[发明专利]一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法及装置

说明书

本发明涉及一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法及装置，属于辐射防护技术领域，所述方法包括以下步骤：确定气力输运装置的关键输入参数、关键输出参数以及关键输入参数的取值范围；建立气力输运装置的三维物理模型；对三维物理模型进行网格划分，得到气力输运装置的网格模型；根据设定的进气压力对网格模型进行CFD计算，得到气力输运装置在不同工况下的CFD计算结果；将不同工况下的CFD计算结果进行对比，确定最优文丘里管的并联结构和进气压力。本发明通过基于文丘里管原理，通过优化改进环形增压室和多文丘里管并联结构，能够远距离输运高密度颗粒状屏蔽物质，满足核电厂现场临时屏蔽装置的远距离构建需求。

技术领域

本发明属于辐射防护技术领域，具体涉及一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法及装置。

背景技术

在核电厂停堆检修期间，为了降低职业照射人员的集体剂量，在实施管理控制措施和使用个人防护装备之前，临时屏蔽装置等工程控制措施是职业人员辐射防护的首要手段。对于周围剂量率较高并且需要进行检修的辐射热点区域，在允许检修人员进入相关区域开展工作前，构建临时屏蔽装置是必须采取的防护措施，也是降低核电厂停堆检修期间工作人员受照剂量的一项重要措施。

常用的临时屏蔽装置一般都是由铅、钨等重金属构成的，质量相对较大，在实际使用过程中存在许多不足。针对这种情况，为了有效减小辐射防护人员在屏蔽安装作业中所受的集体剂量，需要一种可以实现远距离安装的新型临时屏蔽装置。

可远距离安装屏蔽装置的核心是高密度颗粒状屏蔽物质的远距离输运。目前市售气力输运装置可运载的颗粒物密度不超过6g/cm³，而γ屏蔽中常用的钨粒或铅粒密度高达18.5g/cm³，因此，需要对其结构进行重组和优化，以满足远距离输运高密度颗粒状屏蔽物质的需求。

发明内容

针对现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法及装置，该装置能够远距离输运高密度颗粒状屏蔽物质，满足核电厂现场临时屏蔽装置的远距离构建需求，从而有效减小辐射防护人员在屏蔽安装作业中所受的集体剂量。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法，所述方法包括以下步骤：

S1、确定气力输运装置的关键输入参数、关键输出参数以及所述关键输入参数的取值范围，所述关键输入参数包括位于气力输运装置的环形增压室外周的文丘里管的并联结构和进气压力，所述关键输出参数包括进气口负压度和出气口流速；

S2、基于所述文丘里管的并联结构取值范围建立所述气力输运装置的三维物理模型；

S3、对所述三维物理模型进行网格划分，得到所述气力输运装置的网格模型；

S4、根据设定的进气压力对所述网格模型进行CFD计算，得到所述气力输运装置在不同工况下的CFD计算结果；

S5、将所述不同工况下的CFD计算结果进行对比，确定最优文丘里管的并联结构和进气压力。

进一步，如上所述的一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法，步骤S1中所述文丘里管的并联结构取值范围为六组、八组或十组。

进一步，如上所述的一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法，步骤S1中所述进气压力的取值范围为2个标准大气压力、4个标准大气压力、6个标准大气压力、8个标准大气压力、10个标准大气压力或12个标准大气压力。

进一步，如上所述的一种高密度屏蔽物质颗粒气力输运装置的设计方法，步骤S2中通过建模软件建立所述气力输运装置的三维物理模型，所述三维物理模型包括六组并联、八组并联和十组并联文丘里管的气力输运装置三维物理模型。