2025年11月14日,湖南汉华京电清洁能源科技有限公司副总经理费邑辉在深圳核博会核电厂冷源安全论坛发表《桩基抽吸研发应用及收网技术研究》主旨报告。

分享者介绍了公司在核工业装备领域的研发背景,并重点说明了装机抽吸装置和网兜收放装置两项科研工作。抽吸装置通过无阻塞泵、真空辅助和自动控制提升了吸程、抗堵塞和运行可靠性;收放装置则以移动式、滚筒卷扬方案提高网兜和平网更换效率、降低维护成本。最后还提出了柔性旋转网、横断面拦截网、抽吸辅助平台和移动抽吸小车等后续应用设想。

关键点
1. 分享背景与研究内容(00:01)
发言人感谢平台提供分享机会,并说明前期在装机抽吸应用、网兜抽吸及网兜收放方面开展了科研工作,本次主要对这些研究进行介绍。
2. 公司以核工业装备研发为主(00:30)
公司成立时间较晚,但近十年来在核工业相关板块持续开展科研,与科研院所、高校和工业单位合作较多。公司业务约95%以上集中在核工业领域,累计完成科研装置和工程约两千项。
3. 重点介绍两类科研装置(02:27)
发言人将重点介绍装机抽吸装置以及收放装置的研究情况,前者面向抽吸应用,后者面向网兜和平网的收放更换。
4. 抽吸装置面向恶劣海况需求(02:38)
抽吸装置主要基于陆丰核电项目的海况特点开发,目标是形成一套高效、无阻塞的抽吸装置。研发目标包括保证抽吸效率、满足较高吸程要求,以及提高设备运行成功率。
5. 无阻塞泵取消搅刀后效果更好(03:49)
早期设计曾在前端增加搅刀以应对缠绕物和阻塞物,但试验发现有搅刀反而更容易缠绕和阻塞,最终取消搅刀。最终方案采用类似涡轮的平滑叶片结构,介质与叶片直接接触比例较低,从而提升抗阻塞性能。
6. 真空泵与自动控制辅助启动(06:25)
抽吸泵系统增加真空泵用于前期抽吸,将管道内气体抽出;当自动控制检测到叶片达到淹没高度后停止真空泵,再启动主泵完成整体抽吸。
7. 抽吸装置具备高可靠性和高吸程特点(07:03)
试验和研究显示,该装置具有无阻塞、高吸程和可靠启动等特点。发言人提到吸程远超最初5米目标,测试中以8.53米作为极限吸程结果,且上半年多次测试基本实现一次启动,未出现不能启动或卡壳问题。
8. 研发周期短并建立完整测试平台(08:44)
设备从目标计划到完成初步设计平台共用约48天。公司搭建了专用测试平台,并制定测试标准、开展测试过程和形成测试报告。
9. 抗堵塞测试覆盖藻类、固体物和绳状物(09:51)
抗堵塞模拟物结合核电应用场景,包括藻类、固体物质和绳状缠绕物。试验中使用直径约30毫米、长度约1.5米的绳子,柔性物质在泵壳内呈旋涡状通过,只要团聚尺寸不超过管道直径约90%即可通过。
10. 收集效率、磨损和破损容忍度测试(11:11)
测试显示收集率记录为86%,但因水母替代物和贝壳碎片等难以完全收集,发言人认为实际收集效率大于90%。实验后拆检泵体和叶片,发现叶片基本没有明显磨损;破坏性试验还显示,在管道破损比例不到约4%的情况下仍可抽吸。
11. 收网装置针对传统更换效率低的问题(15:16)
传统网兜收放依赖原有装备,每次更换通常需要两三个小时以上,操作复杂且运营成本较高。新研发目标是快速解决收放问题,提高效率并降低成本。
12. 移动式滚筒卷扬方案(16:01)
新方案设计为可快速移动或车载式装置,在有桥面的情况下可用于平网和网兜收放,并通过正反向旋转服务前后两侧。装置采用大型滚筒和卷扬机形式,设计电源载荷为18吨,初步卷扬速度为每分钟6米。
13. 网兜收放测试显著缩短时间(17:31)
团队购买同类三兜网进行测试,结果显示单张网兜收放时间可控制在约三分半钟,设定目标则是在约五分钟内将30米网兜从水下拖起,并可将装置拖至检修平台处理,减少现场叠放和整理。
14. 收网装置提升效率并降低维护成本(18:45)
发言人认为车载式收放网方式相比传统方式效率提升可超过95%,同时可兼顾平网和网兜。由于机械设备数量减少、自动化程度提高,前期设备投资、自维成本和日常维护费用都可降低。
15. 提出旋转式柔性网设想(20:04)
发言人提出未来可结合大湾相关科研工作,探索旋转式柔性网,通过横向旋转实现自动收理和清洁。对于较宽引水渠道,可按宽度选择一张网整体拦截,或分成左右两部分分别维护,以提高安全性。
16. 提出横断面拦截网方案(22:03)
根据陆丰核电需求,发言人提出利用滚筒结构在含渠内布设整张横向断面拦截网,对面设置牵引装置。垃圾量较大时可将网收回岸上自清洁,清洁后再放回,实现对横断面的全面拦截。
17. 提出抽吸辅助平台构想(23:06)
发言人设想在渠道或近海区域使用类似无动力船的平台,结合大吸力抽吸装置和喇叭口设计,将海洋垃圾、漂浮物和海生物抽入内部过滤沉积,并可通过反向作用力缓慢移动,配合定位和无人控制运行。
18. 移动抽吸小车拓展应用场景(24:22)
抽吸装置还可做成可移动式抽吸小车,用于快速处理局部需求。发言人提到该类设备也可用于矿山机械场景,对矿石、泥沙等抽吸效果较好,磨损面少、维护成本相对较低。

时间线
00:01 - 开场说明分享来源和前期科研基础,明确将介绍抽吸与收放相关研究。
00:30 - 介绍公司发展、核工业业务定位以及多年科研积累。
02:27 - 进入核心技术部分,先展开装机抽吸装置的需求、目标和设计思路。
07:03 - 围绕抽吸装置的技术特点、研发周期、测试平台和多项实验结果进行说明。
15:16 - 转入收网装置,说明传统收放方式的效率和成本问题,并介绍移动式新方案。
18:45 - 总结收网装置在效率提升、设备投入减少和维护成本降低方面的优势。
19:47 - 在两项设备研究基础上,提出未来在能源板块继续协作和拓展的新概念。
20:04 - 依次介绍旋转式柔性网、横断面拦截网、抽吸辅助平台和移动抽吸小车等后续应用方向。
25:13 - 结束分享,并请与会者提出指正和批评。

AI 延伸阅读(下文由AI生成,其内容可能存在偏差,请注意甄别):
湖南汉华京电推进核电取水拦污与抽吸装备研发,提升海生物防控效率
湖南汉华京电清洁能源科技有限公司副总经理费邑辉围绕桩基抽吸研发应用及收网技术研究,介绍了公司在核电取水拦污、抽吸装备和网兜收放装置方面的研发进展。公司自2014年前后起步,近十年来持续聚焦核工业相关科研与工程应用,已累计完成约两千项科研装置和工程项目,业务约95%以上集中在核工业领域,并与科研院所、高校、研究机构及工业单位保持较多合作。2024年,公司在广核工程公司的支持下进一步介入能源板块,结合核电取水场景开展装机抽吸、网兜收放等装备优化研究。
装机抽吸装置的研发主要面向陆丰核电项目等复杂海况场景。该项目海况相对恶劣,对设备吸程、启动可靠性、抗堵塞能力和连续运行稳定性提出了较高要求。研发初期,团队曾尝试在泵前端设置搅刀以处理缠绕物和阻塞物,但试验发现搅刀反而容易引发缠绕和堵塞,因此后续取消该结构,转而采用无阻塞泵设计思路。该装置通过类似涡轮式高速叶片旋转的方式形成抽吸,介质从后端被甩出,叶片平滑且与气、液、固混合介质直接接触比例较低,从而减少缠绕、卡阻和磨损风险。
在系统控制方面,抽吸装置配置真空泵辅助启动,通过PLC实现自动控制。启动时真空泵先抽出管道内气体,使液位达到叶片淹没高度,随后真空泵停止、主泵启动并进入持续抽吸状态。经过多轮测试和优化,设备吸程能力从最初要求的5米以上提升至极限约8.53米至8.85米,在8.5米左右仍可在约57秒内完成启动抽吸。测试过程中装置基本实现一次启动成功,未出现明显无法启动或卡壳问题,并具备一定气蚀适应能力,可允许部分气体进入而不易发生掉泵或抽不上来的情况。
为验证设备在核电取水场景下的适用性,公司搭建了专用测试平台,并在约48天内完成从方案到初步设计平台的快速开发。试验模拟了藻类、固体物、贝壳类、水母类替代物以及绳状柔性缠绕物等多种介质。其中,最大测试绳状物达到直径约30毫米、长度1.5米,进入泵体后可呈旋涡状通过;柔性物质即使形成团聚状态,只要团聚后的直径不超过管道直径约90%,也能够被抽吸通过。测试还显示,鱼类进入后基本可无损通过,部分贝壳类则可能被叶片打碎,对后续收集统计造成一定影响。
从试验结果看,该抽吸装置收集率约为86%,考虑到水母替代物和贝壳碎片等部分物质难以完全回收,实际效率预计可超过90%。试验后对泵体、管道内壁和叶片进行解体检查,叶片基本无明显磨损,验证了设备低磨损、高可靠性的特点。团队还对入口端管道进行了破坏性试验,在管道开设多个10毫米孔的情况下,当破损比例不超过约3.5%至4%时,设备仍可正常抽吸,表明装置对前端抽吸管轻微破损具备一定容错能力。与普通离心泵、螺旋类抽水泵等传统方案相比,该装置在抗干扰、抗堵塞、抽吸效率、吸程和气蚀适应性方面具有更明显优势,并已通过中国能源相关行业协会组织的验收鉴定。
除抽吸装置外,公司还针对核电取水口网兜收放效率低、操作复杂、维护成本高等问题研发了网兜收放装置。传统方式通常依靠现有装机平台完成平网和网兜收放,每次更换往往需要两三个小时以上。新装置采用车载式或可移动式结构,通过大型滚筒和卷扬机构完成拖拽、卷收和移动转运,并可通过正反向旋转兼顾前端平网和后端网兜的收放更换,从而减少原有固定卷扬设备数量。
该网兜收放装置设计网载荷约18吨,试验表明实际承载能力可超过设计载荷,初步设计卷扬速度约6米/分钟。团队采购与实际应用一致的三兜网开展试验,一张网兜有效收放时间约为3分半,能够满足约5分钟内完成30米网兜从水下拖起的目标。装置还可通过自动拖拽或车头牵引进行移动,网具无需在原地重新叠放,可转移至检修平台位置开展后续处理。相比传统方式,该方案可显著缩短作业时间,效率提升可达95%以上,同时减少工程建设阶段机械设备投入,降低后期自维设备数量和维护成本,并提升作业自动化水平。
在后续研发设想方面,公司提出了旋转式柔性网系统、横断面拦截网方案、抽吸辅助平台和可移动抽吸小车等方向。旋转式柔性网系统计划通过横向旋转实现柔性网自动收理和清洁,对于约90米范围内的取水断面,可考虑用一张网进行整体拦截;对于更宽水道,则可分为左右两半分别旋转维护,以提高安全性和便利性。横断面拦截网方案则设想在取水渠内布置整张横向断面拦截网,通过对岸牵引或张紧装置自动放网、收网,在垃圾量较大时将网收回岸上自清洁,清洁完成后再次放回循环使用。
抽吸辅助平台面向渠道、近海区域漂浮物和海生物收集,整体类似无动力船体平台,但依靠大吸力抽吸装置和喇叭口结构形成收集能力。平台内部设置过滤结构,使垃圾沉积收集,并可利用抽吸产生的反向作用力推动平台缓慢移动。未来还可结合GPS定位和自动调节技术,实现指定水域内无人化自主收集,垃圾达到一定量后再吊运至岸上或指定地点处理。可移动抽吸小车则将抽吸装置集成为快速部署设备,适用于应急抽吸和局部垃圾清理,并有望拓展至矿山机械、泥沙抽排、固体杂物快速清理等场景,发挥其磨损小、维护成本低和介质适应性强的优势。


