[發明專利]一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法及裝置

有效

• 申請號: 202110370772.4
• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113128089B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 韓毅;陳法國;李國棟;梁潤成;楊明明
• 申請（專利權）人: 中國輻射防護研究院
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/28;G06T17/20;G06F119/14
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

本發明涉及一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法及裝置，屬于輻射防護技術領域，所述方法包括以下步驟：確定氣力輸運裝置的關鍵輸入參數、關鍵輸出參數以及關鍵輸入參數的取值范圍；建立氣力輸運裝置的三維物理模型；對三維物理模型進行網格劃分，得到氣力輸運裝置的網格模型；根據設定的進氣壓力對網格模型進行CFD計算，得到氣力輸運裝置在不同工況下的CFD計算結果；將不同工況下的CFD計算結果進行對比，確定最優文丘里管的并聯結構和進氣壓力。本發明通過基于文丘里管原理，通過優化改進環形增壓室和多文丘里管并聯結構，能夠遠距離輸運高密度顆粒狀屏蔽物質，滿足核電廠現場臨時屏蔽裝置的遠距離構建需求。

技術領域

本發明屬于輻射防護技術領域，具體涉及一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法及裝置。

背景技術

在核電廠停堆檢修期間，為了降低職業照射人員的集體劑量，在實施管理控制措施和使用個人防護裝備之前，臨時屏蔽裝置等工程控制措施是職業人員輻射防護的首要手段。對于周圍劑量率較高并且需要進行檢修的輻射熱點區域，在允許檢修人員進入相關區域開展工作前，構建臨時屏蔽裝置是必須采取的防護措施，也是降低核電廠停堆檢修期間工作人員受照劑量的一項重要措施。

常用的臨時屏蔽裝置一般都是由鉛、鎢等重金屬構成的，質量相對較大，在實際使用過程中存在許多不足。針對這種情況，為了有效減小輻射防護人員在屏蔽安裝作業中所受的集體劑量，需要一種可以實現遠距離安裝的新型臨時屏蔽裝置。

可遠距離安裝屏蔽裝置的核心是高密度顆粒狀屏蔽物質的遠距離輸運。目前市售氣力輸運裝置可運載的顆粒物密度不超過6g/cm³，而γ屏蔽中常用的鎢粒或鉛粒密度高達18.5g/cm³，因此，需要對其結構進行重組和優化，以滿足遠距離輸運高密度顆粒狀屏蔽物質的需求。

發明內容

針對現有技術中所存在的問題，本發明的目的在于提供一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法及裝置，該裝置能夠遠距離輸運高密度顆粒狀屏蔽物質，滿足核電廠現場臨時屏蔽裝置的遠距離構建需求，從而有效減小輻射防護人員在屏蔽安裝作業中所受的集體劑量。

為達到以上目的，本發明采用的一種技術方案是：一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法，所述方法包括以下步驟：

S1、確定氣力輸運裝置的關鍵輸入參數、關鍵輸出參數以及所述關鍵輸入參數的取值范圍，所述關鍵輸入參數包括位于氣力輸運裝置的環形增壓室外周的文丘里管的并聯結構和進氣壓力，所述關鍵輸出參數包括進氣口負壓度和出氣口流速；

S2、基于所述文丘里管的并聯結構取值范圍建立所述氣力輸運裝置的三維物理模型；

S3、對所述三維物理模型進行網格劃分，得到所述氣力輸運裝置的網格模型；

S4、根據設定的進氣壓力對所述網格模型進行CFD計算，得到所述氣力輸運裝置在不同工況下的CFD計算結果；

S5、將所述不同工況下的CFD計算結果進行對比，確定最優文丘里管的并聯結構和進氣壓力。

進一步，如上所述的一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法，步驟S1中所述文丘里管的并聯結構取值范圍為六組、八組或十組。

進一步，如上所述的一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法，步驟S1中所述進氣壓力的取值范圍為2個標準大氣壓力、4個標準大氣壓力、6個標準大氣壓力、8個標準大氣壓力、10個標準大氣壓力或12個標準大氣壓力。

進一步，如上所述的一種高密度屏蔽物質顆粒氣力輸運裝置的設計方法，步驟S2中通過建模軟件建立所述氣力輸運裝置的三維物理模型，所述三維物理模型包括六組并聯、八組并聯和十組并聯文丘里管的氣力輸運裝置三維物理模型。