CN103456382B - 一种α废物焚烧灰排灰装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种处理放射性废物的装置，具体为一种α废物焚烧灰排灰装置。其结构包括灰桶、排灰工作箱以及控制系统，其中，所述的排灰工作箱包括进桶副箱、排灰主箱、出桶副箱，所述的进桶副箱为上下双层密封室结构，设有提桶机构和推桶气缸；所述的排灰主箱设有与排灰导管连接的缓冲储罐，缓冲储罐联接称重传感器，在排灰主箱内还设有吸盖机构，以及带动灰桶在各工位之间运动的移动小车；所述的出桶副箱为上下双层密封室结构，设有用于将灰桶从排灰主箱运出的叉桶机构，叉桶机构上方设置吊桶机构和外盖进口。本发明能够减轻操作人员劳动强度，减小人员受照水平，提高排灰操作的安全性。

Description

一种α废物焚烧灰排灰装置

技术领域

本发明涉及一种处理放射性废物的装置，具体为一种用于处理α废物焚烧后焚烧灰的排出装置。

背景技术

放射性废物焚烧处理后产生的焚烧灰必须从焚烧炉中安全的排出后方可进行焚烧灰后续的整备及处置工作，普通放射性废物焚烧的排灰过程一般为：在排灰手套箱内通过排灰阀将焚烧灰排入塑料袋后装桶；或直接将焚烧灰通过排灰阀、软连接管直接排入灰桶中，灰桶一般为100～200L容器，需手工操作排灰阀、手套箱与灰桶联接门盖与软连接管，具有操作相对不方便、强度大且人员受照剂量高，手套箱内部容易被污染等缺陷。由于α废物的特性，其焚烧灰排灰系统的密封性、安全性要求更高，并要求出灰系统设备是几何安全的(防止核临界)，同时α废物焚烧炉处理量一般较小(5～7kg/h),因此需要重新设计α废物焚烧灰排灰系统工艺及设备，以实现更加安全、高效的排灰操作。

发明内容

本发明的目的是针对α废物焚烧灰的特性，借鉴普通放射性废物焚烧灰排灰工艺，提供一种α废物焚烧灰排灰装置，从而减轻操作人员劳动强度，减小人员受照水平，提高排灰操作的安全性。

本发明的技术方案如下：一种α废物焚烧灰排灰装置，包括灰桶、排灰工作箱以及控制系统，其中，所述的排灰工作箱包括进桶副箱、排灰主箱、出桶副箱，所述的进桶副箱为上下双层密封室结构，与排灰主箱通过密封闸门Ⅰ密封隔离，进桶副箱设有提桶机构和推桶气缸；所述的排灰主箱设有与排灰导管连接的缓冲储罐，缓冲储罐联接称重传感器，在排灰主箱内靠近密封闸门Ⅰ的一侧设有吸盖机构，排灰主箱下部设有用于带动灰桶在各工位之间运动的移动小车；所述的出桶副箱为上下双层密封室结构，通过密封闸门Ⅱ与排灰主箱密封隔离，出桶副箱的上下两部分通过放桶密封闸门密封隔离，出桶副箱设有用于将灰桶从排灰主箱运出的叉桶机构，叉桶机构上方设置吊桶机构和外盖进口。

进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的排灰主箱和出桶副箱正面均设有供人工操作使用的视窗和手套口。

进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的灰桶由外盖、内盖及桶体组成，所述的内盖上设有铁板。

进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的进桶副箱设置的提桶机构为上下密封板式方笼结构，进桶副箱通过提桶机构的上下密封板将上下两部分密封隔离，进桶副箱的下部设有进桶门。

进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，在所述排灰主箱内靠近密封闸门Ⅰ一侧的吸盖工位下方、缓冲储罐所在的排灰工位下方，以及靠近密封闸门Ⅱ一侧的移桶工位下方分别设有顶桶机构。

更进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的排灰主箱设置的排灰导管上部设有上卸灰阀，缓冲储罐下部设有下卸灰阀。

更进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的排灰主箱设置的吸盖机构与吸盖气缸相连接，吸盖机构上设有用于吸和灰桶内盖的电磁铁。

更进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的排灰主箱设置的移动小车通过丝杠传动机构与步进电机相连接。

进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的出桶副箱设置的吊桶机构包括吊桶电葫芦和吊杆，吊杆用于调取灰桶的外盖。

进一步，如上所述的α废物焚烧灰排灰装置，其中，所述的控制系统为按照设定程序控制排灰装置的各机构动作的工控机。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的排灰装置的整个排灰过程运行平稳，称重计量准确，焚烧灰安全顺畅排入灰桶，灰桶移动定位准确，内盖开闭自如，内盖安全密封压紧，整体动作可靠。排灰装置实现了排灰过程的密闭、远距离遥控操作；设备整体密封性较高；排灰过程减轻了操作人员劳动强度、减小了人员受照水平，提高了排灰操作的安全性。

附图说明

图1为本发明所提供的α废物焚烧灰排灰装置的主体结构示意图；

图2为图1排灰装置的A-A向视图；

图3为图1排灰装置的B-B向视图；

图4为排灰装置的外部结构示意图；

图5为灰桶的结构示意图；

图6为排灰装置的排灰流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施过程对本发明进行具体的描述。

如图1-4所示，本发明所提供的α废物焚烧灰排灰装置包括灰桶32、排灰工作箱以及控制系统。所述的排灰工作箱为主副箱手套箱结构设备，包括进桶副箱100、排灰主箱200、出桶副箱300，设备主材为304不锈钢。所述的进桶副箱100为上下双层密封室结构，与排灰主箱200通过密封闸门Ⅰ3密封隔离，进桶副箱100设有提桶机构2和推桶气缸1；所述的排灰主箱200设有与排灰导管10连接的缓冲储罐6，缓冲储罐6联接称重传感器7，在排灰主箱200内靠近密封闸门Ⅰ3的一侧设有吸盖机构4，排灰主箱200下部设有用于带动灰桶在各工位之间运动的移动小车22；所述的出桶副箱300为上下双层密封室结构，通过密封闸门Ⅱ12与排灰主箱200密封隔离，出桶副箱300的上下两部分通过放桶密封闸门16密封隔离，出桶副箱300设有用于将灰桶从排灰主箱200运出的叉桶机构24，叉桶机构24上方设置吊桶机构和外盖进口23。

灰桶32的结构如图5所示，由外盖33、内盖34及桶体35组成，设备容积为15L。外盖33与桶体35为法兰密封联接结构；内盖34与桶体35为锥面压紧密封结构，在内盖34上设有一块铁板36以实现与电磁铁的吸合安全松开。设备材质为304不锈钢。

下面对排灰工作箱的各组成部分和工作原理进行详细描述，见图1-4所示。

进桶副箱100：进桶副箱100为上下双层密封小室结构与排灰主箱通过密封闸门Ⅰ3密封隔离，进桶副箱100上下部分依靠提桶机构2的上下密封板将上下部分密封隔离，提桶机构2为上下密封板式方笼结构。进桶副箱下部设有进桶门25，打开门人工将灰桶送入副箱内的提桶机构2后关闭进桶门，启动提桶气缸26将废物桶升至副箱上部，打开密封闸门Ⅰ3，启动推桶气缸1带动推桶器将灰桶32推入排灰主箱200的吸盖工位，缩回推桶气缸1，关闭密封闸门Ⅰ3完成进桶操作。

排灰主箱200：排灰主箱为单面单位手套箱结构设备，通过密封闸门Ⅰ3、密封闸门Ⅱ12与进桶副箱100、出桶副箱300密封隔离。排灰主箱200内设置有缓冲储罐6，缓冲储罐6下部设有下卸灰阀5，缓冲储罐6联接称重传感器7，排灰导管10上部设有上卸灰阀9，排灰导管10通过软连接管11与缓冲储罐6连接。在排灰主箱200内靠近密封闸门Ⅰ3的一侧设有吸盖机构4，吸盖机构4上设有电磁铁，排灰主箱200下部设有用于带动灰桶32在各工位之间运动的移动小车22，移动小车22通过丝杠传动机构21与步进电机20相连接。在靠近密封闸门Ⅰ3一侧的吸盖工位下方、缓冲储罐6所在的排灰工位下方，以及靠近密封闸门Ⅱ12一侧的移桶工位下方分别设有顶桶机构19、18、17。排灰主箱200正面设有供人工操作使用的视窗27和手套口。

工作时，首先启动上卸灰阀9将焚烧灰通过排灰导管10与软连接管11排入至缓冲储罐6中，利用联接在缓冲储罐上的三个称重传感器7，当排入的焚烧灰到达设定重量值时自动停止上卸灰阀(称重二次仪表显示通过密封航空插头引出)。启动吸盖气缸8带动吸盖机构的电磁铁与灰桶内盖结合，电磁铁通电吸合内盖，缩回吸盖机构将内盖升起；启动箱体外步进电机20带动丝杠传动机构21运转，将移动小车22与灰桶精确移动至排灰工位，停止电机，启动气缸与顶桶机构18将会顶升与下卸灰阀5密封对接，启动下卸灰阀将焚烧灰排入灰桶中；静置后缩回顶桶机构18将灰桶放回至移动小车上；反向启动步进电机将小车与灰桶送回吸盖工位，启动顶桶机构19与吸盖机构4，将内盖盖好并压实；缩回吸盖机构与顶桶机构19将灰桶放置于移动小车上，启动步进电机将灰桶移送至移桶工位，启动气缸与顶桶机构17将灰桶升起准备移出灰桶。

出桶副箱300：出桶副箱为上下双层密封箱室结构设备，通过密封闸门Ⅱ12与排灰主箱200密封隔离，出桶副箱300上下两部分通过放桶密封闸门16密封隔离。出桶副箱内设置叉桶机构24、吊桶电葫芦13、吊杆14、外盖进口23等。出桶副箱300正面设有供人工操作使用的视窗28和手套口29、30。工作时，打开密封闸门Ⅱ12，启动叉桶气缸15带动叉桶机构24将顶起的灰桶沿灰桶法兰底插好；缩回叉桶气缸15带动叉桶机构24进入出桶副箱；关闭密封闸门Ⅱ12，缩回顶桶机构17，反向启动步进电机带动移动小车返回吸盖工位待用；将灰桶外盖从外盖进口23送入副箱，人工通过手套口29借助工具将外盖上好；启动吊桶电葫芦13带动吊杆14与外盖卡盘联接；松开叉桶机构上的锁紧机构将叉杆打开，打开放桶密封闸门16，启动吊桶电葫芦将灰桶送入副箱下部绑好的塑料袋中，从外盖上取下吊杆，启动电葫芦将吊杆缩回；关闭放桶密封闸门16，将塑料袋扎口密封取下，打开出桶密封门31将灰桶沿轨道取出，关闭出桶密封门完成排灰操作。

排灰装置设有自动控制系统，自动控制系统为按照设定程序控制排灰装置的各机构动作的工控机，通过程序控制实现远距离自动化遥控操作。可定量控制排灰、设备运行平稳、准确定位，安全可靠。

通过上述装置的结构描述和工作过程的介绍，总结本发明的主要排灰工艺如下，参见附图6所示。

排灰装置设计为集成化主副箱手套箱类结构设备，由进桶副箱、主排灰箱及出桶副箱三部分组成。三个箱体之间由密封闸门进行相互隔离，每个箱体单独设置局排系统。进桶附箱主要作用为将去掉外盖的灰桶转运至排灰主箱内。排灰主箱内完成灰桶内盖的吸取提升、焚烧灰定量排入缓冲储罐、灰桶移动与排灰阀密封对接、焚烧灰排入灰桶、灰桶内盖的盖紧、灰桶移动至出口移出主箱等工序。主箱内设置灰桶移动的三个工位，第一工位实现灰桶内盖的电磁铁吸放开闭；第二工位实现灰桶与卸灰阀密封对接、定量排灰；第三工位实现灰桶从主箱移出至出桶副箱。依靠步进电机丝杠传动机构带动移动小车与灰桶进行移动。在主箱内设置焚烧灰缓冲储罐、称重传感器及下卸灰阀，主箱外设置上卸灰阀通过软连接管缓冲储罐联接。根据焚烧灰的堆积密度，利用控制容积重量原理进行定量排灰，设定每次排灰重量启动上卸灰阀，当称重传感器显示重量达到设定值后自动停止上卸灰阀，再启动下卸灰阀将焚烧灰排入至灰桶中。出桶副箱完成灰桶从主箱内移出，上灰桶外盖，将灰桶整体封装塑料袋移出系统完成整个排灰工作。整个排灰过程通过程序控制实现自动化操作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种α废物焚烧灰排灰装置，包括灰桶、排灰工作箱以及控制系统，其特征在于：所述的排灰工作箱包括进桶副箱(100)、排灰主箱(200)、出桶副箱(300)，所述的进桶副箱(100)为上下双层密封室结构，与排灰主箱(200)通过密封闸门Ⅰ(3)密封隔离，进桶副箱(100)设有提桶机构(2)和推桶气缸(1)；所述的排灰主箱(200)设有与排灰导管(10)连接的缓冲储罐(6)，缓冲储罐(6)联接称重传感器(7)，在排灰主箱(200)内靠近密封闸门Ⅰ(3)的一侧设有吸盖机构(4)，排灰主箱(200)下部设有用于带动灰桶在各工位之间运动的移动小车(22)；所述的出桶副箱(300)为上下双层密封室结构，通过密封闸门Ⅱ(12)与排灰主箱(200)密封隔离，出桶副箱(300)的上下两部分通过放桶密封闸门(16)密封隔离，出桶副箱(300)设有用于将灰桶从排灰主箱(200)运出的叉桶机构(24)，叉桶机构(24)上方设置吊桶机构和外盖进口(23)；在所述排灰主箱(200)内靠近密封闸门Ⅰ(3)一侧的吸盖工位下方、缓冲储罐(6)所在的排灰工位下方，以及靠近密封闸门Ⅱ(12)一侧的移桶工位下方分别设有顶桶机构(19、18、17)。

2.如权利要求1所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的排灰主箱(200)和出桶副箱(300)正面均设有供人工操作使用的视窗和手套口。

3.如权利要求1所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的灰桶(32)由外盖(33)、内盖(34)及桶体(35)组成，所述的内盖(34)上设有铁板(36)。

4.如权利要求1所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的进桶副箱设置的提桶机构(2)为上下密封板式方笼结构，进桶副箱(100)通过提桶机构(2)的上下密封板将上下两部分密封隔离，进桶副箱(100)的下部设有进桶门(25)。

5.如权利要求1所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的排灰主箱(200)设置的排灰导管(10)上部设有上卸灰阀(9)，缓冲储罐(6)下部设有下卸灰阀(5)。

6.如权利要求3所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的排灰主箱(200)设置的吸盖机构(4)与吸盖气缸(8)相连接，吸盖机构(4)上设有用于吸和灰桶内盖的电磁铁。

7.如权利要求1所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的排灰主箱(200)设置的移动小车(22)通过丝杠传动机构(21)与步进电机(20)相连接。

8.如权利要求3所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的出桶副箱设置的吊桶机构包括吊桶电葫芦(13)和吊杆(14)，吊杆(14)用于调取灰桶的外盖。

9.如权利要求1所述的α废物焚烧灰排灰装置，其特征在于：所述的控制系统为按照设定程序控制排灰装置的各机构动作的工控机。