一种核辐射环境水下修复系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种核辐射环境水下修复系统及方法，涉及核设施运维技术领域，针对目前核设施水下修复设备功能单一难以满足水下检测修复需求的问题，建立核辐射环境水下修复所用的系统，形成了水下定位、水下检测、水下坡口成形、水下焊接增材、水下打磨吸尘全流程系统性的修复流程，完成各类设备和技术的集成应用，提高了核辐射环境水下修复的全面性和完整性，满足对水下设施的检测和修复需求。满足对水下设施的检测和修复需求。满足对水下设施的检测和修复需求。

【技术实现步骤摘要】
一种核辐射环境水下修复系统及方法


[0001]本专利技术涉及核设施运维
，具体涉及一种核辐射环境水下修复系统及方法。

技术介绍

[0002]核设施中有很多水下设备和构件，在运维过程中，经过长期高温高压、水下侵泡、核辐射等各种工况的影响，设备和构件的主材或焊缝容易产生各类缺陷或损伤，需进行必要的修复工作，来提高核设施设备和构件的可用性和安全性。在现有技术中，针对核辐射环境水下设备和构件的修复，典型的有采用排干水后，在干式环境下对缺陷进行修复，如核电厂乏燃料水池钢覆面焊接缺陷的修复。这种修复方式，一是需要排水，造成修复时间过长，同时在不具备排水条件的情况下(如乏燃料需要水进行冷却和防止临界)，无法进行修复作业；同时没有水的屏蔽，容易使人员遭受核辐射，造成人员健康风险。
[0003]针对特定修复需求，采用固定式台架或单一用途的修复工具进行修复作业，如中国专利技术专利(申请号：202011505540.7)中公开了“核电站乏燃料组件立式电火花水下切割装置”，其仅适用于乏燃料组件的切割；如中国专利技术专利(申请号：CN202111254703.3)中公开了“一种辐照考验管水下切割装置”，适用的范围为针对性很强的辐照考验管切割作业。修复对象和环境稍有变化，则原来的修复方法和设备不能适用，这种修复方式，缺乏通用性和灵活性。
[0004]还有部分采用的类似工业通用机器人用于核辐射环境水下作业，对防辐射设计缺少针对性的考量，同时，现有技术中，对核辐射环境水下修复缺少系统性的方法和步骤，仅针对单一应用需求进行作业，而核设施水下修复涉及水下检测、焊接、成形、打磨吸尘及定位等一系列的技术集成，目前单一的检测、焊接、切割等应用，难以满足水下检测修复的需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种核辐射环境水下修复系统及方法，建立核辐射环境水下修复所用的系统，形成了水下定位、水下检测、水下坡口成形、水下焊接增材、水下打磨吸尘全流程系统性的修复流程，完成各类设备和技术的集成应用，提高了核辐射环境水下修复的全面性和完整性，满足对水下设施的检测和修复需求。
[0006]本专利技术的第一目的是提供一种核辐射环境水下修复系统，采用以下方案：
[0007]水下缺陷检测装置，用于水下检测目标对象的设定区域，获取缺陷特征信息；
[0008]水下定位装置，用于依据特征信息获取缺陷位置信息；
[0009]水下载具平台，其上搭载机械臂和多个作业头，机械臂末端可拆卸配合作业头，以进行水下修复作业；
[0010]控制器，通过线缆分别接入水下缺陷检测装置、水下定位装置和水下载具平台。
[0011]进一步地，所述水下缺陷检测装置包括缺陷检测探头，缺陷检测探头通过交变磁
场检测目标对象设定区域。
[0012]进一步地，所述水下定位装置包括双目视觉识别组件，通过线缆调节双目视觉识别组件水下深度和与控制器进行通信。
[0013]进一步地，所述水下载具平台设有推进组件和吸附组件，机械臂与作业头均随水下载具平台共同移动，推进组件驱动水下载具平台调整水下姿态和位置，吸附组件用于吸附检测对象以约束水下载具平台位置。
[0014]进一步地，所述水下载具平台上搭载有水下焊接坡口成形作业头、水下激光焊接作业头和水下打磨吸尘作业头，机械臂为多自由度的水下多功能机械臂。
[0015]进一步地，所述机械臂末端设有用于配合作业头的适配器接口，机械臂末端的适配器接口同时至多配合一个作业头。
[0016]进一步地，所述水下激光焊接作业头采用集成排水罩的局部干法激光焊接头，机械臂通过水下载具平台的线缆接入控制器。
[0017]进一步地，所述线缆配合有收放组件，收放组件连接控制器，以调节水下检测装置的水下位置；所述水下缺陷检测装置、水下定位装置和水下载具平台均做防水和防辐射布置。
[0018]本专利技术的第二目的是提供一种利用如第一目的所述核辐射环境水下修复系统的修复方法，包括：
[0019]水下缺陷检测装置历遍目标对象的目标区域，获取缺陷特征信息，并通过水下定位装置获取缺陷位置信息；
[0020]水下载具平台移动至目标对象待修复缺陷位置，调整机械臂姿态并配合相应的作业头；
[0021]机械臂驱动作业头对缺陷位置进行修复，修复完成后通过水下缺陷检测装置对修复位置进行检测；
[0022]若缺陷修复满足要求，进行下一缺陷位置修复；若缺陷修复不满足要求，则重新对该缺陷位置进行修复。
[0023]进一步地，通过更换机械臂上的作业头，对缺陷位置进行不同的修复作业，在修复完成后进行检测。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0025](1)针对目前核设施水下修复设备功能单一难以满足水下检测修复需求的问题，建立核辐射环境水下修复所用的系统，形成了水下定位、水下检测、水下坡口成形、水下焊接增材、水下打磨吸尘全流程系统性的修复流程，完成各类设备和技术的集成应用，提高了核辐射环境水下修复的全面性和完整性，满足对水下设施的检测和修复需求。
[0026](2)其水下接触、接近核辐射的零部件都具有防水和防辐射屏蔽双重设计，因此人员可在辐射安全区远程控制设备和装置在水下作业，提高了人员安全。同时核设施可不排水进行修复作业，提高了系统的可用性。
[0027](3)采用可运动重型载具平台，搭载多功能机械臂，配置统一的适配器接口，可根据作业需求，安装不同功能的作业头，使整个系统具有通用性和灵活性，完成不同工况的修复需求，避免了功能用途单一的缺点。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1为本专利技术实施例1或2中核辐射环境水下修复系统的结构示意图。
[0030]图2为本专利技术实施例1或2中水下修复系统的工作流程示意图。
具体实施方式
[0031]实施例1
[0032]本专利技术的一个典型实施例中，如图1
‑
图2所示，给出一种核辐射环境水下修复系统。
[0033]如图1所示核辐射环境水下修复系统，包括水下缺陷检测装置、水下载具平台、水下多功能机械臂、水下焊接坡口成形作业头、水下激光焊接作业头、水下打磨吸尘作业头以及水下定位装置。
[0034]同时，水下缺陷检测装置，用于水下检测目标对象的设定区域，获取缺陷特征信息；水下定位装置，用于依据特征信息获取缺陷位置信息；水下载具平台，其上搭载机械臂和多个作业头，机械臂末端可拆卸配合作业头，以进行水下修复作业；通过控制器对上述各个装置组件进行控制，控制器通过线缆分别接入水下缺陷检测装置、水下定位装置和水下载具平台。
[0035]本实施例中，控制器可以采用远程操作终端，布置在水上环境，同时，还配置有线缆收放组件、照明等辅助装置；在工作时，水上设施与水下装置通过线缆进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种核辐射环境水下修复系统，其特征在于，包括：水下缺陷检测装置，用于水下检测目标对象的设定区域，获取缺陷特征信息；水下定位装置，用于依据特征信息获取缺陷位置信息；水下载具平台，其上搭载机械臂和多个作业头，机械臂末端可拆卸配合作业头，以进行水下修复作业；控制器，通过线缆分别接入水下缺陷检测装置、水下定位装置和水下载具平台。2.如权利要求1所述的核辐射环境水下修复系统，其特征在于，所述水下缺陷检测装置包括缺陷检测探头，缺陷检测探头通过交变磁场检测目标对象设定区域。3.如权利要求1所述的核辐射环境水下修复系统，其特征在于，所述水下定位装置包括双目视觉识别组件，通过线缆调节双目视觉识别组件水下深度和与控制器进行通信。4.如权利要求1所述的核辐射环境水下修复系统，其特征在于，所述水下载具平台设有推进组件和吸附组件，机械臂与作业头均随水下载具平台共同移动，推进组件驱动水下载具平台调整水下姿态和位置，吸附组件用于吸附检测对象以约束水下载具平台位置。5.如权利要求1所述的核辐射环境水下修复系统，其特征在于，所述水下载具平台上搭载有水下焊接坡口成形作业头、水下激光焊接作业头和水下打磨吸尘作业头，机械臂为多自由度的水下多功能机械臂。...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄然，黄祥明，邵长磊，卞向南，贺小明，申思行，陈祖盼，张艳婷，张晓春，徐道平，翁志敏，黄国军，梅乐，张俊宝，谢晶晶，周媛，张振雨，沈光耀，
申请(专利权)人：上海核工程研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：