核电放射性多滤芯自动装桶系统及方法

技术领域

本发明属于核电技术领域，具体涉及一种核电放射性多滤芯自动装桶系统及方法。

背景技术

核电厂工艺系统运行的放射性液体通过过滤器进行过滤净化，大部分放射性杂质将被过滤器截留，最终过滤器根据前后压差或表面剂量率更换。目前更换下来的放射性废过滤器在长期贮存前，采用装钢桶后进行水泥固定的处置工艺。

通常来讲，核电厂的废滤芯装如200L或者400L钢桶，钢桶大小最终由电厂设计的废物包贮存容器确定。每个钢桶装一个废滤芯，装完后送至对应的水泥固定装置进行水泥固定，固定完成暂存一定年限后最终送处置场贮存。

每个核电厂的滤芯一般有6寸、8寸、12寸、16寸等不同的规格，目前不同规格的滤芯都是单独装一个废物桶，造成最终废物包的体积较大，后续贮存的费用较高。也有个别电厂采用如一个400L钢桶内装多个4～8寸的滤芯，可减少最终废物包的体积，但是目前一是采用多滤芯装桶的电厂较少，此外，仅个别电厂采用多滤芯支架，操作人员根据摄像头手动装填的方式，操作不变，滤芯易倾倒或者无法准确就位。鉴于上述因素，亟需降低核电厂产生的废滤芯桶的数量，同时提升多滤芯装桶的安全性。

发明内容

为克服相关技术中存在的问题，提供了一种核电放射性多滤芯自动装桶系统及方法。

根据本公开实施例的一方面，提供一种核电放射性多滤芯自动装桶系统，所述系统包括：控制器、轨道、轨道车、第一激光传感器、第二激光传感器、定位支架、滤芯下降通道；

所述轨道车包括行走机构、旋转机构、辊道输送机构和钢桶定位传感器，定位支架设置在轨道的端部，定位支架上设置第一激光传感器和第二激光传感器，所述轨道的一端为对接位置与上游辊道系统连接，所述轨道的另一端设置定位支架，所述轨道两端之间的位置的正上方设置滤芯下降通道，所述滤芯下降通道用于输送核电厂的废弃滤芯，所述运输车设置在所述轨道上；

所述控制器控制所述行走机构运行，直至所述轨道车的辊道输送机构与上游辊道系统的辊道对接后，控制器控制辊道输送机构运行，使得上游辊道系统将已取盖且装有滤芯支架的钢桶输送至辊道输送机构上，直至所述钢桶在所述轨道车上定位，接着，控制器控制行走机构运行，直至运输车携带钢桶到达预设检测位置后，控制器执行检测操作，包括：控制器控制旋转机构运行带动所述钢桶旋转，钢桶旋转的过程中，若控制器检测到第一激光传感器发出的探测激光被一个挡片遮挡，则控制旋转机构停止运行，并检测第二激光传感器发出的探测激光是否被遮挡；所述控制器在检测到第二激光传感器发出的探测激光未被遮挡时，执行装填操作，包括：控制器控制轨道车到达正对滤芯下降通的预设装填位置后，控制滤芯下降通道输出一个滤芯，在滤芯掉落至正对的孔位后，控制器控制轨道车返回至预设检测位置，继续执行检测操作；

控制器在检测到第二激光传感器发出的探测激光被遮挡时，继续执行检测操作，直至控制器检测到全部孔位均已装填滤芯后，控制旋转机构停止运行，并控制轨道车带动钢桶返回对接上游辊道系统，将已装满滤芯的钢桶输送至上游系统处理。

在一种可能的实现方式中，所述滤芯支架为框架结构，每个孔位上开口处设置漏斗型结构。

在一种可能的实现方式中，所述系统包括多种滤芯支架，不同滤芯支架用于装填不同尺寸的滤芯。

在一种可能的实现方式中，所述系统还包括：摄像头；

所述摄像头设置在所述定位支架上，所述摄像头能够拍摄钢桶内的画面，所述控制器从摄像头获取图像数据。

在一种可能的实现方式中，所述运输车上表面为方形，上表面相对的第一侧边和第二侧边中，第二侧边设置抓持部件，上表面相对的第三侧边和第四侧边设置栏杆，所述轨道车未承载钢桶时，所述控制器控制所述轨道车的辊道输送机构与上游辊道系统的辊道对接，此时第一侧边接靠上游辊道系统的辊道，接着，控制器控制辊道输送机构运行，使得上游辊道系统将已取盖且装有滤芯支架的钢桶输送至辊道输送机构上，直至所述钢桶触发位于抓持部件的钢桶定位传感器后，控制器控制所述抓持部件抓持所述钢桶，并控制所述旋转机构旋转90°，从初始角度旋转至装载角度，使得运输车两侧的栏杆能够对钢桶在轨道上的直线运动进行限位；

在控制器检测到钢桶装填完毕后，控制轨道车返回至对接位置，控制旋转机构从装填角度旋转到初始角度与上游辊道系统的辊道对接，松开抓持部件，控制辊道输送机构运行将已装满滤芯的钢桶输送至上游系统处理。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种核电放射性多滤芯自动装桶方法，所述方法应用于上述系统中的控制器，所述方法包括以下顺序执行的步骤：

步骤100，所述控制器控制所述行走机构运行，直至所述轨道车的辊道输送机构与上游辊道系统的辊道对接；

步骤101，所述控制器控制辊道输送机构运行，使得上游辊道系统将已取盖且装有滤芯支架的钢桶输送至辊道输送机构上，直至所述钢桶在所述轨道车上定位；

步骤102，控制器控制行走机构运行，直至运输车携带钢桶到达预设检测位置后，控制器执行检测操作，包括：控制器控制旋转机构运行带动所述钢桶旋转，钢桶旋转的过程中，若控制器检测到第一激光传感器发出的探测激光被一个挡片遮挡，则控制旋转机构停止运行，并检测第二激光传感器发出的探测激光是否被遮挡；

步骤103，所述控制器在检测到第二激光传感器发出的探测激光未被遮挡时，执行装填操作，包括：控制器控制轨道车到达正对滤芯下降通的预设装填位置后，控制滤芯下降通道输出一个滤芯，在滤芯掉落至正对的孔位后，控制器控制轨道车返回至预设检测位置，继续执行检测操作；

步骤104，控制器在检测到第二激光传感器发出的探测激光被遮挡时，继续执行检测操作，直至控制器检测到全部孔位均已装填滤芯后，控制旋转机构停止运行，并控制轨道车带动钢桶返回对接上游辊道系统，将已装满滤芯的钢桶输送至上游系统处理。

在一种可能的实现方式中，步骤100还包括：

步骤1001，所述轨道车与上游辊道系统的辊道对接时第一侧边接靠上游辊道系统的辊道，控制器控制辊道输送机构运行，使得上游辊道系统将已取盖且装有滤芯支架的钢桶输送至辊道输送机构上，直至所述钢桶触发位于抓持部件的钢桶定位传感器后，控制器控制所述抓持部件抓持所述钢桶，并控制所述旋转机构旋转90°，从初始角度旋转至装载角度；

步骤104还包括：

步骤1041，在控制器检测到钢桶装填完毕后，控制轨道车返回至对接位置，控制旋转机构从装填角度旋转到初始角度与上游辊道系统的辊道对接，松开抓持部件，控制辊道输送机构运行将已装满滤芯的钢桶输送至上游系统处理。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。

本公开的有益效果在于：本公开的核电放射性多滤芯自动装桶系统中，采用传感器和控制系统，实现单废物桶多滤芯的自动装填，提升了操作人员手动装填的可靠性，降低了系统运行风险。每个钢桶采用多孔位的滤芯支架，由此可以一次性填装多个废弃滤芯，滤芯受到滤芯支架约束实现稳定整齐装填，大大节省了滤芯装填空间，且有效降低了滤芯倾倒的风险，高效安全。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电放射性多滤芯自动装桶系统的第一视角的示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种核电放射性多滤芯自动装桶系统的第二视角的示意图。

图3是根据一示例性实施例示出的一种滤芯支架的示意图。

图中：

1、轨道，2、轨道车，3、定位支架，4、第一激光传感器，

5、第二激光传感器，6、摄像头，7、滤芯下降通道，

8、上游辊道系统，9、滤芯支架；91，挡片。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

图1是根据一示例性实施例示出的一种核电放射性多滤芯自动装桶系统的第一视角的示意图，图2是根据一示例性实施例示出的一种核电放射性多滤芯自动装桶系统的第二视角的示意图，如图1和图2所示，所述系统包括：控制器(图中未示出)、轨道1、轨道车2、第一激光传感器4、第二激光传感器5、定位支架3、摄像头6、滤芯下降通道7；

所述轨道车2包括行走机构、旋转机构、辊道输送机构和钢桶定位传感器，定位支架3设置在轨道1的端部，定位支架3上设置第一激光传感器4、第二激光传感器5和摄像头6。所述轨道1的一端为对接位置与上游辊道系统8连接，所述轨道1的另一端设置定位支架3，所述轨道1两端之间的位置的正上方设置滤芯下降通道7，所述滤芯下降通道7用于输送核电厂的废弃滤芯，所述运输车设置在所述轨道1上。

所述运输车上表面为方形，上表面相对的第一侧边和第二侧边中，第二侧边设置抓持部件，上表面相对的第三侧边和第四侧边设置栏杆，所述轨道车2未承载钢桶时，所述控制器控制所述行走机构运行，使得所述轨道车2运行至所述轨道1的一端时，控制行走机构停止运行，使得所述辊道输送机构与上游辊道系统8的辊道对接，此时第一侧边接靠上游辊道系统8的辊道。控制器控制辊道输送机构运行，使得上游辊道系统8将已取盖且装有滤芯支架9的钢桶输送至辊道输送机构上，直至所述钢桶触发位于抓持部件的钢桶定位传感器，控制器控制辊道输送机构停止运行。接着，控制器控制所述抓持部件抓持所述钢桶，并控制所述旋转机构旋转90°，从初始角度旋转至装载角度，使得运输车两侧的栏杆能够对钢桶在轨道1上的直线运动进行限位。

在本公开中，钢桶定位传感器可以例如为激光传感器，在钢桶被输送至辊道输送机构上，且遮挡钢桶定位传感器发出的激光时，钢桶放置在辊道输送机构上的合适位置，钢桶定位传感器被触发；钢桶定位传感器可还以例如为接触传感器，在钢桶被输送至辊道输送机构上，且触碰钢桶定位传感器时，钢桶放置在辊道输送机构上的预设放置位置，钢桶定位传感器被触发。

在钢桶放置在轨道车2上的预设放置位置，且辊道输送机构停止运行后，控制器控制行走机构运行，使得运输车携带钢桶沿所述轨道1移动至轨道1另一端的预设检测位置，并控制行走机构停止运行。

图3是根据一示例性实施例示出的一种滤芯支架的示意图，如图3所示，所述钢桶内的滤芯支架9包括多个围绕钢桶轴线均匀分布的滤芯放置孔位(例如3个孔位，本公开对孔位的数量不做限定)，每个孔位一侧设置挡片91，所述钢桶位于预设检测位置时，第一激光传感器4发出的竖直方向的探测激光被一个挡片91遮挡时，第二激光传感器5发出的竖直方向的探测激光恰好照射该挡片91对应的孔位中，摄像头6能够拍摄钢桶内的画面，控制器从摄像头6获取图像数据，用于控制室的操作人员直接观察设备和多滤芯装填的运行状态。摄像头6的设置位置和观察角度可以根据工艺需要调整。

在轨道车2到达预设检测位置，且行走机构停止运行后，控制器执行检测操作，包括：控制器控制旋转机构运行带动所述钢桶旋转，钢桶旋转的过程中，若控制器检测到第一激光传感器4发出的探测激光被一个挡片91遮挡，则控制旋转机构停止运行，并检测第二激光传感器5发出的探测激光是否被遮挡。

所述控制器在检测到第二激光传感器5发出的探测激光未被遮挡时(指示该孔位未装填滤芯)，执行装填操作，包括：控制器控制行走机构运行，带动轨道车2从轨道1的另一端朝向轨道1的一端运动，直至轨道车2到达预设装填位置后，控制行走机构停止运行，其中，控制轨道车2位于预设装填位置时，轨道车2中未装填滤芯的孔位正对滤芯下降通道7的出口，轨道车2到达预设装填位置后，控制器控制滤芯下降通道7输出一个滤芯，在滤芯掉落至正对的孔位后，控制器控制轨道车2返回至预设检测位置，继续执行检测操作。

控制器在检测到第二激光传感器5发出的探测激光被遮挡时(指示该孔位已经装填滤芯)，继续执行检测操作，直至控制器检测到全部孔位均已装填滤芯后，控制旋转机构停止运行，并控制行走机构运行，使得轨道车2带动钢桶从轨道1的另一端返回至上游辊道系统8，控制轨道车2旋转机构从装填角度旋转到初始角度与上游辊道系统8的辊道对接，松开抓持部件，控制辊道输送机构运行将已装满滤芯的钢桶输送至上游系统处理。

在本公开中，轨道车可以设置长度绝对值编码器来实时采集轨道车行走的路程，控制器在获取轨道车行走的路程为预设长度时，判定轨道车行走至需要的位置(例如，需要的位置可以为预设检测位置、预设装填位置或上游辊道系统的对接位置中的任意一个位置)，控制行走机构停止运行；又如，轨道车可以设置距离传感器来实时采集轨道车与定位支架之间的距离，控制器在获取轨道车与定位支架之间的距离为预设长度时，判定轨道车行走至需要的位置，控制行走机构停止运行。轨道车还可以设置角度绝对值编码器来实时采集轨道车旋转的角度，由此控制轨道车在初始角度和装载角度之间旋转。

在一种可能的实现方式中，如图2所示，滤芯支架为框架结构，每个孔位上开口处设置漏斗型结构，用于对落入的滤芯进行导向。

在一种可能的实现方式中，所述系统包括多种滤芯支架，不同滤芯支架用于装填不同尺寸的滤芯。

本公开的核电放射性多滤芯自动装桶系统中，采用传感器和控制系统，实现单废物桶多滤芯的自动装填，提升了操作人员手动装填的可靠性，降低了系统运行风险。每个钢桶采用多孔位的滤芯支架，由此可以一次性填装多个废弃滤芯，以400L钢桶为例，每个钢桶可装4个4寸滤芯，或3个6寸滤芯，或3个8寸滤芯。滤芯受到滤芯支架约束实现稳定整齐装填，大大节省了滤芯装填空间，最终废物包的体积可减少为原来的1/4～1/3，且有效降低了滤芯倾倒的风险，高效安全。

在一种可能的实现方式中，提供一种核电放射性多滤芯自动装桶方法，所述方法应用于上述系统所述的控制器，所述方法包括以下顺序执行的步骤：

步骤100，所述控制器控制所述行走机构运行，直至所述轨道车的辊道输送机构与上游辊道系统的辊道对接；

步骤101，所述控制器控制辊道输送机构运行，使得上游辊道系统将已取盖且装有滤芯支架的钢桶输送至辊道输送机构上，直至所述钢桶在所述轨道车上定位；

步骤102，控制器控制行走机构运行，直至运输车携带钢桶到达预设检测位置后，控制器执行检测操作，包括：控制器控制旋转机构运行带动所述钢桶旋转，钢桶旋转的过程中，若控制器检测到第一激光传感器发出的探测激光被一个挡片遮挡，则控制旋转机构停止运行，并检测第二激光传感器发出的探测激光是否被遮挡；

步骤103，所述控制器在检测到第二激光传感器发出的探测激光未被遮挡时，执行装填操作，包括：控制器控制轨道车到达正对滤芯下降通的预设装填位置后，控制滤芯下降通道输出一个滤芯，在滤芯掉落至正对的孔位后，控制器控制轨道车返回至预设检测位置，继续执行检测操作；

步骤104，控制器在检测到第二激光传感器发出的探测激光被遮挡时，继续执行检测操作，直至控制器检测到全部孔位均已装填滤芯后，控制旋转机构停止运行，并控制轨道车带动钢桶返回对接上游辊道系统，将已装满滤芯的钢桶输送至上游系统处理。

在一种可能的实现方式中，步骤100还包括：

步骤1001，所述轨道车与上游辊道系统的辊道对接时第一侧边接靠上游辊道系统的辊道，控制器控制辊道输送机构运行，使得上游辊道系统将已取盖且装有滤芯支架的钢桶输送至辊道输送机构上，直至所述钢桶触发位于抓持部件的钢桶定位传感器后，控制器控制所述抓持部件抓持所述钢桶，并控制所述旋转机构旋转90°，从初始角度旋转至装载角度；

在一种可能的实现方式中，步骤104还包括：

步骤1041，在控制器检测到钢桶装填完毕后，控制轨道车返回至对接位置，控制旋转机构从装填角度旋转到初始角度与上游辊道系统的辊道对接，松开抓持部件，控制辊道输送机构运行将已装满滤芯的钢桶输送至上游系统处理。

关于上述方法的说明可参照上述系统的描述，在此不再赘述。

本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。

计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。

这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。

用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。

这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。

也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。