CN208737888U

CN208737888U - 用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置

Info

Publication number: CN208737888U
Application number: CN201821347255.5U
Authority: CN
Inventors: 林山; 林一山; 戈永军; 谢建华; 何英勇; 魏学虎; 陈小强; 陈磊; 孟令阳; 林杰原
Original assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Engineering Co Ltd; CGN Power Co Ltd
Current assignee: China General Nuclear Power Corp; China Nuclear Power Engineering Co Ltd; CGN Power Co Ltd
Priority date: 2018-08-20
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2019-04-12
Anticipated expiration: 2028-08-20

Abstract

本实用新型公开了一种用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，包括：测量屏蔽室，壁上设置有固定通孔，内部固定通孔位置设置有可拆卸的准直器，外部固定通孔位置设有可拆卸的测量探头；伽玛谱仪测量装置，设置于测量屏蔽室的外部附近；三维运动平台，设置于测量屏蔽室的内部，包括：X方向运动组件、旋转电机、Z方向运动组件、框架和移动平台，移动平台设置在框架上，移动平台上设有移动部件，移动部件通过轴承连接有第一齿轮，第一齿轮上固定有防护桶，X方向运动组件、旋转电机和Z方向运动组件分别独立控制防护桶的X方向、旋转方向和Z方向；以及测量操作平台，与三维运动平台通过动力电缆连接，与伽马谱仪测量装置通过信号电缆连接。

Description

用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置

技术领域

本实用新型属于放射性固体废物处理领域，更具体地说，本实用新型涉及一种用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置。

背景技术

核电站正常运行期间，需要对失效的过滤芯进行更换，通过测量废虑芯核素组分及活度浓度来判断核电站运行是否正常，同时通过测量结果提供可用于选择废滤芯固体废物处理的技术方案。

现有放射性固体测量装置一般采用单一的托盘旋转，至少采用5个测量探头(待测物体上下各布置1个测量探头，侧面布置3个测量探头)进行测量，并且无屏蔽措施，只能通过远程控制。因为采用测量探头多，故障率高，而且在操作过程中如有故障，人员无法直接靠近检修。

有鉴于此，确有必要提供一种结构简单、操作方便灵活、具有辐射防护和三维可视化的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、操作方便灵活、具有辐射防护和三维可视化的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，包括：

测量屏蔽室，壁上设置有固定通孔，内部固定通孔位置设置有可拆卸的准直器，外部固定通孔位置设有可拆卸的测量探头；

伽玛谱仪测量装置，设置于测量屏蔽室的外部附近；

三维运动平台，设置于测量屏蔽室的内部，包括：X方向运动组件、旋转电机、Z方向运动组件、框架和移动平台，所述移动平台设置在框架上，移动平台上设有移动部件，移动部件通过轴承连接有第一齿轮，第一齿轮上固定有防护桶，防护桶内具有放置废滤芯的空间，所述X方向运动组件、旋转电机和Z方向运动组件分别独立控制防护桶的X方向、旋转方向和Z方向，从而实现防护桶带动废滤芯的运动；以及

测量操作平台，与三维运动平台通过动力电缆连接，与伽马谱仪测量装置通过信号电缆连接。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述X方向运动组件包括X方向电机、X方向导轨、X方向丝杆、X方向丝母和X方向滑块，X方向电机和X方向导轨固定在移动平台上，X方向滑块和X方向丝母固定在移动部件上，X方向丝杆通过轴承固定在移动平台上，X方向丝杆套设在X方向丝母内，X方向电机转动时带动X方向丝杆自转，使X方向丝母带动移动部件沿X方向移动，X方向导轨和X方向滑块配合，用于控制移动部件沿X方向移动。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述旋转电机固定在移动平台上，电机轴上设置有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮齿合，旋转电机转动时，第二齿轮驱动第一齿轮转动。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述Z方向运动组件包括Z方向电机、Z方向导轨、Z方向丝杆、Z方向丝母和Z方向滑块，所述Z方向电机和Z方向导轨固定在框架上，所述Z方向丝母和Z方向滑块固定在移动平台上，Z方向丝杆通过轴承固定在框架上，Z方向丝杆套设在Z方向丝母内，Z方向电机转动时带动Z方向丝杆旋转，使Z方向丝母带动移动平台沿Z方向移动，Z方向导轨和Z方向滑块配合，用于控制移动平台沿Z方向移动。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述Z方向电机和Z方向丝杆之间设置有减速器，所述Z方向电机和减速器通过螺栓固定在框架上，Z方向电机通过减速器带动Z方向丝杆自转。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述测量屏蔽室包括上部屏蔽室和下部屏蔽室，所述上部屏蔽室的底部和下部屏蔽室的顶部设置有相互配合的Z字形错口，上部屏蔽室可拆卸盖合在下部屏蔽室上。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述下部屏蔽室包括筒体和底座，筒体包括内部筒体和外部筒体，且内部筒体和外部筒体之间拼接垒放有铅砖。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述下部屏蔽室的上部还固定设置有吊装配件。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述三维运动平台的底部设置有平衡调节装置。

作为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的一种改进，所述伽玛谱仪测量装置就地设置。

相对于现有技术，本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置具有以下技术效果：

1)采用三维运动平台，在测量过程中可实现废滤芯自动的三维运动，仅采用单个测量装置即可实现废滤芯三维的核素及活度测量，具有结构简单、定位准确、操作便利灵活的特点；

2)采用铅砖垒放结构，对放射性物质有效屏蔽，可实现人员就地操作要求，同时降低制造工艺难度和造价成本；

3)可实现放射性活度的三维显示，对不同活度浓度有准确定位。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的结构示意图。

图2为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的测量屏蔽室的剖视图。

图3为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的下部屏蔽室的铅砖拼接垒放示意图。

图4为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的三维运动平台的结构示意图。

图5为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的三维运动平台的安装示意图。

图6为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的部分剖视图。

图7为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的部分剖视图。

图8为本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的X方向运动组件的安装示意图。

附图标记：

10-测量屏蔽室；100-固定通孔；102-上部屏蔽室；104-下部屏蔽室；1040-筒体；10400-内部筒体；10402-外部筒体；10401-铅砖；1042-底座；1044-第一加强板；1046-吊装配件；12-准直器；14-测量探头；20-伽玛谱仪测量装置；30-三维运动平台；300-X方向运动组件；3000-X方向电机；3002-X方向导轨；3004-X方向丝杆；3006-X方向丝母；3008-X方向滑块；3010-轴承；3011-轴承；3012-减速器；302-旋转电机；3020-第二齿轮；3022-减速器；304-Z方向运动组件；3040-Z方向电机；3042-Z方向导轨；3044-Z方向丝杆；3046-Z方向丝母；3048-Z方向滑块；3050-轴承；3052-轴承；3054-减速器；306-框架；310-移动平台；3100-第二加强板；3102-第三加强板；312-移动部件；314-轴承；316-第一齿轮；318-防护桶；36-平衡调节装置；40-测量操作平台。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式只是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

请参阅图1至图8所示，本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，包括：

测量屏蔽室10，壁上设置有固定通孔100，内部固定通孔100位置设置有可拆卸的准直器12，外部固定通孔100位置设有可拆卸的测量探头14；

伽玛谱仪测量装置20，设置于测量屏蔽室10的外部附近；

三维运动平台30，设置于测量屏蔽室10的内部，包括：X方向运动组件300、旋转电机302、Z方向运动组件304、框架306和移动平台310，移动平台310设置在框架306上，移动平台310上设有移动部件312，移动部件312通过轴承314连接有第一齿轮316，第一齿轮316上固定有防护桶318，防护桶318内具有放置废滤芯的空间，X方向运动组件300、旋转电机302和Z方向运动组件304分别独立控制防护桶318的X方向、旋转方向和Z方向，从而实现防护桶318带动废滤芯的运动；以及

测量操作平台40，与三维运动平台30通过动力电缆(图未示出)连接，与伽马谱仪测量装置20通过信号电缆(图未示出)连接，并通过控制系统实现整个屏蔽装置的运行、测量自动控制及三维活度的显示。

请参阅图1至图3所示，测量屏蔽室10包括上部屏蔽室102和下部屏蔽室104，上部屏蔽室102的底部和下部屏蔽室104的顶部设置有相互配合的Z字形错口或台阶结构，上部屏蔽室102可拆卸盖合在下部屏蔽室104上。通过Z字形错口或台阶结构设计，可防止放射性物质泄漏。

下部屏蔽室104包括筒体1040和底座1042，筒体1040包括内部筒体10400和外部筒体10402，且内部筒体10400和外部筒体10402之间拼接垒放有铅砖10401。内部筒体10400和外部筒体10402为不锈钢结构，底部分别与底座1042焊接连接，内部筒体10400具有容置空间，用于安装放置三维运动平台30。为了进一步提高下部屏蔽室104的结构强度，在下部屏蔽室104的底部设置有第一加强版1044，第一加强板1044分别与内部筒体10400和外部筒体10402底部焊接连接，第一加强板1044的底部与底座1042焊接连接。

铅砖10401设置于内部筒体10400和外部筒体10402之间的环形空间内，用于对放射性物质进行屏蔽，操作人员可进行就地操作，可有效节省制造工艺难度和造价成本，当操作过程中出现故障时，操作人员可直接靠近检修。

固定通孔100位于下部屏蔽室104的上部，并分别贯通外部筒体10402、铅砖10401和内部筒体10400。准直器12采用螺纹连接可拆卸固定在固定通孔100上，为测量探头14提供稳定的测量面积。测量探头14采用螺纹或螺栓连接固定在固定通孔100上。

请继续参阅图1和图2所示，为了能够方便移动下部屏蔽室104，下部屏蔽室104的上部还固定设置有吊装配件1046，吊装配件1046优选带吊装孔的配件，具有一定的强度，可通过与外部筒体10402焊接进行固定。

上部屏蔽室102主要用于封盖下部屏蔽室104，上部屏蔽室102的底部设置有与下部屏蔽室104顶部适配的Z字形错口，也可设计为台阶状结构。上部屏蔽室102通常为具有一定厚度和防护能力的钢结构，顶部或侧壁设置有吊装用的辅助结构，如吊装孔或挂钩等。

进一步地，伽玛谱仪测量装置20就地设置，并设置在测量屏蔽室10的外部附近，通过测量探头14用于废滤芯(图未示出)放射性核素识别及活度测量，并传输到伽玛谱仪测量装置20。

X方向运动组件300包括X方向电机3000、X方向导轨3002、X方向丝杆3004、X方向丝母3006和X方向滑块3008，X方向电机3000和X方向导轨3002固定在移动平台310上，X方向滑块3008和X方向丝母3006固定在移动部件312上，X方向丝杆3004通过两个轴承3010,3012固定在移动平台310上，X方向丝杆3004套设在X方向丝母3006内，X方向电机3000转动时带动X方向丝杆3004自转，使X方向丝母3006带动移动部件312沿X方向移动，X方向导轨3002和X方向滑块3008配合，用于控制移动部件312沿X方向移动。

X方向电机3000通过螺栓水平固定在移动平台310的端部，用于提供动力。在图示实施方式中，平行设置有两个X方向导轨3002，并位于X方向电机3000的两侧，且都位于移动部件312的下方，X方向导轨3002的两侧设置有供X方向滑块3008配合的滑行槽，X方向滑块3008和X方向丝母3006位于移动部件312的下方，且与移动部件312通过螺栓或焊接固定，在图示实施方式中，设置有两个X方向滑块3008，分别位于移动部件312的两侧下方，X方向滑块3008底部具有突出部，突出部卡在X方向滑块3008配合的滑行槽内，并能随着X方向滑块3008的滑行槽移动。

X方向丝母3006通过螺栓或焊接固定在移动部件312的中部，X方向丝杆3004套装在X方向丝母3006内，且两端分别通过轴承3010,3011固定在移动平台310上。

X方向电机3000和轴承3011之间设置有减速器3012，减速器3012分别与X方向电机3000和轴承3011连接，X方向电机3000转动时通过减速器3012带动X方向丝杆3004自转。

移动部件312为移动板或移动架，在图示实施方式中，为一矩形状移动板，移动板中部设置有套设轴承314的固定孔。

轴承314固定设置在移动部件312上，并套设在第一齿轮316的中部，防护桶318的下部套设在轴承314上。

旋转电机302通过螺栓竖直固定在移动平台310上，电机轴上设置有第二齿轮3020，第二齿轮3020与第一齿轮316齿合，旋转电机302转动时，第二齿轮3020驱动第一齿轮316转动。旋转电机302和第二齿轮3020之间设置有减速器3022，用于控制电机轴的旋转速度。第二齿轮3020为小齿轮，第一齿轮316为大齿轮，第二齿轮3020的齿轮与第一齿轮316的齿轮齿合适配。

Z方向运动组件304包括Z方向电机3040、Z方向导轨3042、Z方向丝杆3044、Z方向丝母3046和Z方向滑块3048，Z方向电机3040和Z方向导轨3042固定在框架306上，Z方向丝母3046和Z方向滑块3048固定在移动平台310上，Z方向丝杆3044通过上下两个轴承3050,3052固定在框架304上，Z方向丝杆3044套设在Z方向丝母3046内，Z方向电机3040转动时带动Z方向丝杆3044旋转，使Z方向丝母3046带动移动平台310沿Z方向移动，Z方向导轨3042和Z方向滑块3048配合，用于控制移动平台310沿Z方向移动。

Z方向电机3040和Z方向导轨3042通过螺栓固定在框架306上，Z方向电机3040固定在框架306的下部，Z方向导轨3042的顶端固定在框架的上部，底端固定在框架306下部的横梁上，Z方向丝母3046和Z方向滑块3048通过焊接或螺栓固定在移动平台310上。移动平台310为L形结构，水平部主要用于固定X方向运动组件300和旋转电机302，竖直部主要用于固定Z方向运动组件304的一些部件，水平部和竖直部之间焊接设置有第二加强板3100，用于增强移动平台的强度。Z方向丝母3046通过焊接固定在移动平台的竖直部，且在竖直部和Z方向丝母3046之间焊接设置有第三加强板3102，用于加强竖直部和Z方向丝母3046的连接强度。Z方向滑块3048固定在移动平台310的水平部上，在图示实施方式中，设置有两个Z方向滑块3048，分别位于Z方向丝母3046的两侧，且离Z方向丝母3046的距离相等。

Z方向导轨3042设置有两个，与Z方向滑块3048配合使用，一个Z方向导轨3042套设有一个Z方向滑块3048，Z方向导轨3042的上端固定在框架306的顶部，下部固定在移动平台310水平部位置的框架306横梁上。

Z方向电机3040和Z方向丝杆3044之间设置有减速器3054，Z方向电机3040和减速器3054通过螺栓固定在框架306上，Z方向电机3040通过减速器3054带动Z方向丝杆3044自转。

三维运动平台30通过X方向电机3000、Z方向电机3040和旋转电机302分别独立控制防护桶318的X方向、Z方向和旋转方向，从而实现防护桶318带动废滤芯的运动。

请参阅图4所示，框架306由多根安装梁组装而成，为了便于将三维运动平台平稳放置在测量屏蔽室10内，框架306的四个角的底部设置有平衡调节装置36，用于控制整个三维运动平台30的平衡度，平衡调节装置36还具有相应的减震功能。

测量操作平台40可设置在测量屏蔽室10的附近，也可远离测量屏蔽室10设置，测量操作平台40上设置有自动控制系统(图未标号)，自动控制系统设置有电脑(图未示出)和运行开关(图未示出)，电脑和运行开关分别与三维运动平台30的X方向电机3000、旋转电机302、Z方向电机3040和伽马谱仪测量装置20通过动力电缆(图未示出)及信号电缆(图未示出)互相连接，优先采用具有快速插头接口的电缆互相连接，方便取用，通过自动控制系统(图未示出)实现整个装置的运行、测量自动控制和三维活度的显示，当自动控制系统显示数据异常或显示发生故障时，可立即停止测量工作，对整个屏蔽装置进行维护。

准直器12主要用于提供一定面积的通道，放射性核素通过准直器12，被测量探头14检测，测量探头14则反馈信号到伽玛谱仪测量装置20，通过伽玛谱仪测量装置20进行识别和换算，最后将这些信息直观的反馈到测量操作平台40上。准直器12用于保证测量探头14探测时所探测的面积一定，保证探测结果不会因为不一样的面积而探测的结果不一样。

需要说明的是，准直器12、测量探头14和伽玛谱仪测量装置20为常用仪器，限于篇幅，在此不再重复介绍。

需要进一步说明的是，X方向电机3000、旋转电机302和Z方向电机3040具有正转和反转功能。

以下对本实用新型用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置的操作过程进行描述：

1)通过吊装设备将上部屏蔽室102吊离，并放入规定位置；

2)通过专用工具将待检测的废滤芯放入下部屏蔽室104内的三维运动平台30的防护桶32内，并通过吊装设备将上部屏蔽室102吊装至下部屏蔽室104上进行安装，实现全方位的辐射防护；

3)操作人员通过测量操作平台40，实现废滤芯的三维运动、核素识别及活度测量。

1)采用三维运动平台30，在测量过程中可实现废滤芯自动的三维运动，仅采用单个测量装置即可实现废滤芯三维的核素及活度测量，具有结构简单、定位准确、操作便利灵活的特点；

根据上述原理，本实用新型还可以对上述具体实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims

1.一种用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，包括：

伽玛谱仪测量装置，设置于测量屏蔽室的外部附近；

2.根据权利要求1所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述X方向运动组件包括X方向电机、X方向导轨、X方向丝杆、X方向丝母和X方向滑块，X方向电机和X方向导轨固定在移动平台上，X方向滑块和X方向丝母固定在移动部件上，X方向丝杆通过轴承固定在移动平台上，X方向丝杆套设在X方向丝母内，X方向电机转动时带动X方向丝杆自转，使X方向丝母带动移动部件沿X方向移动，X方向导轨和X方向滑块配合，用于控制移动部件沿X方向移动。

3.根据权利要求1所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述旋转电机固定在移动平台上，电机轴上设置有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮齿合，旋转电机转动时，第二齿轮驱动第一齿轮转动。

4.根据权利要求1所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述Z方向运动组件包括Z方向电机、Z方向导轨、Z方向丝杆、Z方向丝母和Z方向滑块，所述Z方向电机和Z方向导轨固定在框架上，所述Z方向丝母和Z方向滑块固定在移动平台上，Z方向丝杆通过轴承固定在框架上，Z方向丝杆套设在Z方向丝母内，Z方向电机转动时带动Z方向丝杆旋转，使Z方向丝母带动移动平台沿Z方向移动，Z方向导轨和Z方向滑块配合，用于控制移动平台沿Z方向移动。

5.根据权利要求4所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述Z方向电机和Z方向丝杆之间设置有减速器，所述Z方向电机和减速器通过螺栓固定在框架上，Z方向电机通过减速器带动Z方向丝杆自转。

6.根据权利要求1所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述测量屏蔽室包括上部屏蔽室和下部屏蔽室，所述上部屏蔽室的底部和下部屏蔽室的顶部设置有相互配合的Z字形错口，上部屏蔽室可拆卸盖合在下部屏蔽室上。

7.根据权利要求6所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述下部屏蔽室包括筒体和底座，筒体包括内部筒体和外部筒体，且内部筒体和外部筒体之间拼接垒放有铅砖。

8.根据权利要求5所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述下部屏蔽室的上部还固定设置有吊装配件。

9.根据权利要求1所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述三维运动平台的底部设置有平衡调节装置。

10.根据权利要求1所述的用于核电站废滤芯核素及活度三维测量的屏蔽装置，其特征在于，所述伽玛谱仪测量装置就地设置。