核设施退役去污拆除工艺检索系统设计与实现

王双宇，刘永阔，李梦堃，晁楠

哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨 150001

核设施退役去污拆除工艺检索系统设计与实现

王双宇，刘永阔，李梦堃，晁楠

哈尔滨工程大学核安全与仿真技术国防重点学科实验室，黑龙江哈尔滨 150001

核设施退役工程实施过程主要包括去污、切割和拆除。去污、切割和拆除又包含了多种不同的技术方法，这些技术原理不同，效果不同，代价也不同。因此，有必要开发一个针对核设施退役工程实施技术的检索系统。在此开发了一个核设施退役去污拆除工艺检索系统，通过对数据库中的信息进行简单的检索，根据输入的检索条件得到满足检索要求的检索信息，从而使使用者了解退役去污、切割和拆除技术等的相关信息。开发的工艺检索系统能够实现对去污技术、拆除技术、拆除工具和防护工具的添加、管理和检索操作以及法律规程浏览和数据管理等。该系统能够为核设施退役工程决策和实施过程中提供理论依据和辅助决策，以便更好地辅助核设施退役工程的实施。

退役；去污工艺；拆除工艺；信息检索；数据库

核设施退役工程主要包括退役核设施特性与放射性源项调查、去污、拆除与拆毁及废物管理等活动。对于去污与拆除有着大量的技术工艺可供选择，通过对退役设施实际情况进行对比分析，最终选择具有最佳退役效果的相应技术工艺［1-2］。去污是从物项上除去或减少不希望其存在的放射性物质的活动。去污的目的是为了降低放射性照射量，回收利用旧设备和材料，减少需要埋藏处置的设备和材料的体积，为了公众的健康和安全或缩短监护封存期而降低监护封存中的残余放射源数量。在核电站中，有大型设备如压力容器、稳压器、还有1 m多厚的混凝土安全壳等，切割拆除任务量很大；同时切割拆除反应堆压力容器及其内部部件会带来很强的放射性［3-4］，工作人员容易受到辐照损伤。去污、切割和拆除又包含了多种不同的技术方法，这些技术原理不同，效果不同，代价也不同。因此，有必要开发一个针对核设施退役工程实施技术检索系统，来更好地辅助核设施退役工程的实施。

1 系统结构设计

核设施退役工艺检索系统采用的是基于客户端／服务器（C／S）的3层结构：第1层为数据层；第2层为应用层；第3层为表示层。系统的总体结构模型如图1所示。

图1 系统总体结构示意

数据层主要完成数据的存储和管理，分析核设施退役过程中所需要的各个工艺数据，并将工艺数据库的数据划分为去污技术数据库、拆除技术数据库、拆除工具数据库及防护工具数据库。

应用层根据退役工艺的不同及检索要求的需要将整个检索系统分为10个子系统：去污技术管理子系统、去污技术检索子系统、拆除技术管理子系统、拆除技术检索子系统、拆除工具管理子系统、拆除工具检索子系统、防护工具管理子系统、防护工具检索子系统、法律规程子系统及数据库管理子系统［5］。表示层提供数据的导出，完成数据操作与各种工艺的显示。

2 数据库与检索模块的设计与实现

2．1 数据库开发工具

对于常用的数据库有3种，分别为SQL server数据库、access数据库及Oracle数据库。3种数据库不尽相同，都有各自的优缺点。SQL server数据库与access数据库相比，SQL server的安全性、并发控制能力、数据挖掘、联机等方面都是access数据库无法比拟的。此外，access数据库只能建立小型数据库，不适合海量数据的存储，而SQL server既可以建立大型数据库，也可以建立中性数据库。与Ora-cle数据库相比，虽然SQL server的兼容性的诸多性能都不如Oracle，但是SQL server的易用性要比Or-acle强得多。通过对多种数据库进行比对分析，研究中最终选择SQL server 2005作为本系统的数据库软件，来建立相应的数据库。

2．2 系统数据库的建立

数据是系统加工处理的对象，要设计好一个软件系统，需要仔细分析数据，弄清数据的内容和特点。经过大量的查阅、分析和汇总将退役工艺的数据分为4大类：去污技术信息、拆除技术信息、拆除工具信息及防护工具信息，如图2所示。

图2 退役工艺数据分类

在设计数据库时必须先确定数据库所需的“表”、每个“表”中数据的类型以及可以访问每个“表”的用户。在创建“表”及其对象之前，应先规划并确定以下特征［6］：

1）“表”要包含的数据和数据类型；

2）“表”中的列数，每一列中数据的类型和长度（如果必要）；

3）哪些列的数据允许空值；

4）是否要使用以及何处使用约束、默认设置和规则；

5）所需索引的类型，哪些列是主键。

所设计的数据库名称是db＿retirement（核设施退役去污拆除工艺信息数据库），该数据库包含4个数据库表，分别是：tb＿decon（去污技术信息表）、tb＿remove（拆除技术信息表）、tb＿re-movetool（拆除工具信息表）、tb＿protecttool（防护工具信息表）。每一个信息表都有他相应信息与属性，其主要信息列于表1。

2．3 检索模块的建立

本系统利用传统数据库的like“%关键字%”的办法，对输入的条件通过后台的编程语言将关键字传递给数据库，来得到与关键字有关的数据信息。多个检索词之间可用and、or等连接词链接，来提高检索查询信息的准确定性［7］。

检索模块分为简单检索与高级检索，二者之间的区别在于检索条件的数目不同，高级检索的检索条件是通过and来进行连接。其中检索条件包括：工艺的名称、工艺的原理、机理、使用对象、使用条件和参考文献。选择相应的检索条件输入需要检索的关键字就可以得到满足要求的数据信息。

表1 各信息表的主要信息

3 系统的设计与实现

3．1 系统功能的设计

本系统对去污技术、拆除技术、拆除工具以及防护工具设计了添加、管理、检索和显示这4个功能。此外，还可对法律规程进行浏览。系统框图如图3所示。系统框图中主要显示的是应用菜单中的主要功能。首先是可以对数据库中的各种技术工艺数据进行添加、修改、删除、检索和导出等基本操作，以实现整个系统对数据的检索功能以及管理功能；其次，实现对已收集法律规程进行浏览，并可以在浏览时对法律规程进行打印和标记等操作；最后，对已经建立好的数据库进行管理，以保证数据的完整性。管理者应该经常备份检索系统内的数据库。这样一旦发生故障，管理者可以利用恢复功能将备份好的数据库进行恢复，从而减少故障给使用者带来的损失。

图3 系统框图

3．2 系统功能的实现

对于检索界面的设计与实现，是利用visual stu-dio 2010中的WPF组件来开发的。本系统采用主窗口嵌套选项卡的结构，系统中去污技术、拆除技术、拆除工具和防护工具的添加、管理、检索和显示以及法律规程显示等都以选项卡的形式嵌入在主窗口内；数据备份和还原是从主窗口中独立出来的窗口。

3．2．1 主系统的设计与实现

系统主窗口（见图4）由导航菜单、应用菜单以及选项卡显示区3部分组成。导航菜单以树形结构形式位于主窗口的左侧，详细地显示各个菜单项，包括去污技术、拆除技术、拆除工具、防护工具、法律规程以及数据管理等功能。由于去污技术的种类比较繁多，所以本研究在去污工艺汇总时将去污技术分为物理去污技术、化学去污技术、电化学去污技术以及其他去污技术。导航菜单使得各个功能选项的显示更直观，用户操作更快捷。应用菜单以下拉式结构形式位于主窗口的顶部，清晰地显示各个菜单项。在图片区中显示以选项卡的形式出现的“子窗口”。在导航菜单下的3个按钮分别执行：关闭所有选项卡并显示主窗口的图片；将导航菜单的所有节点展开和折叠。

图4 核设施退役去污拆除检索系统主窗体

3．2．2 子系统的设计与实现

1）管理系统。

本研究在查阅大量相关文献的基础上，总结出115项工艺技术，其中包括：51项去污技术、25项拆除技术、19项拆除工具、6项防护工具以及14项法律规程（见表2）。所以有必要建立一个管理窗体对以上工艺技术进行修改与删除操作。窗口整体分为3个部分：位于顶部的工具栏对信息进行操作，位于左侧的是可以显示和隐藏技术目录，位于右侧的是需要进行管理操作的技术信息［8-11］。

具体操作如下：

a）选择【去污技术】／【技术管理】菜单命令，进入去污技术管理窗体，如图5所示；

b）在左侧的目录中选择需要修改的技术工艺；

c）将需要修改的内容添加到文本框中，点击工具栏中的【修改】／【删除】。

图5 去污技术管理窗口

表2 汇总工艺详细信息

2）检索系统与浏览系统。

本系统的检索功能分为简单检索与高级检索2种，其中窗体如图6所示。窗口整体分为2个部分：位于上部的检索区以及位于下部的显示区。检索区分初级检索和高级检索两部分，但二者不能同时存在，可以相互切换。本系统的检索条件包含：名称、原理、机理、适用对象、使用条件以及参考文献。初级检索中选择检索条件，文本框中添加检索信息，检索后就可以将符合条件的技术及其信息显示在下方的表格中。与初级检索不同的是高级检索还可以对多个检索条件同时进行检索，使得检索出来的信息更加精准。由于显示区的空间有限，难以详细的浏览某一特定技术的信息，因此可以通过相应操作来调出显示详细技术信息的窗体。

图6 去污技术检索界面和去污技术显示界面

技术浏览窗口的出现是通过主窗口导航菜单的各种技术的点击和检索窗口显示区的查看来实现的，如图6所示。整个窗口分为2个部分：位于左侧的以网格形式显示的技术工具文本信息；位于右侧的显示技术的图片和视频信息。

3）数据管理系统。

数据是整个检索系统的主体，只有当数据库中的数据完整性得以保证，检索系统的其他操作才有意义。但是在PC系统运行时，可能由于系统软件的错误、环境因素等多种原因而造成相应的故障或操作人员的错误操作，导致数据库数据的破损，给使用者带来不必要的损失。因此为整个系统开发一个数据管理功能变得非常必要，用以实现对数据库进行备份与还原。管理者在更新数据库数据后应该对其进行备份，这样一旦发生故障，管理者可以利用恢复功能将备份好的数据库进行恢复，从而避免故障或错误操作给使用者带来的损失。

4 结论

核设施退役去污拆除实施是一个种类繁多、工作量庞大的退役工程。其实施过程前技术和工具的选择对整个退役工作的经济性和效率产生重要影响。本研究在查阅大量相关文献的基础上，汇总和整理了核设施退役去污拆除工艺的大量信息，并根据这些整理后的信息建立了相应的退役工艺数据库，在此基础上，利用WPF组件开发核设施退役去污拆除工艺检索系统，并通过ADO．NET将二者相连接，最终实现了对核设施退役去污拆除工艺的有效检索。

开发的核设施退役去污拆除工艺检索系统具有以下特点：

1）所包含的信息量比较多。系统中设计了六大功能模块，分别是添加模块、管理模块、检索模块、浏览模块、法律规程模块和数据管理模块。

2）视觉良好的界面设置、较多的检索方式。在系统中，针对不同技术工具，使用者可以通过多个条件进行检索。

3）整个检索系统结构清晰，操作简单，便于用户的使用。

4）对每一项技术工艺除了有详细的文字描述外，还有更加具体形象的图片和视频介绍，从而让使用者更加深入具体的了解退役工艺。

［1］刘扬，韩译．核设施退役方法学和工艺学［M］．北京：中国原子能出版社，1996：45-51．

［2］International Atomic Energy Agency．Decommissioning of Nu-clear Power Plants and Research Reactors：Safety Standards Series No．WS-G-2．1［S］．Vienna：IAEA，1999：15-20．

［3］王俊峰．核设施退役工程［M］．北京：中国原子能出版社，2013：35-37，63-65．

［4］罗上庚，张振涛．核设施与辐射设施的退役［M］．北京：中国环境科学出版社，2010：12-17，105-107．

［5］刘永阔，宋冶．核设施退役信息数据库的结构与功能设计［J］．原子能科学技术，2014，48（7）：1256-1263．

［6］宋怡．101堆退役数据库建立及实现技术研究［D］．哈尔滨：哈尔滨工程大学，2013：39-41．

［7］王红．高校图书馆检索平台的设计与实现［D］．上海：华东师范大学，2011：22-61．

［8］KIMY H，CHOIY H，KIMJH，etal．Decontamination of radioactive metal surface by atmospheric pressure ejected plasma source［J］．Surface and Coatings Technology，2003，171（1／2／3）：317-320．

［9］KIMY S，SEO Y D，KOO M．Decontamination ofmetal sur-face by reactive cold plasma：removal of cobalt［J］．Journal of Nuclear Science and Technology，2004，41（11）：1100-1105．

［10］王东海．PIG清洗技术在反应推退役管道中的应用研究［J］．清洗世界，2005，21（1）：8-10．

［11］黄剑文，杨力强，张冬利．国内核污染清洗技术进展［J］．广州化工，2010，38（10）：63-65．

Design and imp lementation of the decontam ination and dismantling technology retrieval system for decomm issioned nuclear facilities

WANG Shuangyu，LIU Yongkuo，LIMengkun，CHAO Nan
Fundamental Science on Nuclear Safety and Simulation Technology Laboratory，Harbin Engineering University，Harbin 150001，China

The implementation process of a nuclear facility decommissioning projectmainly includes decontamina-tion，cutting and removal．These processes also contain a variety of technicalmethods and principles，which have different effects and costs．Therefore，it is necessary to develop a retrieval system for the nuclear facility decommis-sioning project．This study developed a retrieval system for the process of decommissioning，decontamination，and demolition ofnuclear facilities．The system can simply retrieve the database and get the information thatsatisfies the retrieval requirement according to the input retrieval condition，so that users can learn the relevant information a-bout the decommissioning decontamination，cutting and removal technology，etc．This system can realize the adding，management and retrieval operations of the decontamination technology，demolition technology，demolition tools and protection tools，and browse of laws and regulations，and data management，etc．This system is able to provide a theoretical basis and make auxiliary decisions for nuclear facility decommissioning project and implemen-tation processes，which can better assist the implementation of the nuclear facility decommissioning project．

decommissioned nuclear facilities；decontamination；dismantling technology；retrieval system；database

TL36

A

1009-671X（2015）03-077-05

10．3969／j．issn．1009-671X．201410009

2014-10-24．

日期：2015-05-11．

黑龙江省博士后科研启动金资助项目（LBH-Q12119）．作者简介：王双宇（1993-），男，硕士研究生；刘永阔（1977-），男，副教授，博士．

刘永阔，E-mail：liuyongkuo＠hrbeu．edu．cn．

http：／／www．cnki．net／kcms／detail／23．1191．U．20150511．1634．002．htm l