一种新型放射性浓缩液整备系统及方法与流程

    专利2025-03-04  8


    本发明属于放射性废液处理,具体而言是涉及一种新型放射性浓缩液整备系统及方法。


    背景技术:

    1、核电厂运行过程中每年会产生一定量的放射性浓缩液,根据法规要求,必须整备成稳定的形式或装入高整体容器(hic容器)进行处理。根据gb 9132-2018《低、中水平放射性固体废物近地表处置安全规定》第5.1.2条:“固体废物中所含非腐蚀性的游离液体含量应尽量低,废物包内游离液体的体积应小于固体废物体积的1%”。目前对于核电厂产生的放射性浓缩液,一般采用水泥固化或钢桶内烘干装混凝土高完整性容器,最终对混凝土高完整性容器进行二次灌浆密封。核电厂目前常用的水泥固化方法见cn116986858a,需要水泥及添加剂料仓、计量输送设备、桶内搅拌装置及配套的钢桶输送辊道等。上述水泥固化系统处理放射性浓缩液,最大的问题是搅拌器、水泥灌浆管道都需要清洗,增加了放射性废水,且水泥固化最终废物包的增容比较大。核电厂还有种放射性废液处理方式为先对钢桶内浓缩液进行烘干,然后整个钢桶装混凝土进行hic的二次灌浆密封工艺,目前常用的放射性浓缩液钢桶干燥方法见cn113218156a或cn115105847a;常用的混凝土hic二次灌浆密封方法见cn106898404a。其大致过程为:首先采用钢桶作为容器,用热风循环桶内干燥装置或直接钢桶电加热桶内干燥装置对钢桶内的放射性废液进行蒸发烘干,干燥后装混凝土高完整性容器(hic容器),然后再对混凝土hic容器进行二次水泥灌浆密封。此种方法的缺点是需要的配套设备多,系统管路复杂,且需要水泥及添加剂料仓、计量输送设备、桶外搅拌器等装置,搅拌器、水泥灌浆管道都需要清洗,产生残留水泥浆或含有水泥浆的二次清洗放射性废液,难以处理,操作不便,且混凝土hic最终废物包的增容比较大。此外水泥灌浆密封后,需要养护约20天,以便水泥浆凝固,操作不便,处理周期长。


    技术实现思路

    1、为克服传统的装混凝土hic辅助系统复杂,系统管路清洗会产生大量的清洗放射性废液,操作不便,处理周期长等问题,本发明提供如下技术方案:

    2、一种新型放射性浓缩液整备系统,包括:

    3、hic容器:用于容纳放射性废液,作为放射性废液处理容器;

    4、废液计量罐:用于向hic容器中运输放射性废液,并进行放射性废液的计量;

    5、加热装置:用于对hic容器进行加热,以将放射性废液加热蒸发;

    6、冷凝器:用于将hic容器内蒸发所产生的气体冷凝为冷凝水,并将冷凝水输送至冷凝水计量罐;

    7、冷凝水计量罐:用于计量冷凝水的量,并将冷凝水输送至冷凝水暂存罐;

    8、冷凝水暂存罐:用于暂存冷凝水计量罐运输来的冷凝水,并将冷凝水输送至冷凝水集中池;

    9、冷凝水集中池:用于收集冷凝水,并将冷凝水集中统一排放。

    10、进一步的,所述hic容器由球墨铸铁材料制成,为圆柱体结构,包括容器本体,设置于容器本体顶部的顶盖以及设置于所述顶盖中心之上的密封盖;

    11、所述顶盖的中间开设有中心通孔,所述密封盖位于中心通孔的正上方,并通过固定件可拆卸的固定于所述顶盖的上表面;

    12、所述顶盖的中间开设有中心通孔,所述密封盖位于中心通孔的正上方,并通过固定件可拆卸的固定于所述顶盖的上表面;所述中心通孔中设置有密封接头;所述密封接头包括与所述中心通孔固定连接的接头本体,贯穿所述接头本体设置的进液管以及排气管。

    13、进一步的,所述废液计量罐顶部设置有放射性废液入口,底部设置有放射性废液出口,且内部还安装有废液液位传感器;所述放射性废液入口以及放射性废液出口上均安装有电磁阀;

    14、所述放射性废液入口用于接收上游系统或厂房产生的放射性废液;

    15、所述放射性废液出口与进液管连接,用于向hic容器内部运输放射性废液;

    16、所述废液液位传感器用于对输送进入hic容器内部的放射性废液进行准确的计量及定量输送。

    17、进一步的,所述冷凝器包括设置于冷凝器顶部的气体进口,设置于冷凝器底部的冷凝水和不凝结性气体出口、设置于冷凝器侧壁下部的冷冻水进口、设置于冷凝器侧壁上部的冷冻水出口;

    18、所述气体进口通过电磁阀与所述hic容器中的排气管连接,用于接收所述hic容器内部蒸发产生的气体;

    19、所述冷凝水和不凝结性气体出口与所述冷凝水计量罐连接,用于将hic容器内部蒸发产生的不凝结气体以及经冷凝器冷凝产生的冷凝水输送至冷凝水计量罐;

    20、所述冷凝水计量罐包括设置于冷凝水计量罐侧壁上的计量罐进口、设置于冷凝水计量罐底部的计量罐冷凝水出口以及设置于冷凝水计量罐顶部的不凝结气体出口,所述冷凝水计量罐中还设置有计量液位传感器;

    21、所述计量罐进口与所述冷凝水和不凝结性气体出口连接,用于接收冷凝器排出的冷凝水和不凝结气体;

    22、所述计量液位传感器用于对冷凝器产生的冷凝水进行定量计量;

    23、所述计量罐冷凝水出口与所述冷凝水暂存罐连接,用于将计量后的冷凝水输送至所述冷凝水暂存罐;

    24、所述不凝结气体出口的下游连接有排气风机,所述排气风机用于将蒸发产生的不凝结气体排至装置系统外部,同时用于在hic容器内形成一定的负压,增加整个系统的蒸发速率。

    25、进一步的,所述冷凝水暂存罐包括设置于冷凝水暂存罐顶部的暂存罐冷凝水进口以及设置于冷凝水暂存罐底部的暂存罐冷凝水出口,所述冷凝水暂存罐中还设置有暂存液位传感器;

    26、所述暂存罐冷凝水进口与所述计量罐冷凝水出口连接,用于接收计量后的冷凝水;

    27、所述暂存罐冷凝水出口的下游连接有冷凝水排放泵,所述冷凝水排放泵与所述暂存液位传感器通信连接。

    28、一种新型放射性浓缩液整备方法,包括如下步骤:

    29、s1:装备的组合

    30、将空的hic容器运输至加热装置中就位;

    31、将废液计量罐以及冷凝器与所述hic容器连通;

    32、s2:放射性废液的运输

    33、废液计量罐将放射性废液运输至hic容器内;

    34、s3:放射性废液的加热

    35、启动加热装置对hic容器加热,放射性废液受热蒸发为气体;

    36、s4:蒸汽的冷凝

    37、通过冷凝器对hic容器内蒸发产生的蒸汽进行冷凝,不凝结气体排至系统外部;

    38、s5:冷凝水的计量与暂存

    39、冷凝后产生的冷凝水输送至冷凝水计量罐,冷凝水计量罐对冷凝器产生冷凝水进行计量,计量后的冷凝水输送至冷凝水暂存罐暂存;

    40、s6:放射性废液添加

    41、废液计量罐再次将放射性废液添加至hic容器;

    42、s7:冷凝水的集中排放:

    43、冷凝水暂存罐中的冷凝水排放至冷凝水集中池,集中统一排放;

    44、s8:hic容器的整备

    45、加热装置停止运行,密封所述hic容器,并将密封后的hic容器送处置场处置。

    46、进一步的,所述放射性废液的运输还包括如下特征:

    47、所述废液液位传感器检测废液计量罐内放射性废液达到设定高度后,相应电磁阀动作,控制关闭废液计量罐的放射性废液入口,打开废液计量罐的放射性废液出口,向hic容器定量输送放射性废液。

    48、进一步的,所述蒸汽的冷凝包括如下特征:

    49、冷冻水通过冷冻水进口进入冷凝器内部,hic容器中蒸发产生的气体通过冷凝器的气体进口进入冷凝器,冷冻水对进入的气体进行冷凝后,通过冷冻水出口排出冷凝器;冷凝产生的冷凝水以及不凝结的空气通过冷凝水和不凝结性气体出口输送至冷凝水计量罐;

    50、所述冷凝水计量罐中的计量液位传感器对产生的冷凝水进行计量,不凝结的气体通过排气风机排至系统外部,经过高效过滤后排至室外。

    51、进一步的,所述放射性废液添加包括如下特征:

    52、所述废液液位传感器检测废液计量罐中的废液液位变化,所述计量液位传感器检测冷凝水的产生速率,所述废液液位传感器与冷凝水液位传感器共同作用,通过控制程序自动控制放射性废液计量罐的放射性废液的计量和输送。

    53、进一步的,所述hic容器的整备还包括如下步骤:

    54、加热装置停止运行后,通过厂房通风系统对hic容器进行降温,降温完成后,断开进液管和排气管,并通过固定件将密封盖安装固定于顶盖上,以关闭中心通孔,密封hic容器,密封后的hic容器送处置场处置。

    55、本发明放射性浓缩液整备系统及方法,采用球墨铸铁材料制成的hic容器容纳废液,利用球墨铸铁容器导热性好这一特性,提高加热效率,同时改进了hic容器的整备处理方式,通过直接密封件直接拧紧密封整备,避免了水泥灌浆密封时系统管路清洗以及处理周期长等问题。


    技术特征:

    1.一种新型放射性浓缩液整备系统,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的新型放射性浓缩液整备系统,其特征在于:

    3.根据权利要求2所述的新型放射性浓缩液整备系统,其特征在于:

    4.根据权利要求2所述的新型放射性浓缩液整备系统,其特征在于:

    5.根据权利要求4所述的新型放射性浓缩液整备系统,其特征在于:

    6.一种新型放射性浓缩液整备方法,其特征在于,包括:

    7.根据权利要求6所述的新型放射性浓缩液整备方法,其特征在于,所述放射性废液的运输还包括如下特征:

    8.根据权利要求6所述的新型放射性浓缩液整备方法,其特征在于,所述蒸汽的冷凝包括如下特征:

    9.根据权利要求6所述的新型放射性浓缩液整备方法,其特征在于,所述放射性废液添加包括如下特征:

    10.根据权利要求6所述的新型放射性浓缩液整备方法,其特征在于,所述hic容器的整备还包括如下步骤:


    技术总结
    本发明公开了一种新型放射性浓缩液整备系统及方法,直接利用球墨铸铁HIC容器接收放射性浓缩液加热烘干,并最终处置,无需类似混凝土HIC容器的二次水泥灌浆密封要求。本发明放射性浓缩液整备系统及方法,采用球墨铸铁材料制成的HIC容器容纳废液,利用球墨铸铁容器导热性好这一特性,提高加热效率,同时改进了HIC容器的整备处理方式,通过直接密封件直接拧紧密封整备,避免了系统管路清洗以及处理周期长等问题。

    技术研发人员:张旭,邱海峰,张卫东
    受保护的技术使用者:上海核烨工程技术有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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