扭簧（20）套装在前扭簧轴（24）上，后扭簧（21）套装在后扭簧轴（25）上；前扭簧（20）的一端与前勾爪连板（28）连接，另一端与前伸缩钢索（30）下端连接，后扭簧（21）的一端与后勾爪连板（29）连接，后扭簧（21）的另一端与后伸缩钢索（31）下端连接；前端勾爪（18）和后端勾爪（19）能分别卡设在多孔拖布（3）的前、后两端上；

前勾爪组件和后勾爪组件由勾爪控制器控制；

勾爪控制器，包括调节开关（13）、前伸缩钢索（26）和后伸缩钢索（27），前伸缩钢索（26）和后伸缩钢索（27）装设在护套（14）内，前伸缩钢索（26）和后伸缩钢索（27）的上端与调节开关（13）连接；护套（14）通过二个嵌入件（15）固定在爪型固定器（6）上；调节开关（13）固定在把手（1）上端。

3.根据权利要求1或2所述的一种移动式阴极电化学核污染物清洗装置，其特征在于所述的阴极底面为平面、曲面或异型面。