核能源是世界各国大力发展的清洁能源,在应对能源危机中扮演重要角色。但随着核电站数目的增加,人类也面临着核事故带来的巨大风险。核电站水池的池壁出现裂缝是较严重的事故之一,如果发生必须及时对裂缝进行焊合。传统的处理方法是将池水抽尽再进行人工焊合,效率低,成本高,且对焊接工人有辐射伤害。采用机器人进行水下在线焊合是一项正在发展的新技术,但焊接过程中的废弃物会对乏燃料池水质造成不允许的污染。因此,设计可以与机器人配套的废弃物回收净化装置,有效降低水下在线焊接对水池的污染具有重要的工程意义和经济价值。本课题在对水下焊接产生的废弃物进行分析的基础上,研制了一套水下焊接废弃物回收系统及配套的实验台,并进行了验证实验。调研了水下焊接产生的废弃物,对其进行分类,分别测定各组成成份的物理性质,为废弃物回收方式的确定提供依据。分析了废弃物的回收机理,建立了固相废弃物颗粒起动瞬间的起动模型和在水中输送时的输送模型,求解了输送颗粒所需流速,为回收系统的设计提供依据。进行了水阻力系数测定实验,应用起动模型,结合FLUENT仿真分析,求解水阻力系数值,验证了固体废弃物回收模型的可行性。根据对废弃物回收和水体净化处理任务的分析,提出了水下焊接废弃物回收系统的系统组成和构型方案,研制了水下焊接废弃物回收系统的原理样机以及配套的实验台。设计了回收系统原理样机对于废弃物的回收和对水体的净化处理的效能实验,测定了水质在回收净化前后的样本指标,验证了所设计的回收系统功能的有效性。基于主成份分析法原理,给各样本水质进行评分,利用多元线性回归法建立了水质与其影响因素之间的数学模型,进而得到各影响因素对水质影响程度的定量结论。进行了收集罩开口数目的FLUENT仿真,利用理论模型的临界流速判断了最佳开口数,进行了实验,实验结果与仿真分析一致性良好。