一种适用于放射性水面的移动式撇沫器的制作方法

1.本发明涉及核电水处理的技术领域，具体涉及一种适用于放射性水面的移动式撇沫器。


背景技术：

2.核电厂针对乏燃料水池和换料水池通常设计了专用撇沫回路，配备了撇沫泵和撇沫过滤器，用以清理水面悬浮废物，保证水池透明度，同时降低环境放射性。目前上述撇沫回路存在如下问题：
3.一是清洁效果差。水面撇沫装置无论是采用溢流口还是撇沫器，其在水中位置相对固定，很难对全水域进行清洁。在进行撇沫操作的时候，往往需要人为拖动浮动撇沫器，操作繁琐。根据各核电厂使用反馈来看，专用撇沫回路并没有达到预期效果，有的电厂甚至直接弃用；
4.二是安全风险高。正因为上述撇沫回路存在的各种问题，部分核电厂乏燃料水池、反应堆换料水池浮沫清除采用人工手动打捞的原始方法。然而，目标水池周边作业空间狭窄，乏燃料水池深达14米，人员频繁临池进行手动撇沫操作，还需要妥善处理可能带放射性的浮沫，工作人员面临受辐照风险和坠落水池风险；
5.三是经济性不佳。核电厂构筑物建造成本高，专用撇沫回路布置需占用厂房空间。如果能取消撇沫回路，对应的撇沫泵、过滤器、真空吸水罐、浮子等相关设备均可取消，从而降低初始造价。


技术实现要素：

6.因此，为了解决燃料水池、反应堆换料水池水面浮沫难以清理的问题，本发明提供一种适用于放射性水面的移动式撇沫器。
7.本发明提供的适用于放射性水面的移动式撇沫器，包括移动装置和撇沫装置，所述移动装置适于在水面移动，所述移动装置上具有与其移动方向相平行的收集流道，所述收集流道在移动装置前进方向的一端设有入口、另一端设有出口，所述撇沫装置包括聚拢装置和收集装置，所述聚拢装置和所述收集装置分别设置在收集流道的入口和出口处。
8.可选地，所述聚拢装置包括两组旋转叶轮，两组所述旋转叶轮分别可转动地连接在收集流道入口的两侧。
9.可选地，所述收集装置包括滤网，所述滤网呈筒状结构且一侧开口设置，所述滤网的开口连接在所述收集流道的出口处。
10.可选地，所述收集装置还包括连接框架，所述滤网的开口端连接在所述连接框架上；所述收集流道的出口两侧设有导轨，所述连接框可拆卸的连接在两侧的导轨上。
11.可选地，所述连接框架与所述导轨之间设有卡扣。
12.可选地，所述连接框架上设有提手。
13.可选地，所述移动装置包括推进舱和控制舱，所述推进舱内设有电源模块和推进
模块，所述控制舱内设有环境感知模块、吃水测量模块、无线通信模块和控制模块。
14.可选地，所述推进舱具有两个平行且间隔布置的舱体，两个所述舱体之间形成所述收集流道。
15.可选地，所述推进模块包括直流伺服电机、螺旋桨和水平电动尾鳍。
16.本发明技术方案，具有如下优点：
17.1、本发明提供的移动式撇沫器，在移动装置移动的过程中，聚拢装置将水面的浮沫聚拢至收集流道的入口处，并随着移动装置的前进，令聚拢后的浮沫进入收集流道内，再沿着收集流道进入收集装置中，实现对浮沫的自动收集功能，其具有清理速度快、清理效果好的优点，无需在核电厂内设置专用的撇沫回路，无需设置相关设备，降低了核电厂的初始造价，同时，更无需采用人工打捞的方式，缩短了工作人员处理时受辐射的时长，安全性更高。
18.2、本发明提供的移动式撇沫器，移动装置由推进舱和控制舱构成，且推进舱和控制舱均为密封结构，各个控制部件均内置在推进舱或控制舱内，能够利用密封的推进舱和控制舱构成辐射屏蔽层，可以对舱内设备起到良好的屏蔽效果，避免水的放射性对内部元器件造成辐射损坏，确保撇沫器的稳定运作。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明提供的移动式撇沫器的前侧的结构示意图；
21.图2为本发明提供的移动式撇沫器的后侧的结构示意图；
22.附图标记说明：1、推进舱；2、控制舱；3、螺旋桨；4、水平电动尾鳍；5、旋转叶轮；6、滤网；7、连接框架；8、导轨；9、卡扣；10、提手；11、环境感知模块；12、软体滑轮；13、提携挂钩；14、收集流道。
具体实施方式
23.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
25.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“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
26.此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
27.本实施例提供一种适用于放射性水面的移动式撇沫器，结合图1至图2所示，移动式撇沫器包括移动装置和撇沫装置，撇沫装置设置在移动装置上，以通过移动装置带动撇沫装置在放射性水面移动，利用撇沫装置清理水面上的浮沫。
28.其中，撇沫装置包括聚拢装置和收集装置，移动装置上开设有与其移动方向平行的收集流道14，且收集流道14在移动装置前进方向的一端设有入口、另一端设有出口，聚拢装置和收集装置分别设置在收集流道14的入口和出口处。在移动装置移动的过程中，聚拢装置将水面的浮沫聚拢至收集流道14的入口处，并随着移动装置的前进，令聚拢后的浮沫进入收集流道14内，再沿着收集流道14进入收集装置中，实现对浮沫的自动收集功能。
29.在一些实施例中，聚拢装置包括两组旋转叶轮5，旋转叶轮5的轴线竖直设置，两组旋转叶轮5分别可转动地连接在收集流道14入口的两侧，两组旋转叶轮5通过电机带动相对转动，通过旋转叶轮5将周围区域水面中的浮沫加速驱动至收集流道14的入口处，令更多的浮沫较快的被收入收集流道14内，实现对浮沫的聚拢目的。
30.在一些实施例中，收集装置包括滤网6，滤网6设置为一端开口的筒状结构，滤网6的开口端连接在收集流道14的出口处，进入收集流道14的浮沫会随着移动装置的前进流入滤网6内部，从而将浮沫以及其他漂浮的杂物收集在滤网6内。
31.在一些实施例中，收集装置还可包括连接框架7，连接框架7为形状与收集流道14出口形状一致的环形框架，滤网6的开口端连接在连接框架7上，从而通过连接框架7固定滤网6的开口形状。并且，收集流道14出口的两侧还可设置有导轨8，导轨8固定在移动装置上，连接框架7通过两侧的导轨8可滑动地连接在移动装置上，且能够从两侧导轨8中拆下，以此能够使用一次性滤网6，对浮沫收集完成后，可直接将连接框架7从两个导轨8中拆下，使滤网6快速与移动装置分离，快速完成对滤网6以及浮沫的回收处理工作，缩短操作人员与放射源的接触时间。
32.进一步地，连接框架7与导轨8之间还可设置卡扣9，通过卡扣9对连接框架7进行固定，保证连接框架7在移动过程中的稳定性。连接框架7上还可设置提手10，便于对连接框架7的拆卸和安装工作。
33.在一些实施例中，移动装置包括推进舱1和控制舱2，推进舱1适于漂浮在水面上，控制舱2设置在推进舱1上方。
34.推进舱1内设有供电模块和推进模块，供电模块为整个撇沫器的运作供电，推进模块包括直流伺服电机、螺旋桨3和水平电动尾鳍4，螺旋桨3设有两组并可转动地连接在推进舱1的舱体底部，两组螺旋桨3分别连接在收集流道14出口的两侧，直流伺服电机与两组螺旋桨3连接，以带动两组螺旋桨3转动。水平电动尾鳍4同样设置在推进舱1的舱体底部，且水平电动尾鳍4位于两组螺旋桨3之间。在撇沫器运作时，螺旋桨3与水平电动尾鳍4均位于水下，可通过螺旋桨3的转动以及水平电动尾鳍4的摆动控制整个推进舱1的前进、转向以及尾部的下沉或上升动作，以带动撇沫装置更自由的在水面上移动。
35.控制舱2内设有环境感知模块11、吃水测量模块、无线通信模块和控制模块。环境
感知模块11由设置在控制舱2舱体顶部的摄像头和激光雷达构成，撇沫器工作时连续利用环境感知模块11进行激光扫描，生成平面周界图并确定自身位置坐标，然后进行清扫路径规划，再利用控制模块对应的控制直流伺服电机水平电动尾鳍4的运作控制推进舱1沿着路径运动，实现撇沫器对环境的自动扫查、水面自动避障、清理路径规划功能，并且，推进舱1的周边的四个边角处均可设置有软体滑轮12，避免推进舱1的碰撞和剐蹭。无线通信模块还能够支持操作人员采用遥控控制撇沫器的移动。吃水测量模块由设置在控制舱2舱体四周的多个液位传感器构成，控制器则根据舱体的吃水量控制水平电动尾鳍4摆动，调整推进舱1尾部的下沉或上升，以在清理过程中使推进舱1后方微微下沉，将滤网6开口上下对准水面，在撇沫器前进的同时，撇沫器前方的水面浮沫进入滤网6吸水口在水流作用下进行过滤，当撇沫器停止运动时滤网6开口上升，防止滤网6内垃圾外溢。
36.上述中推进舱1和控制舱2均采用与水池环境相容的不锈钢材料制作的密封结构，以构成辐射屏蔽层，可以对舱内设备起到良好的屏蔽效果，推进舱1内的直流伺服电机与螺旋浆之间可采用磁力耦合传动，保证推进舱1的密封性，进而保证撇沫器适用于放射性水面。推进舱1还可设置有两个舱体，推进舱1的两个舱体平行且间隔布置，利用推进舱1两个舱体的间隙形成上述的收集流道14。控制舱2的顶部还可设置提携挂钩13，能够通过池岸上的吊车系统对整个撇沫器进行起吊、转移和收放等工作。
37.上述中的移动式撇沫器，能够自行在核电厂的燃料水池和换料水池中规划路径和移动，并在移动过程中利用前侧的旋转叶轮5和后侧的滤网6将收集水面的浮沫或杂物，实现对水面的清理回收工作，具有清理速度快、清理效果好的优点，无需在核电厂内设置专用的撇沫回路，无需设置相关设备，降低了核电厂的初始造价，同时，更无需采用人工打捞的方式，缩短了工作人员处理时受辐射的时长，安全性更高。另外，通过密封结构设置的推进舱和控制舱，构成了辐射屏蔽层，从而对舱内的各个设备起到良好的屏蔽保护效果，可避免水中携带的放射性元素对内部设备造成辐射损坏，确保撇沫器的稳定运作。
38.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种适用于放射性水面的移动式撇沫器，其特征在于，包括移动装置和撇沫装置，所述移动装置适于在水面移动，所述移动装置上具有与其移动方向相平行的收集流道(14)，所述收集流道(14)在移动装置前进方向的一端设有入口、另一端设有出口，所述撇沫装置包括聚拢装置和收集装置，所述聚拢装置和所述收集装置分别设置在收集流道(14)的入口和出口处。2.根据权利要求1所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述聚拢装置包括两组旋转叶轮(5)，两组所述旋转叶轮(5)分别可转动地连接在收集流道(14)入口的两侧。3.根据权利要求1所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述收集装置包括滤网(6)，所述滤网(6)呈筒状结构且一侧开口设置，所述滤网(6)的开口连接在所述收集流道(14)的出口处。4.根据权利要求3所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述收集装置还包括连接框架(7)，所述滤网(6)的开口端连接在所述连接框架(7)上；所述收集流道(14)的出口两侧设有导轨(8)，所述连接框可拆卸的连接在两侧的导轨(8)上。5.根据权利要求4所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述连接框架(7)与所述导轨(8)之间设有卡扣(9)。6.根据权利要求4所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述连接框架(7)上设有提手(10)。7.根据权利要求1－6中任一项所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述移动装置包括推进舱(1)和控制舱(2)，所述推进舱(1)内设有电源模块和推进模块，所述控制舱(2)内设有环境感知模块(11)、吃水测量模块、无线通信模块和控制模块。8.根据权利要求7所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述推进舱(1)具有两个平行且间隔布置的舱体，两个所述舱体之间形成所述收集流道(14)。9.根据权利要求7所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述推进模块包括直流伺服电机、螺旋桨(3)和水平电动尾鳍(4)。10.根据权利要求7所述的移动式撇沫器，其特征在于，所述推进舱(1)和所述控制舱(2)均为密封结构。

技术总结
本发明提供一种适用于放射性水面的移动式撇沫器，属于核电水处理的技术领域，移动式撇沫器包括移动装置和撇沫装置，撇沫装置包括聚拢装置和收集装置，移动装置上开设有与其移动方向平行的收集流道，且收集流道在移动装置前进方向的一端设有入口、另一端设有出口，聚拢装置和收集装置分别设置在收集流道的入口和出口处。在移动装置移动的过程中，聚拢装置将水面的浮沫聚拢至收集流道的入口处，并随着移动装置的前进，令聚拢后的浮沫进入收集流道内，再沿着收集流道进入收集装置中，实现对浮沫的自动收集功能，既能缩短工作人员受辐射的时长，又避免了在厂房内设置撇沫回路，降低核电厂的初始造价。电厂的初始造价。电厂的初始造价。


技术研发人员：李杰 于沛 姚亦珺 王铁流 李博 刘亚光 张丽莹 王广飞 赵斌 丁亮 黄晨 陈铭
受保护的技术使用者：中国核电工程有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/6