一種核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，包括用于產生激光的激光發(fā)生器、與所述激光發(fā)生器的激光輸出口相連的激光傳導裝置、與所述激光傳導裝置可相分離地相連的用于將所述激光傳導裝置的激光輸出口移動到所述污染物表面上方的機械手裝置、設置在所述目標材料附近的作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、用于回收已從所述目標材料上去除的放射性污染物的廢物回收系統(tǒng)。本實用新型激光清潔系統(tǒng)主要針對核電站建筑物表面、現場工裝及工具、核電站管道、泵、各種水池等易被放射性污染的構件（建筑物）表面實施放射性污染去污，可以快速降低作業(yè)對象的放射性水平同時實現作業(yè)對象的清潔。
【專利說明】—種核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于核電【技術領域】，具體涉及一種核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]隨著國內新一輪核電站機組建設高峰的來臨，國家對核電安全、核污染防護處理、應急處理、環(huán)境保護等的要求越來越高，相應的技術需求也越來越迫切，尤其是關系到核電安全的放射性污染去污處理技術的需求將越加迫切。在國家中長期科技發(fā)展綱要，優(yōu)先支持的重點領域中，都提到了核電環(huán)保安全防護問題，指出促進環(huán)保產業(yè)發(fā)展，重點研究適合我國國情的重大環(huán)保裝備及儀器設備，加大國產環(huán)保產品市場占有率，提高環(huán)保裝備技術水平及加強核設施和放射源安全監(jiān)管，確保核污染與輻射環(huán)境安全。
[0003]核電站在運行過程中，結構材料的腐蝕產物和一回路冷卻劑受中子活化形成放射性物質，傳送、分配、沉積在系統(tǒng)的管道、閥門和水泵的表面。隨著核電站服役時間的增長，這些放射性物質積累日益增多，導致系統(tǒng)輻射場增強，工作人員受輻照劑量增加。因此，需要定期或不定期進行放射性去污，保障電站安全運行，并降低運行人員集體輻射劑量。隨著國內核電站大規(guī)模建設及運行，亟需進行放射性去污的部件將越來越多。
[0004]目前通常采用的放射性去污方法基本分為機械-物理法和化學法，前者包括機械擦拭、高壓水沖洗等，后者主要以強酸、強堿溶液溶解表層氧化物。這些傳統(tǒng)去污方式效果有限，對使用場合和待清潔構件的形狀、尺寸也有一定的限制。這些去污方式通常會產生大量廢水、廢液；在去污對象上會存在放射性廢物殘留；在清潔的同時，會對構件表面產生二次污染，這會給后續(xù)放射性廢物處理與處置帶來極大困難。同時還有對基材造成腐蝕的風險，此外，這些清洗方式多為人工近距離操作，給操作人員帶來極大的健康威脅。

【發(fā)明內容】

[0005]本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，針對核電站建筑物表面、現場工裝及工具、核電站管道、泵、各種水池等易被放射性污染的構件(建筑物)表面實施放射性污染去污，可以快速降低作業(yè)對象的放射性水平同時實現作業(yè)對象的清潔。
[0006]為解決以上技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0007]核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，包括用于產生激光將目標材料上的放射性污染物去除的激光發(fā)生器、與所述激光發(fā)生器的激光輸出口相連的激光傳導裝置、設置在所述目標材料附近的作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及用于回收已從所述目標材料上去除的放射性污染物的廢物回收系統(tǒng)，所述激光傳導裝置用于傳輸由所述激光發(fā)生器產生的所述激光，所述激光清潔系統(tǒng)還包括與所述激光傳導裝置可相分離地相連的用于將所述激光傳導裝置的激光輸出口移動到所述放射性污染物表面上方的機械手裝置，所述激光發(fā)生器、所述作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和所述機械手裝置均與所述控制系統(tǒng)相連并均由所述控制系統(tǒng)控制工作。
[0008]所述機械手裝置包括與所述控制系統(tǒng)相連的移動基座、安裝在所述移動基座上的機械手，所述移動基座可移動地設置在地面上，所述移動基座和所述機械手均由所述控制系統(tǒng)控制工作。
[0009]所述激光發(fā)生器為脈沖頻率大于等于40kHz的高頻脈沖激光器，其激光平均功率大于等于500w。
[0010]所述激光傳導裝置為光纖光纜。
[0011]所述作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)包括用于實時監(jiān)控所述放射性污染物去污過程的清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置和用于實時監(jiān)測環(huán)境中放射性劑量的變化的放射性監(jiān)測裝置，所述清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置設置在所述激光傳導裝置的激光輸出口的附近，所述放射性監(jiān)測裝置具有監(jiān)測探頭，所述監(jiān)測探頭可移動地設置在所述目標材料附近。
[0012]所述廢物回收系統(tǒng)包括廢物回收裝置、一端與所述廢物回收裝置相連的廢物傳輸管，所述廢物傳輸管的另一端置于所述目標材料的上方，所述廢物回收裝置具有電機，當所述電機開啟時，所述激光清洗后的所述目標材料上的放射性污染物通過所述廢物傳輸管被吸入所述廢物回收裝置內。
[0013]所述廢物傳輸管的另一端連有吸口，所述吸口的大小為能夠覆蓋整個所述激光清潔作業(yè)區(qū)域。
[0014]所述激光傳導裝置的激光輸出口設置在所述吸口內，所述吸口隨著所述激光傳導裝置的激光輸出口的移動而移動。
[0015]所述廢物回收裝置內還具有過濾器，所述過濾器與所述廢物傳輸管相連。
[0016]所述激光清潔系統(tǒng)還包括一輛可移動的小車，所述激光發(fā)生器放置在所述小車上。
[0017]由于上述技術方案的實施，本實用新型與現有技術相比具有如下優(yōu)點:
[0018]本實用新型激光清潔系統(tǒng)通過激光去除放射性污染物，且通過機械手裝置移動激光傳導裝置的激光輸出口到達目標材料表面對上面的放射性污染物進行去污處理，機械手裝置由控制系統(tǒng)控制工作，實現激光清潔系統(tǒng)的遠程自動化操作，減少工作人員被輻照的風險。本激光清潔系統(tǒng)由于是采用激光清潔，在熱和輻射情況下具有良好的穩(wěn)定性，清潔過程中，不產生廢水，可以減少核電站放射性廢水的排放，且沒有化學作用過程，對核電站設備設施沒有腐蝕。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型激光清潔系統(tǒng)的結構示意圖；
[0020]圖中:1、激光發(fā)生器；2、控制系統(tǒng)；3、激光傳導裝置；4、移動基座；5、機械手；6、清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置；7、放射性監(jiān)測裝置；8、目標材料；9、放射性污染物；10、廢物回收裝置；11、廢物傳輸管；12、吸口 ；13、激光束；14、過濾器；15、電機。
【具體實施方式】
[0021]下面結合說明書附圖對本實用新型作進一步描述。
[0022]如附圖1所示，一種核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，包括用于產生激光將目標材料8上的放射性污染物9去除的激光發(fā)生器1、與激光發(fā)生器I的激光輸出口相連的激光傳導裝置3、設置在目標材料8附近的作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)2及用于回收已從所述目標材料8上去除的放射性污染物9的廢物回收系統(tǒng)10，激光傳導裝置3用于傳輸由激光發(fā)生器I產生的激光。本實用新型的激光清潔系統(tǒng)還包括與激光傳導裝置3可相分離地相連的用于將激光傳導裝置3的激光輸出口移動到放射性污染物9表面上方的機械手裝置。具體地，激光發(fā)生器I通過激光發(fā)生器控制線路與控制系統(tǒng)2相連、作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)通過作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)控制線路與控制系統(tǒng)2相連、機械手裝置通過機械手控制線路與控制系統(tǒng)2相連，控制系統(tǒng)2控制激光發(fā)生器1、作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和機械手裝置工作。
[0023]機械手裝置包括與控制系統(tǒng)2相連的移動基座4、安裝在移動基座4上的機械手5，移動基座4可移動地設置在地面上，移動基座4和機械手5均由控制系統(tǒng)2控制工作。
[0024]激光發(fā)生器I可以使用脈沖頻率為40kHz的高頻脈沖激光器，其激光平均功率為500w。激光傳導裝置3可以為光纖光纜。由于高頻脈沖激光有自限制效應，作業(yè)時目標材料8的溫升較低，目標材料8的損傷微小。
[0025]本實施例中，作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)包括用于實時監(jiān)控放射性污染物去污過程的清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置6和用于實時監(jiān)測環(huán)境中放射性情況的變化的放射性監(jiān)測裝置7。
[0026]清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置6采用CXD及紅外攝像裝置實時監(jiān)控激光清潔作業(yè)進程，將其設置在光纖光纜的激光輸出口附近，監(jiān)測激光纖光纜激光輸出口的移動情況，監(jiān)測激光清潔去污效果，通過清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置6反饋作業(yè)現場的實際情況，及時調整光纖光纜的激光輸出口的移動速率，在實現清潔的前提下，提高移動速率，改進清潔效率。
[0027]放射性監(jiān)測裝置7主要用于監(jiān)測激光清潔作業(yè)前、作業(yè)后去污目標材料8放射性劑量的變化及清潔作業(yè)時環(huán)境中放射性劑量的變化，放射性監(jiān)測裝置7具有監(jiān)測探頭，在進行清潔作業(yè)時，監(jiān)測探頭的位置隨清潔過程發(fā)生變換，如在清潔作業(yè)前，將監(jiān)測探頭置于放射性污染物9表面；完成清潔作業(yè)后，置于目標材料8表面；在進行清潔作業(yè)時，置于目標材料8附近，監(jiān)測周圍環(huán)境中放射性劑量的變化。
[0028]本實施例中，廢物回收系統(tǒng)包括廢物回收裝置10、一端與廢物回收裝置10相連的廢物傳輸管11，廢物傳輸管11的另一端置于目標材料8的上方，廢物回收裝置10具有電機15，當電機15開啟時，激光清洗后的目標材料8上的放射性污染物9通過廢物傳輸管11被吸入廢物回收裝置10內。如圖1所示，廢物傳輸管11的另一端連有吸口 12，吸口 12的大小為能夠覆蓋整個激光清潔作業(yè)區(qū)域。激光傳導裝置3的激光輸出口設置在吸口 12內，吸口 12隨著激光傳導裝置3的激光輸出口的移動而移動，如圖1所示，激光輸出口輸出的激光束13全部位于吸口 12內，這樣就可以減少放射性污染物彌散在空氣中。另外，還可以在激光進行放射性污染去污時，采用水或酒精噴灑在待去污作業(yè)表面，在顯著提高激光清潔去污效率的同時(表面覆蓋液體薄膜水、酒精等可以顯著提高去污效率)，還可以進一步減少去污產生的放射性污染物彌散在空氣中。
[0029]廢物回收裝置10內還可以設有過濾器14，過濾器14與廢物傳輸管11相連，過濾器14采用多層過濾材料制造，過濾后的空氣達到國家排放標準，過濾器14可以根據需要定期或定量更換，在過濾器14累積工作時間達到15天或吸口 12周圍的輻射劑量達到需要更換濾芯時就進行更換，更換下來的濾芯進行放射性固廢處理。
[0030]以上對本實用新型做了詳盡的描述，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本實用新型的內容并加以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍，凡根據本實用新型的精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，包括用于產生激光將目標材料上的放射性污染物去除的激光發(fā)生器、與所述激光發(fā)生器的激光輸出口相連的激光傳導裝置、設置在所述目標材料附近的作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及用于回收已從所述目標材料上去除的放射性污染物的廢物回收系統(tǒng)，所述激光傳導裝置用于傳輸由所述激光發(fā)生器產生的所述激光，其特征在于，所述激光清潔系統(tǒng)還包括與所述激光傳導裝置可相分離地相連的用于將所述激光傳導裝置的激光輸出口移動到所述放射性污染物表面上方的機械手裝置，所述激光發(fā)生器、所述作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)和所述機械手裝置均與所述控制系統(tǒng)相連并均由所述控制系統(tǒng)控制工作。
2.根據權利要求1所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述機械手裝置包括與所述控制系統(tǒng)相連的移動基座、安裝在所述移動基座上的機械手，所述移動基座可移動地設置在地面上，所述移動基座和所述機械手均由所述控制系統(tǒng)控制工作。
3.根據權利要求1所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述激光發(fā)生器為脈沖頻率大于等于40kHz的高頻脈沖激光器，其激光平均功率大于等于500wo
4.根據權利要求1所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述激光傳導裝置為光纖光纜。
5.根據權利要求1所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)包括用于實時監(jiān)控所述放射性污染物去污過程的清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置和用于實時監(jiān)測環(huán)境中放射性劑量的變化的放射性監(jiān)測裝置，所述清潔作業(yè)過程監(jiān)測裝置設置在所述激光傳導裝置的激光輸出口的附近，所述放射性監(jiān)測裝置具有監(jiān)測探頭，所述監(jiān)測探頭可移動地設置在所述目標材料附近。
6.根據權利要求1所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述廢物回收系統(tǒng)包括廢物回收裝置、一端與所述廢物回收裝置相連的廢物傳輸管，所述廢物傳輸管的另一端置于所述目標材料的上方，所述廢物回收裝置具有電機，當所述電機開啟時，所述激光清洗后的所述目標材料上的放射性污染物通過所述廢物傳輸管被吸入所述廢物回收裝置內。
7.根據權利要求6所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述廢物傳輸管的另一端連有吸口，所述吸口的大小為能夠覆蓋整個所述激光清潔作業(yè)區(qū)域。
8.根據權利要求7所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述激光傳導裝置的激光輸出口設置在所述吸口內，所述吸口隨著所述激光傳導裝置的激光輸出口的移動而移動。
9.根據權利要求6所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述廢物回收裝置內還具有過濾器，所述過濾器與所述廢物傳輸管相連。
10.根據權利要求1所述的核電站放射性污染去污用的激光清潔系統(tǒng)，其特征在于，所述激光清潔系統(tǒng)還包括一輛可移動的小車，所述激光發(fā)生器放置在所述小車上。
【文檔編號】B08B13/00GK203635552SQ201420016341
【公開日】2014年6月11日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2014年1月10日
【發(fā)明者】陳國星, 覃恩偉, 姚智猛, 羅勁松, 尹嵩, 吳樹輝, 劉資平, 馮金才, 陳健菠, 董云飛, 史一嶺, 胡金力, 黃騫, 葉林, 劉澤坤 申請人:蘇州熱工研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司