阅读说明：本技术 地下核电辐射免疫型救援平台 (Underground nuclear power radiation immunity type Succor plain stage ) 是由 钮新强 张涛 刘海波 潘霄 张鹏 刘一亮 苏毅 李德 张铭 张发印 于 2019-09-06 设计创作，主要内容包括：本发明涉及地下核电站技术领域,公开了一种地下核电辐射免疫型救援平台,包括通过气动管相连的控制台和执行平台,控制台包括与气动管连接的气源设备及控制气源设备供气的操作模块,执行平台包括行进模块和设在行进模块上的装载平台,装载平台上设有与气动管连接的气动控制模块、接收气动控制模块信号输出的气电转化控制模块及机械操作手。本发明一种地下核电辐射免疫型救援平台,从设计原理上克服强核辐射的影响,增加连续作用时间,提高工作效率。(The present invention relates to underground nuclear power station technical fields, disclose a kind of underground nuclear power radiation immunity type Succor plain stage, including the console being connected by pneumatic tube and execute platform, console includes the operation module of the air machinery connecting with pneumatic tube and control air machinery gas supply, execute the loading platform that platform includes traveling module and is located in traveling module, the pneumoelectric conversion control module and machinery operator that loading platform is equipped with the Pneumatic control module connecting with pneumatic tube, receives the output of Pneumatic control module signal.A kind of underground nuclear power radiation immunity type Succor plain stage of the present invention, overcomes the influence of strong nuclear radiation from design principle, increases the continuous action time, improves working efficiency.)

地下核电辐射免疫型救援平台

技术领域

本发明涉及地下核电站技术领域，具体涉及一种地下核电辐射免疫型救援平台。

背景技术

在核电站严重事故中，堆芯熔融物喷出压力容器，带放射性的堆芯碎片、腐蚀产物等在安全壳内产生强烈的背景核辐射，此时，致命的辐射使安全壳内成为人类禁区。特别是地下核电发生核事故时，周围岩体因放射性微粒沉积而成为新的辐射源，同等条件下，洞室的辐射强度要远高于地面。而此时因实施事故救援、事故缓解等需要，必须向安全区内派出救援装置以便对安全壳内的状况进行调查和评估。

但是穿透能力强的核辐射(伽马射线、中子射线等)往往会干扰电子元器件的正常工作，特别是会严重损伤半导体元器件。核辐射与电子元器件半导体作用后，会通过位移效应、电离效应和表面效应等严重损伤半导体晶格，进而造成电子元器件的失效。

如日本福岛核电站事故中，2017年2月9日，东京电力公司向福岛第一核电站2号机组内部投放了机器人，测得2号机组安全壳内辐射最高值再创新高，达到650希沃特每小时。受高辐射影响，机器人在作业约两小时后不堪重负，此时它在安全壳内只行进了一米左右，严重影响事故救援和评估。

中国实用新型专利申请(公开日：2017年02月22日、公开号：CN205964376U)公开了一种核辐射和放射性事故应急处理小车，利用电信号控制模块控制小车的各种动作，为防止核辐射影响救援小车控制芯片的正常使用，通常在关键控制芯片外加一层辐射屏蔽材料，但当环境辐射强度过大时，为达到防护目的，所需要的辐射屏蔽材料将急剧增厚，严重影响救援小车的使用。在福岛事故调查中，以典型的放射性核素铯137污染为例，辐射水平若要从650希沃特每小时降至可接受范围，机器人采用铅做屏蔽时，其铅厚度将达到二十厘米以上，而这从设计上和使用上都是不可接受的。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种地下核电辐射免疫型救援平台，从设计原理上克服强核辐射的影响，增加连续作用时间，提高工作效率。

为实现上述目的，本发明所设计的地下核电辐射免疫型救援平台，包括通过气动管相连的控制台和执行平台，所述控制台包括与所述气动管连接的气源设备及控制所述气源设备供气的操作模块，所述执行平台包括行进模块和设在所述行进模块上的装载平台，所述装载平台上设有与所述气动管连接的气动控制模块、接收所述气动控制模块信号输出的气电转化控制模块及机械操作手；

所述气动控制模块包括沿所述气动管气流方向依次与所述气动管连接的N个支管，所述支管均与所述气电转化控制模块连接，所述气动管与第一个所述支管连接的点位上游设有允许气体正向流动的逆止阀，相邻两个所述支管与气动管连接的点位之间均设有背压阀，每个所述支管上均设有先导控制阀，相邻两个所述支管中，下游的所述支管上的先导控制阀的下游端均通过气管与上游的所述支管上的先导控制阀的控制端连通，所述气管上设有允许下游端气体通过的逆止阀，第N个所述支管上的先导控制阀的下游端还通过气管与第一至第N-2个所述支管上的先导控制阀的控制端相连，且所述气管上均设有允许第N个所述支管上的先导控制阀的下游端的气体通过的逆止阀，所述气动管上背压阀的设定压力沿气流方向依次增大；所述气电转化控制模块接收所述气动控制模块的信号输出，并输出强电动力源；所述机械操作手接收所述气电转化控制模块输出的强电动力源并进行动作；所述行进模块接收所述气电转化控制模块输出的强电动力源并进行动作。

优选地，所述装载平台上还设有前置探测模块，所述前置探测模块接收所述气电转化控制模块输出的强电动力源并进行动作，便于对事故地内部进行探测。

优选地，所述气动管的弯曲半径不大于10厘米，便于救援平台灵活、方便地行进。

优选地，所述气动管与所述气源设备之间通过快速接头连接，连接方便。

优选地，第N个所述支管上的先导控制阀的下游端通过气管(6)与第一所述支管上的先导控制阀的控制端相连，所述气管(6)沿第N个所述支管上的先导控制阀的下游端的气流方向依次设有N-2个逆止阀，N-2个所述逆止阀的出口端沿气流方向依次与第N-2、第N-3、…、第二个、第一个所述支管上的先导控制阀的控制端相连，减少了所述气管的用量。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、利用不同压力的空气作为信号系统控制救援平台的强电动力源，从而控制救援平台动作，无电子控制系统，免疫核辐射，从原理上杜绝了因核辐射干扰电子控制系统造成救援平台失效的可能；

2、结构简单，无特殊材料要求。通过空气控制强电动力源，避免直接采用气动源做动力，降低了气动系统对材料强度的要求，减轻了系统重量，提高了系统动力。

附图说明

图1为本发明地下核电辐射免疫型救援平台的结构示意图；

图2为图1中气动控制模块一种实施例的结构示意图。

图中各部件标号如下：

气动管1、气源设备2、操作模块3、行进模块4、装载平台5、气管6、快速接头7、第一支管11、第二支管12、第三支管13、第四支管14、第五支管15、气动控制模块51、气电转化控制模块52、机械操作手53、前置探测模块54、零号逆止阀100、第一逆止阀101、第二逆止阀102、第三逆止阀103、第四逆止阀104、第五逆止阀105、第六逆止阀106、第七逆止阀107、第一背压阀111、第二背压阀112、第三背压阀113、第四背压阀114、第一先导控制阀121、第二先导控制阀122、第三先导控制阀123、第四先导控制阀124、第五先导控制阀125。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明地下核电辐射免疫型救援平台，包括通过气动管1相连的控制台和执行平台，气动管1的弯曲半径不大于10厘米，控制台包括与气动管1连接的气源设备2及控制气源设备2供气的操作模块3，气动管1与气源设备2之间通过快速接头7连接，执行平台包括行进模块4和设在行进模块4上的装载平台5，装载平台5上设有与气动管4连接的气动控制模块51、接收气动控制模块51信号输出的气电转化控制模块52、前置探测模块54及机械操作手53，气电转化控制模块52接收气动控制模块51的信号输出，并输出强电动力源；机械操作手53接收气电转化控制模块52输出的强电动力源并进行动作；行进模块4接收气电转化控制模块52输出的强电动力源并进行动作；前置探测模块54接收气电转化控制模块52输出的强电动力源并进行动作。

其中，气动控制模块51包括沿气动管1气流方向依次与气动管1连接的N个支管，支管均与气电转化控制模块7连接，气动管1与第一个支管连接的点位上游设有允许气体正向流动的逆止阀，相邻两个支管与气动管1连接的点位之间均设有背压阀，每个支管上均设有先导控制阀，相邻两个支管中，下游的支管上的先导控制阀的下游端均通过气管6与上游的支管上的先导控制阀的控制端连通，气管6上设有允许下游端气体通过的逆止阀，第N个支管上的先导控制阀的下游端还通过气管6与第一至第N-2个支管上的先导控制阀的控制端相连，且气管6上均设有允许第N个支管上的先导控制阀的下游端的气体通过的逆止阀，气动管1上背压阀的设定压力沿气流方向依次增大。

本实施例具体如图2所示，气动控制模块51包括沿气动管1气流方向依次与气动管1连接的第一支管11、第二支管12、第三支管13、第四支管14和第五支管15，四个支管均与气电转化控制模块7连接，气动管1与第一支管11连接点位的上游设有零号逆止阀100，第一支管11和第二支管12与气动管1连接点位之间设有第一背压阀111，第二支管12和第三支管13与气动管1连接点位之间设有第二背压阀112，第三支管13和第四支管14与气动管1连接点位之间设有第三背压阀113，第四支管14和第五支管15与气动管1连接点位之间设有第四背压阀114，另外，第一支管11上设有第一先导控制阀121，第二支管12上设有第二先导控制阀122，第三支管13上设有第三先导控制阀123，第四支管14上设有第四先导控制阀124，第五支管15上设有第五先导控制阀125，第二先导控制阀122的下游端通过气管6与第一先导控制阀121的控制端连通，且该段气管6上设有第一逆止阀101，第三先导控制阀123的下游端通过气管6与第二先导控制阀122的控制端连通，且该段气管6上设有第二逆止阀102，第四先导控制阀124的下游端通过气管6与第三先导控制阀123的控制端连通，且该段气管6上设有第三逆止阀103，第五先导控制阀125的下游端通过气管6与第四先导控制阀124的控制端连通，且该段气管6上设有第四逆止阀104，第五先导控制阀125的下游端还通过气管6与第一先导控制阀121的控制端连通，该段气管6沿第五先导控制阀125的下游端的气流方向依次设有第五逆止阀105、第六逆止阀106和第七逆止阀107，第五逆止阀105的出口端与第三先导控制阀123的控制端连通，第六逆止阀106的出口端与第二先导控制阀122的控制端连通。

在本实施例中，第一背压阀111、第二背压阀112、第三背压阀113和第四背压阀114的设定压力依次增加，设第一背压阀111的设定压力为P1，设第二背压阀112的设定压力为P2，设第三背压阀113的设定压力为P3，设第四背压阀114的设定压力为P4，则P1<P2<P3<P4，本实施例中，设定P1＝0.2Mpa，P2＝0.4Mpa，P3＝0.6Mpa，P4＝0.8Mpa。

另外，本实施例中，气动管1采用耐高压、耐磨损、耐辐射的改性塑料制成，如改性聚氨酯、改性聚醚等，使气动管更适合工作在高辐射的救援环境。

本实施例使用时，控制台位于场外，操作人员通过操作模块3远程控制执行平台的操作。系统启动时，通过气源设备2向气动管1供应一定压力的空气，空气进入气动控制模块51后，通过零号逆止阀100，当供应气压小于第一背压阀111设定压力P1时，第一背压阀111关闭，第一先导控制阀121因控制端无输入压力而保持开启状态，第一支管11开启，其它支管关闭；

当供应气压大于第一背压阀111设定压力P1且小于第二背压阀112设定压力P2时，第一背压阀111开启，第二背压阀112关闭，第二先导控制阀122因控制端无输入压力而保持开启状态，压力通过第一逆止阀101正向传递至第一先导控制阀121控制端，将第一先导控制阀121关闭，同时第七逆止阀107逆向关闭，此时，仅有第二支管12开启，其它支管关闭；

当供应气压大于第二背压阀112设定压力P2且小于第三背压阀113设定压力P3时，第一背压阀111开启，第二背压阀112开启，第三背压阀113关闭，第三先导控制阀123因控制端无输入压力而保持开启状态，压力通过第二逆止阀102正向传递至第二先导控制阀122控制端，将第二先导控制阀122关闭，同时压力通过第二逆止阀102和第七逆止阀107正向传递至第一先导控制阀121控制端，将第一先导控制阀121关闭，同时第六逆止阀106逆向关闭，此时，仅有第三支管13开启，其它支管关闭；

当供应气压大于第三背压阀113设定压力P3且小于第四背压阀114设定压力P4时，第一背压阀111开启，第二背压阀112开启，第三背压阀113开启，第四背压阀114关闭，第四先导控制阀124因控制端无输入压力而保持开启状态，压力通过第三逆止阀103正向传递至第三先导控制阀123控制端，将第三先导控制阀123关闭，同时压力通过第三逆止阀102和第六逆止阀106正向传递至第二先导控制阀122控制端，将第二先导控制阀122关闭，压力通过第三逆止阀102、第六逆止阀106、第七逆止阀107正向传递至第一先导控制阀121控制端，将第一先导控制阀121关闭，同时第五逆止阀105逆向关闭，此时，仅有第四支管14开启，其它支管关闭；

当供应气压大于第四背压阀1143设定压力P4时，第一背压阀111开启，第二背压阀112开启，第三背压阀113开启，第四背压阀114开启，同时，第五先导控制阀125开启，压力通过第四逆止阀104、第五逆止阀105、第六逆止阀106和第七逆止阀107分别传递至第四先导控制阀124、第三先导控制阀123、第二先导控制阀122和第一先导控制阀121的控制端，将第四先导控制阀124、第三先导控制阀123、第二先导控制阀122和第一先导控制阀121全部关闭，此时，仅有第五支管15开启，其它支管关闭。

气动控制模块51可以按以上规律扩展出更多支路，每一支路均可作为驱动信号，通过气电转化控制模块52驱动强电动力源控制执行平台动作，如第一支管11和第二支管12控制行进模块4运动，第三支管13和第四支管14控制机械操作手53的动作，第五支管15控制前置探测模块54的动作等。

本发明地下核电辐射免疫型救援平台，利用不同压力的空气作为信号系统控制救援平台的强电动力源，从而控制救援平台动作，无电子控制系统，免疫核辐射，从原理上杜绝了因核辐射干扰电子控制系统造成救援平台失效的可能；结构简单，无特殊材料要求。通过空气控制强电动力源，同时，本发明避免直接采用气动源做动力，降低了气动系统对材料强度的要求，减轻了系统重量，提高了系统动力。同时，在救援要求不高，设备装载轻的情况下，也可用空气做控制信号的同时，直接以气压做动力，可简化装置构成。