CN105070340B - 一种核电厂废物固化处理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了核电厂废物固化处理系统及方法，解决了现有技术中采用重量计量方式，系统设备复杂程度高、安装难度高、调试及运行维护困难、称重单元存在重量偏差和计量失效的风险的技术问题，所述系统包括：废物收集单元(1)、废物体积计量单元(2)、废物输送管道(3)、阀门组件(4)、控制单元(5)和废物固化单元(6)；控制单元(5)从废物体积计量单元(2)获取废物体积，并基于废物体积控制调整阀门组件(4)的阀门开关状态，以控制废物体积计量单元(2)在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物用以固化；实现了在无称重单元计量模式下进行废物的精确计量和固化。

Description

一种核电厂废物固化处理系统及方法

技术领域

本发明涉及核电站低放射性废物的处理技术领域，尤其涉及一种核电厂废物固化处理系统及方法。

背景技术

固体废物处理系统主要用于处理核电厂运行和大修期间产生的低、中放射性固体废物。其中水泥固化、固定技术开发最早，至今已有50多年历史，并且现有核电厂均采用水泥固化工艺进行低、中放固体废物处理。

目前水泥固化系统多采用桶内搅拌工艺，其核心是按照水泥固化配方中各物料(包括浓缩液、废树脂等废物、水泥、其他添加物)的配比完成计量，并将完成计量后的各物料注入金属桶中，以及向该金属桶放水泥，同时通过搅拌设备对各物料和水泥进行搅拌，在搅拌充分后进行固化。浓缩液和废树脂是核电厂需要进行固化处理的两大类主要废物，现有的一种固体废物处理系统针对浓缩液和废树脂处理基本流程如图1所示，废物经过收集、第一阶段暂存后，通过计量系统完成废物的计量，按照配方得到水泥等其他添加物的量，最终完成搅拌固化过程，并进行第二阶段暂存以备后期处理。考虑到放射性废物的后期处置、处理及运输等情况，生产出的水泥固化体(包括冷试和热试)需满足GB14569.1-2011《低中水平放射性固化体性能要求-水泥固化体》的国标要求。

对于采用如图1所示现有的废物处理系统，目前已运行的核电机组多采用重量计量的方式完成废物、水泥及各种添加物的在线计量，采用重量计量方式的废物处理系统，首先通过重量计量系统完成废物量的计量，然后根据固化配方和计量得到的废物量获得水泥等其他各种添加物的所需量，最终通过搅拌装置完成废物和水泥等的搅拌。

采用在线重量计量的方式，只需将重量控制在一定范围内，废物计量完成后通过在线称重单元得到实际重量。在运行过程中，可根据实际情况，调整每个固化桶中废物的含量。但重量计量存在如下缺点：

1)设备复杂程度高，安装难度高，称重单元需膨胀节等配合使用；

2)调试及运行维护困难，称重单元校准费时、费力；

3)称重单元存在重量偏差风险，易造成放射性废物沾污等严重后果；

4)计量失效后，计量罐中的废物量若超过固化桶的包容率，处理困难。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的，采用重量计量方式的废物处理系统，设备复杂程度高、安装难度高、调试及运行维护困难、称重单元存在重量偏差和计量失效的风险的技术问题，提供了一种核电厂废物固化处理系统及方法，实现了在无称重单元计量模式下进行废物的精确计量和固化。

一方面，本发明实施例提供了一种核电厂废物固化处理系统，包括：

废物收集单元，用于收集并暂存核电厂废物；

废物体积计量单元，用于通过连接所述废物收集单元和所述废物体积计量单元的废物输送管道从所述废物收集单元中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；

设置在所述废物输送管道上的阀门组件，用于在所述阀门开关状态发生变化时，控制所述废物收集单元中核电厂废物沿所述废物输送管道输送往所述废物体积计量单元的输送量，以使所述废物体积计量单元在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物，并向废物固化单元排放所述预设体积的核电厂废物；

与所述废物体积计量单元和所述阀门组件相连的控制单元，用于从所述废物体积计量单元获取废物体积，并基于废物体积控制调整所述阀门组件的阀门开关状态；

废物固化单元，用于接收并固化所述预设体积的核电厂废物。

可选的，所述废物体积计量单元包括：

通过所述废物输送管道与所述废物收集单元相连的废物计量罐，用于从所述废物收集单元中获取核电厂废物；

设置在所述废物计量罐上的第一液位计，用于对所述废物计量罐中的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积。

可选的，所述核电厂废物为浓缩液，所述阀门组件包括：串联的第一阀门和第二阀门。

可选的，所述核电厂废物为废树脂，所述阀门组件包括：依次串联的第三阀门、第四阀门和第五阀门；

所述废物体积计量单元还包括：：与所述第三阀门和所述第四阀门之间管段连通的第一SED水管道，设置在所述第一SED水管道上的第六阀门，与所述第四阀门和所述第五阀门之间管段连通的第二SED水管道，设置在所述第二SED水管道上的第七阀门。

可选的，所述废物体积计量单元还包括：

与所述废物计量罐相连的废树脂脱水模块，用于对所述废物计量罐中的废树脂进行脱水，以获得干树脂；

所述第一液位计还用于对所述废物计量罐中干树脂的体积进行计量，以获得废树脂体积。

可选的，所述废树脂脱水模块具体包括：与所述废物计量罐相连的脱水泵，以及与所述脱水泵相连的脱水计量槽；

所述脱水泵用于在工作时产生离心力，以对所述废物计量罐中的废树脂进行脱水，并将脱出的水送入所述脱水计量槽中暂存。

可选的，所述废树脂脱水模块还包括：

连通所述废物计量罐和所述脱水泵的第一脱水管道，设置在所述第一脱水管道上的第八阀门，连通所述脱水泵和所述脱水计量槽的第二脱水管道，以及设置在所述第二脱水管道的第九阀门；

所述脱水泵用于在工作时产生离心力，以对所述废物计量罐中的废树脂进行脱水，并在所述第八阀门和所述第九阀门处于开启状态时，通过所述第一脱水管道和所述第二脱水管道将从废树脂脱出的水输送到所述脱水计量槽中暂存。

可选的，所述废树脂脱水模块还包括：

设置在所述脱水计量槽上的第二液位计，用于计量所述脱水计量槽中水的体积；

连通所述脱水计量槽和所述脱水泵的第一固化水管道，设置在所述第一固化水管道上的第十阀门，连通所述脱水泵和所述废物计量罐的第二固化水管道，以及设置在所述第二固化水管道的第十一阀门；

所述脱水泵还用于在所述废物体积计量单元计量到干树脂的体积达到所述预设体积，且向所述废物固化单元排放干树脂时工作，并在所述第十阀门和所述第十一阀门处于开启状态时，通过所述第一固化水管道和所述第二固化水管道将所述脱水计量槽中的水输送回所述废物计量罐，以向所述废物计量罐中干树脂提供固化水。

可选的，所述废物体积计量单元还包括：设置在所述脱水计量槽上的第三SED水管道，用于在所述脱水计量槽向所述废物计量罐中干树脂提供固化水，且所述第二液位计计量到所述脱水计量槽中水的总量小于干树脂固化所需水的量时，向所述脱水计量槽注水，以确保能够通过所述脱水泵从所述脱水计量槽抽取足够的固化水，以输送回所述废物计量罐中。

可选的，所述废物体积计量单元还包括：

设置在所述第二固化水管道上的流量计，用于计量所述脱水计量槽向所述废物计量罐输送的固化水的量。

另一方面，本发明实施例还提供了一种核电厂废物固化处理方法，应用于核电厂废物固化处理系统中，所述处理方法包括步骤：

S1、通过废物收集单元收集并暂存核电厂废物；

S2、通过废物体积计量单元从所述废物收集单元中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；

S3、通过控制单元从所述废物体积计量单元获取废物体积，并基于废物体积控制调整阀门组件的阀门开关状态，以使所述阀门组件在所述阀门开关状态发生变化时，控制所述废物收集单元中核电厂废物沿废物输送管道输送往所述废物体积计量单元的输送量，以使所述废物体积计量单元在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物；

S4、通过废物固化单元接收并固化所述废物体积计量单元排放的所述预设体积的核电厂废物。

可选的，所述核电厂废物为浓缩液，通过第一液位计对废物计量罐中的浓缩液的体积进行计量，以获得废物体积，所述步骤S3包括子步骤：

S31a、通过控制单元从所述废物体积计量单元获取废物体积，并判断废物体积是否大于中间设定体积；其中，所述中间设定体积小于所述预设体积；

S32a、当废物体积小于等于所述中间设定体积时，控制开启第一阀门和第二阀门，以使所述废物收集单元中核电厂废物以第一速度流入所述废物体积计量单元，同时，通过控制单元获取并判断废物体积是否大于所述中间设定体积且小于所述预设体积；

S33a、当废物体积大于所述中间设定体积且小于所述预设体积时，控制关闭所述第二阀门和开启所述第一阀门，并控制所述第二阀门处于关闭状态且所述第一阀门处于开启状态持续第一时长，以使所述第一阀门和所述第二阀门之间管段蓄积浓缩液；

S34a、控制关闭所述第一阀门和开启所述第二阀门，并控制所述第一阀门处于关闭状态且所述第二阀门处于开启状态持续第二时长，以使所述第一阀门和所述第二阀门之间管段蓄积的浓缩液流入所述废物计量罐中，同时，通过控制单元获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S35a、当废物体积达到所述预设体积时，控制关闭所述第一阀门和所述第二阀门。

可选的，在子步骤S31a之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S36a、当废物体积大于所述中间设定体积时，判断废物体积是否达到所述预设体积；接着执行子步骤S33a或子步骤S35a。

可选的，在子步骤S34a之后，所述步骤S3包括子步骤：

S37a、当废物体积大于所述中间设定体积且小于所述预设体积时，循环执行子步骤S33a和子步骤S34a，直至废物体积达到所述预设体积时，控制关闭所述第一阀门和所述第二阀门。

可选的，所述核电厂废物为废树脂，第三阀门处于开启状态，通过第一液位计对所述废物计量罐中的废树脂的体积进行计量，以获得废物体积，所述步骤S3包括子步骤：

S31b、通过控制单元从所述废物体积计量单元获取废物体积，并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S32b、当废物体积小于所述预设体积时，控制调整第三阀门、第四阀门和第五阀门的开关状态，以使所述废物收集单元中的废树脂沿所述废物输送管道流向所述废物体积计量单元；

S33b、控制开启所述第六阀门，以使SED水通过第一SED水管道流入所述废物输送管道，并对所述废物计量罐中废树脂表面进行冲洗，以使所述废树脂表面平滑，并通过控制单元获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S34b、当废物体积小于所述预设体积时，控制调整所述阀门组件的阀门开关状态，以在所述第四阀门和所述第五阀门之间管段中蓄积废树脂；

S35b、控制开启第七阀门，以使SED水通过第二SED水管道流入所述废物输送管道，并将所述第四阀门和所述第五阀门之间管段中的废树脂冲洗进所述废物计量罐，并通过控制单元获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S36b、当废物体积小于所述预设体积时，循环执行子步骤S34b～S35b，直至废物体积达到所述预设体积时，控制关断所述废物输送管道、所述第一SED水管道和所述第二SED水管道。

可选的，在所述子步骤S36b之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S37b、通过脱水泵对所述废物计量罐中的废树脂进行脱水，以获得干树脂，并将脱出的水送入脱水计量槽中暂存，在完成废树脂脱水后，通过控制单元获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S381b、当废物体积达到所述预设体积时，向所述废物固化单元排放干树脂。

可选的，在执行子步骤S381b的同时，所述步骤S3还包括子步骤：

S39b、将所述脱水计量槽中的水输送回所述废物计量罐，以向所述废物计量罐中干树脂提供固化水。

可选的，所述子步骤S39b具体包括：

S391b、当所述脱水计量槽中水的总量小于干树脂固化所需水的量时，通过第三SED水管道向所述脱水计量槽注水；

S392b、将所述脱水计量槽中的水输送回所述废物计量罐，以向所述废物计量罐中干树脂提供充足的固化水。

可选的，在所述子步骤S37b之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S382b、当废物体积小于所述预设体积时，循环执行步骤S36b～S37b，直至废物体积达到所述预设体积，执行步骤S381b。

可选的，所述子步骤S37b具体为：

通过脱水泵对所述废物计量罐中的废树脂进行脱水，并将脱出的水送入所述脱水计量槽中暂存，当脱水次数达到预设次数时，完成废树脂脱水，并通过控制单元获取并持续判断废物体积是否达到所述预设体积。

本发明提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

由于在本发明中，核电厂废物固化处理系统包括：依次连接的废物收集单元、废物体积计量单元和废物固化单元；其中，所述废物体积计量单元用于通过废物输送管道从所述废物收集单元中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；进一步，所述处理系统还包括：设置在连接所述废物收集单元和所述废物体积计量单元的废物输送管道上的阀门组件，以及与所述废物体积计量单元和所述阀门组件相连的控制单元；所述控制单元用于从所述废物体积计量单元获取废物体积，并基于废物体积控制调整所述阀门组件的阀门开关状态，以使所述阀门组件在所述阀门开关状态发生变化时，控制所述废物收集单元中核电厂废物沿所述废物输送管道输送往所述废物体积计量单元的输送量，进而使所述废物体积计量单元在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物，并向所述废物固化单元排放所述预设体积的核电厂废物，最终使得所述废物固化单元接收并固化所述预设体积的核电厂废物。也就是说，通过废物体积计量单元、控制单元和阀门组件共同协作确定出定体积的核电厂废物进行固化，有效地解决了现有技术中废物处理系统采用重量计量方式使得设备复杂程度高、安装难度高、调试及运行维护困难、称重单元存在重量偏差和计量失效的风险的技术问题，实现了在无称重单元计量模式下进行废物的精确计量和固化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为背景技术提供的一种固体废物处理系统针对浓缩液和废树脂的固化处理流程示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种核电厂废物固化处理系统结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第二种核电厂废物固化处理系统结构示意图；

图4为本发明实施例提供的核电厂浓缩液固化处理系统结构示意图；

图5为本发明实施例提供的核电厂浓缩液固化处理系统对浓缩液进行体积计量的方法流程图；

图6为本发明实施例提供的核电厂废树脂固化处理系统结构示意图；

图7为本发明实施例提供的核电厂废树脂固化处理系统对废树脂进行体积计量的方法流程图；

图8为本发明实施例提供的核电厂废树脂固化处理系统对废树脂进行脱水的方法流程图；

图9为本发明实施例提供的第一种核电厂废物固化处理方法流程图；

图10为本发明实施例提供的第二种核电厂浓缩液固化处理方法流程图；

图11为本发明实施例提供的第三种核电厂废树脂固化处理方法流程图。

具体实施方式

本发明实施例通过提供一种核电厂废物固化处理系统，解决了废物处理系统采用重量计量方式使得设备复杂程度高、安装难度高、调试及运行维护困难、称重单元存在重量偏差和计量失效的风险的技术问题，实现了在无称重单元计量模式下进行废物的精确计量和固化。

本发明实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

本发明实施例提供了一种核电厂废物固化处理系统，包括：废物收集单元，废物体积计量单元，连接所述废物收集单元和所述废物体积计量单元的废物输送管道，设置在所述废物输送管道上的阀门组件，与所述废物体积计量单元和所述阀门组件相连的控制单元，以及与所述废物体积计量单元连接的废物固化单元；所述废物收集单元，用于收集并暂存核电厂废物；所述废物体积计量单元，用于通过所述废物输送管道从所述废物收集单元中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；所述控制单元，用于从所述废物体积计量单元获取废物体积，并基于废物体积控制调整所述阀门组件的阀门开关状态；所述阀门组件，用于在所述阀门开关状态发生变化时，控制所述废物收集单元中核电厂废物沿所述废物输送管道输送往所述废物体积计量单元的输送量，以使所述废物体积计量单元在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物，并向所述废物固化单元排放所述预设体积的核电厂废物；所述废物固化单元，用于接收并固化所述预设体积的核电厂废物。

可见，在本发明实施例中，通过废物体积计量单元、控制单元和阀门组件共同协作确定出定体积的核电厂废物进行固化，有效地解决了现有技术中废物处理系统采用重量计量方式使得设备复杂程度高、安装难度高、调试及运行维护困难、称重单元存在重量偏差和计量失效的风险的技术问题，实现了在无称重单元计量模式下进行废物的精确计量和固化。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

实施例一

请参考图2，本发明实施例提供了一种核电厂废物固化处理系统，包括：废物收集单元1，废物体积计量单元2，连接废物收集单元1和废物体积计量单元2的废物输送管道3，设置在废物输送管道3上的阀门组件4，与废物体积计量单元2和阀门组件4相连的控制单元5，以及与废物体积计量单元2连接的废物固化单元6；

废物收集单元1，用于收集并暂存核电厂废物；

废物体积计量单元2，用于通过废物输送管道3从废物收集单元1中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；

控制单元5，用于从废物体积计量单元2获取废物体积，并基于废物体积控制调整阀门组件4的阀门开关状态；

阀门组件4，用于在所述阀门开关状态发生变化时，控制废物收集单元1中核电厂废物沿废物输送管道3输送往废物体积计量单元2的输送量，以使废物体积计量单元2在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物，并向废物固化单元6排放所述预设体积的核电厂废物；

废物固化单元6，用于接收并固化所述预设体积的核电厂废物；其中，“每一次废物固化环节”具体指通过废物计量单元2计量获得固定体积(即所述预设体积)的核电厂废物，并对此固定体积的核电厂废物进行固化的过程。

在具体实施过程中，请参考图3，废物体积计量单元2具体包括：通过废物输送管道3与废物收集单元1相连的废物计量罐21，以及设置在废物计量罐21上的第一液位计22；其中，废物计量罐21用于从废物收集单元1中获取核电厂废物，第一液位计22用于对废物计量罐21中的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；在具体实施过程中，废物计量罐21的容积是确定的，在通过液位计计量到废物计量罐21中的液位时，便可知对应此液位的废物体积。废物固化单元6通常包括金属桶、水泥下料设备和搅拌设备，其中，所述金属桶用于容置所述预设体积的核电厂废物，所述搅拌设备用于在所述水泥下料设备向金属桶中的核电厂废物中下放水泥等添加剂时进行搅拌，以使所述预设体积(即定体积)的核电厂废物与水泥等添加剂混合均匀，以获得较好的固化效果。另外，仍请参考图3，为了使得废物计量罐21中的废物能够顺利地通过管道排放到废物固化单元6中，在废物计量罐21上设置有第一通气管24，在第一通气管24上设置有第一排气阀241；第一通气管24用于在第一排气阀241打开时连通废物计量罐21与外部环境，以使废物计量罐21中为常压。为了在废物体积计量单元2在计量核电厂废物时防止废物排放到废物固化单元6中，在废物计量罐21与废物固化单元6的连接管道上设置有第十二阀门4-12。

进一步，在本申请实施例中，将对浓缩液和废树脂两类核电厂废物的固化进行具体说明：

(一)所述核电厂废物为浓缩液

请对照图2参考图4，为浓缩液固化处理系统结构示意图，由浓缩液的收集、计量和排放三部分组成。在对浓缩液进行固化体积计量时，直接对浓缩液原液进行计量即可。其中，废物收集单元1为上游的浓缩液贮存罐；废物计量罐21为浓缩液计量罐，用于每桶浓缩液固化所需浓缩液的计量；阀门组件4包括：串联的第一阀门4-1和第二阀门4-2，为浓缩液计量阀门。整个计量过程，依靠所述浓缩液贮存罐和浓缩液计量罐的高度差，使得所述浓缩液贮存罐在所述浓缩液计量阀门开启的情况下顺利流入所述浓缩液计量罐，并且浓缩液计量罐内浓缩液通过重力完成计量。

为了通过图4所示的采用体积计量方式的浓缩液工艺流程图，精确计量浓缩液体积，以获得较好的固化效果，在本实施方式中采用如图5所示的浓缩液计量流程，主要包括初步计量和精确计量两个阶段。其中，在初步计量阶段，引入中间设定值SP0，SP0需要权衡计量时间和计量精度之间的关系，SP0的大小以实测数据为依据；在精确计量阶段，通过将计量液位与液位预设值SP1比较。其中，SP0大于等于0且小于SP1，并且SP0和SP1需要满足两个条件：第一，即使废物收集单元1(即上游的浓缩液贮存罐)中液位最高的情况下，废物计量罐21(即浓缩液计量罐)中液位到达中间设定值SP0后进行关阀的操作(优先关闭第二阀门4-2以阻断废物输送管道3的操作)，依然能保证关阀后，所述浓缩液计量罐中的液位未超过液位预设值SP1；第二，在所述浓缩液计量罐中液位到达中间设定值SP0后进行关阀的操作(同上)，关阀后所述浓缩液计量罐中的液位和液位预设值SP1的差值不宜过大，否则会影响计量的效率。其中，SP0和SP1为设置在控制单元5中用于判定并控制废物体积计量单元2中废物体积的预设体积参数，控制单元5首先基于中间设定值SP0实现浓缩液的初步计量，之后通过控制调整第一阀门4-1和第二阀门4-2的阀门交替开关状态实现浓缩液的精确计量(以计量达到液位预设值SP1)。

具体的，所述初步计量和精确计量阶段表述如下：

1)初步计量阶段：控制开启第一阀门4-1和第二阀门4-2，以使废物收集单元1(即上游的浓缩液贮存罐)中的浓缩液排往废物计量罐21(即浓缩液计量罐)中；通过第一液位计22监测计量废物计量罐21中浓缩液的液位，获得浓缩液液位(即浓缩液体积)，并将其发送给控制单元5；控制单元5将浓缩液液位与中间设定值SP0进行比较，当浓缩液液位达到中间设定值SP0时，控制关闭第二阀门4-2，并向第一阀门4-1的发送开启指令，进而完成初步计量；

2)精确计量阶段：延时时长t1(即控制第二阀门4-2处于关闭状体且第一阀门4-1处于开启状态持续时长t1)，使得第一阀门4-1和第二阀门4-2之间管段积蓄一定量的浓缩液，其中，时长t1根据第一阀门4-1和第二阀门4-2之间管段的布局而定，这里不做具体限定。进一步，控制关闭第一阀门4-1并开启第二阀门4-2，使得阀门4-1和4-2之间管段中的浓缩液缓慢流入废物计量罐21(即浓缩液计量罐)中。其中，在排放第一阀门4-1和第二阀门4-2之间管段中浓缩液的过程中，由于第一阀门4-1处于关闭状态，阀门4-1和4-2之间管段上下游的液位差较小，另外，阀门4-1和4-2之间管段中浓缩液的量较少，通过将浓缩液在阀门4-1和4-2之间管段进行少量积蓄，再将积蓄的少量浓缩液排往浓缩液计量罐中，如此反复，可以将计量过程的误差控制在较小范围内，直到液位达到预定值SP1为止。

通过上述两个阶段的计量，一方面，通过引入中间设定值SP0，解决了由于管道上下游压差导致的浓缩液计量体积超过设定值(即固化所需的固定体积)的情况；另一方面，通过引入适当延迟(即t1)及小流量计量(即通过在阀门4-1和4-2之间管段中进行少量浓缩液积蓄和排放)的方式，消除了计量过程中液面波动引起的计量误差。

上述计量过程的描述主要针对废物计量罐21(即浓缩液计量罐)为空罐的情况，在实际操作过程中，废物计量罐21存在不为空罐的情况，那么在计量任务开始后，可首先对浓缩液计量罐中液位进行判定，如果此时浓缩液计量罐中液位值达到预设值SP1，直接完成计量任务，如果浓缩液计量罐中液位值介于SP0和SP1之间，则进入小流量计量阶段(即精确计量阶段)，通过阀门4-1和4-2的交替开关完成液位的精确计量，如果浓缩液计量罐中液位值小于SP0，则计量任务和空罐状态相似。在任务开始之初，将废物计量罐21的液位与SP0和SP1进行比较判定，具有至少以下两个优点：第一、如果计量过程中出现异常情况，可通过任务的重启，根据废物计量罐21中的实际液位情况跳转至对应的步骤，避免出现计量过量；第二，提高了程序了冗余性和计量过程的稳定性。

进一步，在图4所示浓缩液体积计量系统结构的基础上，请参考图5，控制单元5控制调整阀门组件2的阀门开关状态，进而进行浓缩液体积计量的具体步骤如下：

S50、判定浓缩液液位(即体积)是否达到中间设定值SP0或液位预设值SP1，当浓缩液液位达到SP1时，执行步骤S57，或当浓缩液液位低于SP1且高于SP0时，执行步骤S53，或当浓缩液液位低于SP0时，执行步骤S51；

S51、控制开启第一阀门4-1，当第一阀门4-1开到位时，执行步骤S52；

S52、控制开启第二阀门4-2，以使废物收集单元1中的浓缩液在液位差和重力的作用下流入废物计量罐21中，同时计量废物计量罐21中浓缩液的液位，直到浓缩液液位达到SP0，并在浓缩液液位达到SP0后，执行步骤S53；

S53、控制关闭第二阀门4-2，以关闭废物输送管道3，当第二阀门4-2关到位时，执行步骤S54；

S54、控制开启第一阀门4-1，以在阀门4-1和4-2之间管段中积蓄浓缩液，同时进行计时，以使第一阀门4-1处于开启状态且第二阀门4-2处于关闭状态持续t1时长后，执行步骤S55；

S55、控制关闭第一阀门4-1，以停止在阀门4-1和4-2之间管段积蓄浓缩液，在第一阀门4-1关闭后，执行步骤S56；

S56、控制开启第二阀门4-2，以使阀门4-1和4-2之间管段中积蓄的浓缩液流入废物计量罐21，同时进行计时，期间计量废物计量罐21中浓缩液的液位，并判断浓缩液液位是否达到SP1，并在浓缩液液位达到SP1后，执行步骤S57，在浓缩液液位未达到SP1，且计时结束(即第一阀门4-1处于关闭状态且第二阀门4-2处于开启状态持续t2时长)后，跳转执行步骤S53；

S57、控制关闭第二阀门4-2，当第二阀门4-2关闭后，执行步骤S58；

S58、控制关闭第一阀门4-1，在第一阀门4-1关闭后，浓缩液体积计量完成。

在执行上述步骤S52、S56的同时，第一液位计22对废物计量罐21中浓缩液的液位进行计量，并将计量所得的浓缩液液位传输至控制单元5，以使控制单元5根据该浓缩液液位与SP0或SP1进行比较，并控制第一阀门4-1和第二阀门4-2以相应的步骤进行操作。在具体实施过程中，仍请参考图4，废物计量罐21上设置第三液位计25，其为连续型液位计，用于设定SP0及液位参考，第一液位计22为通断型液位计，触发的值即为预设值SP1。在实际操作中，第一阀门4-1和第二阀门4-2均与控制单元5相连，接收控制单元5的控制指令，进行阀门开关操作，并将阀门的开关状态反馈给控制单元5，在上述步骤中关于“阀门关或开到位”，依据阀门特性而定。另外，时长t2根据第二阀门4-2和废物计量罐21之间管段的布局而定，这里不做具体限定。

(二)所述核电厂废物为废树脂

请对照图2参考图6，为废树脂固化处理系统结构示意图，由废树脂的收集、计量和排放三部分组成。其中，在图6中未示出控制单元5与废物体积计量单元2和阀门组件4的连接关系，其连接关系可参照图4所示核电厂浓缩液固化处理系统结构示意图。与浓缩液计量不同的是，废树脂的计量是以干树脂(即脱水后的废树脂)的体积为准，而核电厂废物收集单元1收集暂存的废树脂均为含水量较多的树脂(含水树脂无法实现水和树脂的精确计量)，因此在体积计量时，首先需要对废树脂进行脱水获得干树脂，并对干树脂进行体积计量，以通过废物计量罐21计量获得固化所需的预设体积的干树脂；另外，在进行固化时，需要向干树脂中混入相应配额的固化水。也就是说，废树脂的固化过程，包括两个阶段：1)脱水计量阶段(即脱水获得干树脂，并对干树脂进行体积计量)；2)固化水添加阶段(即针对相应体积的干树脂，计量获得相应的剂量的固化水，并在固化时添加到干树脂中)。

由于废树脂的物理特性，使得废树脂在通过废物输送管道3输送往废物体积计量单元2时，无法自然平铺在废物计量罐21中，使得第一液位计无法准确测量出废物计量罐21中的废树脂的体积，针对这一情况，请参考图6，在本实施方式中，废物体积计量单元2和阀门组件4的设置均与上述图4所示浓缩液固化处理系统的结构不同，在本废树脂固化处理系统的阀门组件4包括：依次串联的第三阀门4-3、第四阀门4-4和第五阀门4-5；废物体积计量单元2还包括：与第三阀门4-3和第四阀门4-4之间管段连通的第一SED水管道71(在本实施例中的SED水管道均与核电厂补给水系统连接，用于获取SED水)，设置在第一SED水管道71上的第六阀门4-6，与第四阀门4-4和第五阀门4-5之间管段连通的第二SED水管道72，设置在第二SED水管道72上的第七阀门4-7。

进一步，仍请参考图6，废物体积计量单元2还包括：与废物计量罐21相连的废树脂脱水模块23，用于对废物计量罐21中的废树脂进行脱水，以获得干树脂；第一液位计22还用于对废物计量罐21中干树脂的体积进行计量，以获得废树脂体积。具体的，废树脂脱水模块23具体包括：与废物计量罐21相连的脱水泵231，以及与脱水泵231相连的脱水计量槽232；脱水泵231用于在工作时产生离心力，以对废物计量罐21中的废树脂进行脱水，并将脱出的水送入脱水计量槽232中暂存。

进一步，请继续参考图6，为了将废树脂脱出的水送入脱水计量槽232中暂存，废树脂脱水模块23设置有脱水路径，即废树脂脱水模块23还包括：连通废物计量罐21和脱水泵231的第一脱水管道233，设置在第一脱水管道233上的第八阀门4-8，连通脱水泵231和脱水计量槽232的第二脱水管道234，以及设置在第二脱水管道234的第九阀门4-9；脱水泵231用于在工作时产生离心力，以对废物计量罐21中的废树脂进行脱水，并在第八阀门4-8和第九阀门4-9处于开启状态时，通过第一脱水管道233和第二脱水管道234将从废树脂脱出的水输送到脱水计量槽232中暂存。另外，为了在干树脂体积计量完成后，为干树脂提供固化水，废树脂脱水模块23设置有固化水供应路径，即废树脂脱水模块23还包括：设置在脱水计量槽232上的第二液位计235，用于计量脱水计量槽232中水的体积；连通脱水计量槽232和脱水泵231的第一固化水管道236，设置在第一固化水管道236上的第十阀门4-10，连通脱水泵231和废物计量罐21的第二固化水管道237，以及设置在第二固化水管道237的第十一阀门4-11；脱水泵231还用于在废物体积计量单元2计量到干树脂的体积达到所述预设体积，且向废物固化单元6排放干树脂时工作，并在第十阀门4-10和第十一阀门4-11处于开启状态时，通过第一固化水管道236和第二固化水管道237将脱水计量槽232中的水输送回废物计量罐21，以向废物计量罐21中干树脂提供固化水。

进一步，在具体实施过程中，为了在脱水计量槽232中暂存水不足以为固化用干树脂提供足够的固化水时，对脱水计量槽232加水，请继续参考图6，废物体积计量单元2还包括：设置在脱水计量槽232上的第三SED水管道73，用于在脱水计量槽232向废物计量罐21中干树脂提供固化水，且第二液位计235计量到脱水计量槽232中水的总量小于干树脂固化所需水的量时，向脱水计量槽232注水，进而向废物计量罐21中干树脂提供充足的固化水，其中，在第三SED水管道73设置有第十三阀门4-13。另外，为了准确计量和控制固化水供应路径向废物计量罐21中干树脂提供固化水的量，废物体积计量单元2还包括：设置在第二固化水管道237上的流量计8，用于计量脱水计量槽232向废物计量罐21输送的固化水的量。

在具体实施过程中，在脱水泵231与第二脱水管道234和第二固化水管道237的连接管道上设置有第三脱水管道238，并且在第三脱水管道238上设置有第十四阀门4-14；在脱水计量槽232中水的总量能够为预设体积的干树脂提供充足的固化水且能够补偿管道中所滞留的水量、第十四阀门4-14处于开启状态，且脱水泵231正在为树脂计量罐中的废树脂脱水时，第三脱水管道238用于向其它设施排放废树脂脱出的水。另外，在脱水计量槽232上设置有第二通气管26，并且在第二通气管26上设置有第二排气阀261；其中，第二通气管26与第一通气管24的作用类似，第二排气阀261与第一排气阀241的作用类似，这里不再一一赘述。

另外，仍请参考图6，在具体实施过程中，可在树脂收集罐(即废物收集单元1)上设置第四SED水管道74，并在第四SED水管道74上设置喷射器9。在进行树脂计量时，通过喷射器9对流经第四SED水管道74的SED水作用，从而对树脂收集罐中的废树脂进行冲刷，以使废树脂顺利流入废物输送管道3。

在具体实施过程中，对于废树脂体积计量，需保证脱水后的干树脂体积、树脂的湿视密度、游离态水的重量、额外固化用水添加量等参数的稳定性和一致性，才能保证水泥固化体性能稳定并满足国标GB14569.1-2011的要求。然而，在实际应用中，会出现很多不同的配方调整工况，为了使得本申请的定体积计量工艺能够适应配方调整工况，克服树脂堆积、水和树脂两态、管道残余等实际问题对于计量精度的影响，在本废树脂计量固化方案中，通过对废树脂进行脱水获得的干树脂和其固化所需的固化水分开计量。废树脂由收集罐(即废物收集单元1)进入计量罐(即废物计量罐21)，通过脱水泵231将计量罐中的水抽至脱水计量槽232中，如此循环直至计量罐中完成脱水的树脂达到体积要求。具体方案如下：

在通过废物计量罐21(即树脂计量罐)对树脂进行体积计量的过程中，在第三阀门4-3、第四阀门4-4和第五阀门4-5开启，且废物收集单元1通过废物输送管道3向废物计量罐21排放废树脂时，首先开启第六阀门4-6，以使SED水通过第一SED水管道71流入废物输送管道3，对废物输送管道3进行冲洗，进而将废物收集单元1(即树脂收集罐)到废物计量罐21(即树脂计量罐)的废树脂输送通道打开，通过一定的延迟(记作延迟t3时长)且在不触发第一液位计22的前提下，让尽量多得废树脂流入废树脂计量罐中；需要指出的是，这里的第一液位计22为通断计量型，当树脂计量罐中的树脂体积达到预设体积时，触发并产生计量信号。

之后再通过第一SED水管道71的SED水带着一定量的树脂将废物计量罐21(即树脂计量罐)中的树脂表面尽量冲洗平滑，使得废树脂自然平铺在废物计量罐21中，进而使第一液位计22的计量结果能够准确反映树脂计量罐中的树脂体积。如果此时树脂计量罐中的第一液位计22未触发，则通过控制第四阀门4-4和第五阀门4-5的开关状态(此过程中第三阀门4-3处于开启状态)，在第四阀门4-4和第五阀门4-5之间管段存储一定量的树脂，并开启控制开启第七阀门4-7，以使SED水通过第二SED水管道72流入废物输送管道3，混合阀门4-4和4-5之间管段存储的树脂，一起排入树脂计量罐中，并通过如此往复的过程，直至树脂计量罐中的第一液位计22触发，在整个计量过程中控制单元5对树脂计量罐的第一液位计22的计量信号进行持续监控。进一步，在计量到的废树脂体积达到预设体积时，对树脂计量罐中的废树脂进行脱水，在脱水流程结束后，在树脂计量罐中获得干树脂，并再次计量干树脂的体积，若干树脂体积低于所述预设体积，控制单元5控制调整阀门4-3、4-4、4-5、4-6和4-7，向树脂计量罐中添加废树脂，直至第一液位计22触发，并再次进行脱水，…，依此循环下去，即需经历废树脂计量-脱水-干树脂计量-添加废树脂-再脱水-再干树脂计量的循环过程，直至脱水后树脂计量罐中干树脂的体积仍达到预设体积，则向废物固化单元6排放干树脂并进行固化。

也就是说，在废树脂体积计量过程中，先通过树脂收集罐和树脂计量罐之间的高度差进行初步计量，让尽量多的废树脂在初步计量阶段进入树脂计量罐内，可防止初步计量完成后，计量到的树脂的体积与所述预设体积偏差太多，进而使得再次添加废树脂的流程过长。这一点与控制调整阀门4-3、4-4、4-5、4-6和4-7，向树脂计量罐中排放废树脂的时长有关，而这一时长与管道布局和树脂收集罐中的树脂量等参数相关。在初步计量完成后，通过控制上游阀门(4-4、4-5、4-6和4-7)的开关状态，采用SED水冲带的方式完成精确计量并控制液位尽量平滑以提高计量精度。进一步，在树脂计量罐的废树脂体积达到预设体积后，采用如图8所示的时间等待法进行树脂脱水，为了保证每一次脱水过程之后，废树脂计量罐中的树脂达到固化用干树脂的标准，设定每一次脱水过程包括预设次数(如4次)的循环脱水操作。

下面首先在图6所示浓缩液体积计量系统结构的基础上，请参考图7，控制单元5控制调整阀门组件2的阀门开关状态，进而进行废树脂计量的具体步骤如下：

S71、判定树脂计量罐中的第一液位计22是否触发，当判定结果为否时，执行步骤S72，或当判定结果为是时，执行步骤S77；

S72、控制依次开启第八阀门4-8和第九阀门4-9，当阀门4-8和4-9开启到位后执行步骤S73；此步骤用于打开树脂计量罐的脱水路径s；

S73、控制开启第三阀门4-3，并当第三阀门4-3开启到位后，执行步骤S74；

S74、控制开启第四阀门4-4，并当第四阀门4-4开启到位后，执行步骤S75；

S75、控制开启第五阀门4-5，并当第五阀门4-5开启到位后，执行步骤S751；其中，步骤S73～S75用于打开废物输送管道3；

S751、控制开启第六阀门4-6，以打开第一SED水管道71，使SED水对废物输送管道和废物计量罐中的树脂进行冲刷，同时开始计时，并一直判定第一液位计22是否触发，当第一液位计22未触发且计时达到t3时长时，执行步骤S752；

S752、控制关闭第六阀门4-6，以使树脂收集罐中的树脂在重力作用下自然下放到树脂计量罐，同时开始计时，并一直判定第一液位计22是否触发，当第一液位计22未触发且计时达到t4时长时，执行步骤S753；

S753、控制开启第六阀门4-6，以打开第一SED水管道71，再次通过SED水对废物输送管道和废物计量罐中的树脂进行冲刷，同时开始计时，并一直判定第一液位计22是否触发，当第一液位计22未触发且计时达到t5时长时，执行步骤S754，或当第一液位计22触发时，执行步骤S77；

S754、控制关闭第六阀门4-6，同时执行步骤S76；

S76、判定第一液位计22是否触发，当判定结果为否时，执行步骤S761，或当判定结果为是时，执行步骤S77；

S761、控制关闭第四阀门4-4，并当第四阀门4-4关到位后，执行步骤S762；

S762、控制依次开启第五阀门4-5和第七阀门4-7，并在第七阀门4-7开启后开始计时，同时一直判定第一液位计22是否触发，当第一液位计22未触发且计时达到t6时长时，执行步骤S763，或当第一液位计22触发时，执行步骤S77；

S763、控制关闭第七阀门4-7，并当第七阀门4-7关到位后，执行步骤S764；

S764、控制关闭第五阀门4-5，并当第五阀门4-5关到位后，执行步骤S765；

S765、控制依次打开第四阀门4-4和第六阀门4-6，并在第六阀门4-6开启后开始计时，当计时达到t7时长时，执行步骤S766；

S766、控制关闭第六阀门4-6，并开始计时，当计时达到t8时长时，执行步骤S76；其中，步骤S761～S766用于精确计量，计量原理同上述浓缩液的精确计量阶段，即首先在两阀门(4-4和4-5)之间管段进行少量废树脂积蓄，然后通过相关阀门开关控制，将该管段间积蓄的少量废树脂排放到树脂计量罐中，如此反复，直至树脂第一液位计触发；

S77、控制关闭第五阀门4-5、第六阀门4-6和第七阀门4-7，并开启第四阀门4-4，之后执行步骤S78；

S78、判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S79，或当判定结果为否时，执行步骤S761；

S79、判定第二液位计235的计量结果是否达到预设体积的干树脂固化所需的水量和管道补偿水量的和(即预设水量)，当判定结果为是时，执行步骤S791，或当判定结果为否时，执行步骤S710；

S791、控制开启第十四阀门4-14，在阀门4-14开启后，执行步骤S792；

S792、控制关闭第九阀门4-9，在阀门4-9开启后，执行步骤S710；

S710、控制启动脱水泵231，并进行计时，当脱水计时达到t9(此时长可设定)，执行步骤S711；

S711、控制停止脱水泵231，并在停泵后，执行步骤S712；

S712、判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S7121，或当判定结果为否时，执行步骤S761；

S7121、判定脱水循环过程是否继续，当判定结果为是时，执行步骤S7122，或当判定结果为否时，执行步骤S713；

S7122、进行计时，控制脱水等待t10时长(等待时长可设定)，并当计时达到t10时长时，执行步骤S79；

S713、控制关闭第三阀门4-3、第九阀门4-9和第十四阀门4-14，并在此三个阀门关闭后，执行步骤S714；

S714、判定第二液位计235的计量结果是否达到预设体积的干树脂固化所需的水量和管道补偿水量的和(即所述预设水量)，当判定结果为是时，任务结束，或当判定结果为否时，执行步骤S7141；

S7141、控制开启第十三阀门4-13，以使SED水通过第三SED水管道73流入脱水计量槽232中，同时通过第二液位计235对脱水计量槽232中的液位进行计量，并判定第二液位计235的计量结果是否达到预设体积的干树脂固化所需的水量和管道补偿水量的和，直至判定结果为是时，执行步骤S7142；

S7142、控制关闭此任务相关的所有需关闭的阀门，任务结束。

类似于浓缩液计量任务，废树脂计量任务在开始后加入树脂计量罐中液位情况的判定，当树脂计量罐中的第一液位计22触发时，直接进入后续脱水的操作；当树脂计量罐中的第一液位计22未触发时，则进入空罐计量流程(即上述图7中S72～S766所示的计量流程)。在任务开始之初，加入此判定(即上述图7中S71)后，具有至少如下好处：第一、如果计量过程中出现异常情况，可通过任务的重启，根据树脂计量罐内的实际情况跳转至对应的步骤，避免出现过量计量；第二，此判定的加入提高了程序了冗余性和计量过程的稳定性。

另外，对于上述步骤S79～S7122为对树脂计量罐中废树脂的脱水操作，请结合图8，以设定的循环脱水预设次数为4为例，一次完整的脱水过程具体包括以下步骤：

S81、当第一液位计22触发时，控制设定循环脱水次数为0，接着执行步骤S82；

S82、启动第一次脱水，并进行计时，当计时达到设定的第一次脱水时长时，控制停止脱水泵231；接着执行步骤S83；

S83、判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S831，或当判定结果为否时，执行步骤S832；

S831、进行第一次脱水等待，并判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S84，或当判定结果为否时，执行步骤S832；

S832、将泵循环脱水次数清零，并执行上述步骤S761，向树脂计量罐中重新加树脂；

S84、控制循环脱水次数加1，并启动第二次脱水，同时进行计时，当计时达到设定的第二次脱水时长时，控制停止脱水泵231；接着执行步骤S85；

S85、判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S851，或当判定结果为否时，执行步骤S832；

S851、进行第二次脱水等待，并判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S86，或当判定结果为否时，执行步骤S832；

S86、控制循环脱水次数再加1，并启动第三次脱水，同时进行计时，当计时达到设定的第三次脱水时长时，控制停止脱水泵231；接着执行步骤S87；

S87、判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S871，或当判定结果为否时，执行步骤S832；

S871、进行第三次脱水等待，并判定第一液位计22是否触发，当判定结果为是时，执行步骤S88，或当判定结果为否时，执行步骤S832；

S88、控制循环脱水次数再加1，并启动第四次脱水，同时进行计时，当计时达到设定的第四次脱水时长时，控制停止脱水泵231，并停止此次脱水任务。

综合上述脱水步骤，即为：当树脂计量罐的第一液位计22触发后，启动脱水泵231进行第一次脱水，第一次脱水完成后对第一液位计22的计量结果再判定，如果第一液位计22仍然触发，则进入第一次脱水等待，如果此时第一液位计22不再触发，则进入图7中的步骤S761中进行树脂再添加的操作，同时将泵脱水循环次数清零，当树脂加至第一液位计22触发后，重新进入首次树脂脱水的流程，整个脱水过程包括图8中完整的4次脱水操作。其中，每次脱水时间和脱水等待时间均为可设定，具体可根据试验过程反复测试得到，确定其合适数值，可保证树脂脱水效果的一致性。

进一步，按上述图8脱水流程完成废树脂脱水后得到的干树脂存放在树脂计量罐中，其体积、游离水(主要体现为管道中滞留的水)和湿视密度等均满足固化用树脂的要求，将游离水和实际固化中所需水进行比对，确定出需从脱水计量槽引入的额外固化水。排放树脂的过程中，通过泵231将脱水计量罐中的固化用水打入树脂计量罐中，此部分固化用水通过泵231的作用可将树脂计量罐壁的树脂冲洗干净，同时采用流量计8对打入树脂计量罐的水进行监测。

进一步，在具体实施过程中，对于完成体积计量后的浓缩液或废树脂，需在废物固化单元6中进行固化，在固化过程中，涉及水泥下料环节：

由于在整个固体废物的固化方案中均未采用称重单元来实现在线计量，浓缩液和废树脂通过上述如图2～图8的体积计量方式实现了精确计量。对于水泥总量，通过配方和废物的各参数可计算得到，本方案采用专用称重设施提前完成每桶所需水泥总量的控制，所以，只需将每次料斗中的水泥全部下料完成便可保证配方中的水灰比，下料过程采用螺旋输送装置的方式。但是，水泥下料过程的快慢及中间重量控制，对最终固化体是否搅拌均匀，是否有结团现象及下料口是否堆积有决定性作用。本方案中的方法中间过程的细分，可实现水泥下料过程的精确控制，有效避免上述问题。

水泥下料过程要求先多后少，下料均匀，对于无称重计量的系统，首先，将整个水泥量分为3-4大部分，假设按照60％、30％、7％、3％的设定比例进行下料过程控制。按照螺旋输送装置的流量标定，从而确定第1、2、3、4大部下完成对应量的下料频率和时间。

进一步，为了使水泥下料的控制更加精确，因第1、2步下料过多仍然可能导致搅拌不充分或者第3、4步中水泥已较干的情况下，假如较大残余量的水泥加入金属桶(即废物固化单元6中用于存放核电厂废物的容器)中，会发生不均匀或结块等现象。所以，为解决上述问题，在已分为4大部的下料过程中，对每一大步下料过程进行再区分：第一，将每大步分为若干小步，可保证每次下料的量可控，避免大量水泥的堆积和搅拌不匀，尤其是对于水泥搅拌的后期意义重大；第二，在每一小批次之间，加入空搅拌时间，保证之前小的料能充分搅拌。

通过实施本申请上述方案，实现了无称重单元下的固体废物处理系统的设计，系统操作简单、维护方便、且考虑了意外情况下的处理能力，主要技术效果描述如下：

(1)在设备简洁的情况下，完成了浓缩液的精确计量；经过现场试验，整体计量精确在±1％的误差范围内，甚至高于采用重量计量的系统误差；

(2)经过现场实际验证，成功实现废树脂的精确计量任务；此任务中，对于脱水流程的控制，游离态水在整个固化用水中的体现，脱水后废树脂含水量一致性等方面的全面考虑，使得无称重单元下的废树脂体积计量误差控制在±1.5％的误差范围内，高于固化配方中的精度要求；

(3)针对水泥下料对于固化体最终性能影响的原因，采用简单易实现的方式，完成无在线计量单元情况下，水泥下料的全过程精确控制；

(4)整个方案采用的体积计量方式，充分考虑了计量失败情况下配方的包容性，在浓缩液、废树脂处理的相关任务中，考虑了意外情况下的处理模式，整个方案可有效完成意外情况下的废物处理任务。

实施例二

基于同一发明构思，请参考图9，本发明实施例还提供了一种核电厂废物固化处理方法，应用于如上述实施例一所述的核电厂废物固化处理系统中，所述处理方法包括步骤：

S1、通过废物收集单元1收集并暂存核电厂废物；

S2、通过废物体积计量单元2从所述废物收集单元1中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；

S3、通过控制单元5从所述废物体积计量单元2获取废物体积，并基于废物体积控制调整阀门组件4的阀门开关状态，以使所述阀门组件4在所述阀门开关状态发生变化时，控制所述废物收集单元1中核电厂废物沿废物输送管道3输送往所述废物体积计量单元2的输送量，以使所述废物体积计量单元2在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积(对应实施例一中的液位预设值SP1)的核电厂废物；

S4、通过废物固化单元6接收并固化所述废物体积计量单元2排放的所述预设体积的核电厂废物。

进一步，在本申请实施例中，将对浓缩液和废树脂两类核电厂废物的固化进行具体说明：

(一)所述核电厂废物为浓缩液

请参考图10，通过第一液位计22对废物计量罐21中的浓缩液的体积进行计量，以获得废物体积(即浓缩液体积)，所述步骤S3包括子步骤：

S31a、通过控制单元5从所述废物体积计量单元2获取废物体积，并判断废物体积是否大于中间设定体积；其中，所述中间设定体积(对应实施例一中的中间设定值SP0)小于所述预设体积；

S32a、当废物体积小于等于所述中间设定体积时，控制开启第一阀门4-1和第二阀门4-2，以使所述废物收集单元1中核电厂废物以第一速度流入所述废物体积计量单元2，同时，通过控制单元5获取并判断废物体积是否大于所述中间设定体积且小于所述预设体积；其中，所述第一速度是指在废物输送管道3完全导通的情况下，浓缩液基于液位差和重力作用从废物收集单元1流入废物体积计量单元2的速度，其与管道布局等因素有关，这里不做具体限定；

S33a、当废物体积大于所述中间设定体积且小于所述预设体积时，控制关闭所述第二阀门4-2和开启所述第一阀门4-1，并控制所述第二阀门4-2处于关闭状态且所述第一阀门4-1处于开启状态持续第一时长，以使所述第一阀门4-1和所述第二阀门4-2之间管段蓄积浓缩液；

S34a、控制关闭所述第一阀门4-1和开启所述第二阀门4-2，并控制所述第一阀门4-1处于关闭状态且所述第二阀门4-2处于开启状态持续第二时长，以使所述第一阀门4-1和所述第二阀门4-2之间管段蓄积的浓缩液流入所述废物计量罐21中，同时，通过控制单元5获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S35a、当废物体积达到所述预设体积时，控制关闭所述第一阀门4-1和所述第二阀门4-2。

进一步，仍请参考图10，在子步骤S31a之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S36a、当废物体积大于所述中间设定体积时，判断废物体积是否达到所述预设体积；接着执行子步骤S33a或子步骤S35a。

进一步，仍请参考图10，在子步骤S34a之后，所述步骤S3包括子步骤：

S37a、当废物体积大于所述中间设定体积且小于所述预设体积时，循环执行子步骤S33a和子步骤S34a，直至废物体积达到所述预设体积时，控制关闭所述第一阀门4-1和所述第二阀门4-2。

(二)所述核电厂废物为废树脂

请参考图11，所述核电厂废物为废树脂，第三阀门4-3处于开启状态，通过第一液位计22对所述废物计量罐21中的废树脂的体积进行计量，以获得废物体积(即废树脂体积)，所述步骤S3包括子步骤：

S31b、通过控制单元5从所述废物体积计量单元2获取废物体积，并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S32b、当废物体积小于所述预设体积时，控制调整第三阀门4-3、第四阀门4-4和第五阀门4-5的开关状态，以使所述废物收集单元1中的废树脂沿所述废物输送管道3流向所述废物体积计量单元2；

S33b、控制开启所述第六阀门4-6，以使SED水通过第一SED水管道71流入所述废物输送管道3，并对所述废物计量罐21中废树脂表面进行冲洗，以使所述废树脂表面平滑，并通过控制单元5获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S34b、当废物体积小于所述预设体积时，控制调整所述阀门组件4的阀门开关状态，以在所述第四阀门4-4和所述第五阀门4-5之间管段中蓄积废树脂；

S35b、控制开启第七阀门4-7，以使SED水通过第二SED水管道72流入所述废物输送管道3，并将所述第四阀门4-4和所述第五阀门4-5之间管段中的废树脂冲洗进所述废物计量罐21，并通过控制单元5获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S36b、当废物体积小于所述预设体积时，循环执行子步骤S34b～S35b，直至废物体积达到所述预设体积时，控制关断所述废物输送管道3、所述第一SED水管道71和所述第二SED水管道72。

进一步，仍请参考图11，在所述子步骤S36b之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S37b、通过脱水泵231对所述废物计量罐21中的废树脂进行脱水，以获得干树脂，并将脱出的水送入脱水计量槽232中暂存，在完成废树脂脱水后，通过控制单元5获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；其中，“完成废树脂脱水”是指经过脱水操作后获得的干树脂符合规定的在固化时计量用的树脂标准；

S381b、当废物体积达到所述预设体积时，向所述废物固化单元6排放干树脂。

在具体实施过程中，在执行子步骤S381b的同时，所述步骤S3还包括子步骤：

S39b、将所述脱水计量槽232中的水输送回所述废物计量罐21，以向所述废物计量罐21中干树脂提供固化水。

其中，所述子步骤S39b具体包括：

S391b、当所述脱水计量槽232中水的总量小于干树脂固化所需水的量时，通过第三SED水管道73向所述脱水计量槽232注水；

S392b、将所述脱水计量槽232中的水输送回所述废物计量罐21，以向所述废物计量罐21中干树脂提供充足的固化水。

在具体实施过程中，在所述子步骤S37b之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S382b、当废物体积小于所述预设体积时，循环执行步骤S36b～S37b，直至废物体积达到所述预设体积，执行步骤S381b。

在具体实施过程中，所述子步骤S37b具体为：

通过脱水泵231对所述废物计量罐21中的废树脂进行脱水，并将脱出的水送入所述脱水计量槽232中暂存，当脱水次数达到预设次数时，完成废树脂脱水，并通过控制单元5获取并持续判断废物体积是否达到所述预设体积。

根据上面的描述，上述核电厂废物固化处理方法应用于上述核电厂废物固化处理系统中，所以，该方法的实现流程在上述系统的一个或多个实施例得到体现，在此就不再一一赘述了。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

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等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种核电厂废物固化处理系统，其特征在于，包括：

废物收集单元(1)，用于收集并暂存核电厂废物；

废物体积计量单元(2)，用于通过连接所述废物收集单元(1)和所述废物体积计量单元(2)的废物输送管道(3)从所述废物收集单元(1)中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；

设置在所述废物输送管道(3)上的阀门组件(4)，用于在所述阀门开关状态发生变化时，控制所述废物收集单元(1)中核电厂废物沿所述废物输送管道(3)输送往所述废物体积计量单元(2)的输送量，以使所述废物体积计量单元(2)在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物，并向废物固化单元(6)排放所述预设体积的核电厂废物；

与所述废物体积计量单元(2)和所述阀门组件(4)相连的控制单元(5)，用于从所述废物体积计量单元(2)获取废物体积，并基于废物体积控制调整所述阀门组件(4)的阀门开关状态；

废物固化单元(6)，用于接收并固化所述预设体积的核电厂废物；

所述控制单元(5)具体用于在所述废物体积达到中间设定值时，不断调整所述阀门组件(4)中串联的各个阀门处于不同开关状态，使串联的阀门之间的管段先存储所述核电厂废物再排放至所述废物体积计量单元(2)，直到废物体积计量单元(2)中的废物体积达到所述预设体积。

2.如权利要求1所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述废物体积计量单元(2)包括：

通过所述废物输送管道(3)与所述废物收集单元(1)相连的废物计量罐(21)，用于从所述废物收集单元(1)中获取核电厂废物；

设置在所述废物计量罐(21)上的第一液位计(22)，用于对所述废物计量罐(21)中的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积。

3.如权利要求1或2所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述核电厂废物为浓缩液，所述阀门组件(4)包括：串联的第一阀门(4-1)和第二阀门(4-2)。

4.如权利要求1或2所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述核电厂废物为废树脂，所述阀门组件(4)包括：依次串联的第三阀门(4-3)、第四阀门(4-4)和第五阀门(4-5)；

所述废物体积计量单元(2)还包括：与所述第三阀门(4-3)和所述第四阀门(4-4)之间管段连通的第一SED水管道(71)，设置在所述第一SED水管道(71)上的第六阀门(4-6)，与所述第四阀门(4-4)和所述第五阀门(4-5)之间管段连通的第二SED水管道(72)，设置在所述第二SED水管道(72)上的第七阀门(4-7)。

5.如权利要求2所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述废物体积计量单元(2)还包括：

与所述废物计量罐(21)相连的废树脂脱水模块(23)，用于对所述废物计量罐(21)中的废树脂进行脱水，以获得干树脂；

所述第一液位计(22)还用于对所述废物计量罐(21)中干树脂的体积进行计量，以获得废树脂体积。

6.如权利要求5所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述废树脂脱水模块(23)具体包括：与所述废物计量罐(21)相连的脱水泵(231)，以及与所述脱水泵(231)相连的脱水计量槽(232)；

所述脱水泵(231)用于在工作时产生离心力，以对所述废物计量罐(21)中的废树脂进行脱水，并将脱出的水送入所述脱水计量槽(232)中暂存。

7.如权利要求6所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述废树脂脱水模块(23)还包括：

连通所述废物计量罐(21)和所述脱水泵(231)的第一脱水管道(233)，设置在所述第一脱水管道(233)上的第八阀门(4-8)，连通所述脱水泵(231)和所述脱水计量槽(232)的第二脱水管道(234)，以及设置在所述第二脱水管道(234)的第九阀门(4-9)；

所述脱水泵(231)用于在工作时产生离心力，以对所述废物计量罐(21)中的废树脂进行脱水，并在所述第八阀门(4-8)和所述第九阀门(4-9)处于开启状态时，通过所述第一脱水管道(233)和所述第二脱水管道(234)将从废树脂脱出的水输送到所述脱水计量槽(232)中暂存。

8.如权利要求7所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述废树脂脱水模块(23)还包括：

设置在所述脱水计量槽(232)上的第二液位计(235)，用于计量所述脱水计量槽(232)中水的体积；

连通所述脱水计量槽(232)和所述脱水泵(231)的第一固化水管道(236)，设置在所述第一固化水管道(236)上的第十阀门(4-10)，连通所述脱水泵(231)和所述废物计量罐(21)的第二固化水管道(237)，以及设置在所述第二固化水管道(237)的第十一阀门(4-11)；

所述脱水泵(231)还用于在所述废物体积计量单元(2)计量到干树脂的体积达到所述预设体积，且向所述废物固化单元(6)排放干树脂时工作，并在所述第十阀门(4-10)和所述第十一阀门(4-11)处于开启状态时，通过所述第一固化水管道(236)和所述第二固化水管道(237)将所述脱水计量槽(232)中的水输送回所述废物计量罐(21)，以向所述废物计量罐(21)中干树脂提供固化水。

9.如权利要求8所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述废物体积计量单元(2)还包括：

设置在所述脱水计量槽(232)上的第三SED水管道(73)，用于在所述脱水计量槽(232)向所述废物计量罐(21)中干树脂提供固化水，且所述第二液位计(235)计量到所述脱水计量槽(232)中水的总量小于干树脂固化所需水的量时，向所述脱水计量槽(232)注水，以确保能够通过所述脱水泵(231)从所述脱水计量槽(232)抽取足够的固化水，以输送回所述废物计量罐(21)中。

10.如权利要求9所述的核电厂废物固化处理系统，其特征在于，所述废物体积计量单元(2)还包括：

设置在所述第二固化水管道(237)上的流量计(8)，用于计量所述脱水计量槽(232)向所述废物计量罐(21)输送的固化水的量。

11.一种核电厂废物固化处理方法，应用于核电厂废物固化处理系统中，其特征在于，所述处理方法包括步骤：

S1、通过废物收集单元(1)收集并暂存核电厂废物；

S2、通过废物体积计量单元(2)从所述废物收集单元(1)中获取核电厂废物，并对获取的核电厂废物的体积进行计量，以获得废物体积；

S3、通过控制单元(5)从所述废物体积计量单元(2)获取废物体积，并基于废物体积控制调整阀门组件(4)的阀门开关状态，以使所述阀门组件(4)在所述阀门开关状态发生变化时，控制所述废物收集单元(1)中核电厂废物沿废物输送管道(3)输送往所述废物体积计量单元(2)的输送量，以使所述废物体积计量单元(2)在每一次废物固化环节中获取并暂存预设体积的核电厂废物；

S4、通过废物固化单元(6)接收并固化所述废物体积计量单元(2)排放的所述预设体积的核电厂废物；

所述步骤S3包括子步骤：在所述废物体积达到中间设定值时，不断调整所述阀门组件(4)中串联的各个阀门处于不同开关状态，使串联的阀门之间的管段先存储所述核电厂废物再排放至所述废物体积计量单元(2)，直到废物体积计量单元(2)中的废物体积达到所述预设体积。

12.如权利要求11所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，所述核电厂废物为浓缩液，通过第一液位计(22)对废物计量罐(21)中的浓缩液的体积进行计量，以获得废物体积，所述步骤S3包括子步骤：

S31a、通过控制单元(5)从所述废物体积计量单元(2)获取废物体积，并判断废物体积是否大于中间设定体积；其中，所述中间设定体积小于所述预设体积；

S32a、当废物体积小于等于所述中间设定体积时，控制开启第一阀门(4-1)和第二阀门(4-2)，以使所述废物收集单元(1)中核电厂废物以第一速度流入所述废物体积计量单元(2)，同时，通过控制单元(5)获取并判断废物体积是否大于所述中间设定体积且小于所述预设体积；

S33a、当废物体积大于所述中间设定体积且小于所述预设体积时，控制关闭所述第二阀门(4-2)和开启所述第一阀门(4-1)，并控制所述第二阀门(4-2)处于关闭状态且所述第一阀门(4-1)处于开启状态持续第一时长，以使所述第一阀门(4-1)和所述第二阀门(4-2)之间管段蓄积浓缩液；

S34a、控制关闭所述第一阀门(4-1)和开启所述第二阀门(4-2)，并控制所述第一阀门(4-1)处于关闭状态且所述第二阀门(4-2)处于开启状态持续第二时长，以使所述第一阀门(4-1)和所述第二阀门(4-2)之间管段蓄积的浓缩液流入所述废物计量罐(21)中，同时，通过控制单元(5)获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S35a、当废物体积达到所述预设体积时，控制关闭所述第一阀门(4-1)和所述第二阀门(4-2)。

13.如权利要求12所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，在子步骤S31a之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S36a、当废物体积大于所述中间设定体积时，判断废物体积是否达到所述预设体积；接着执行子步骤S33a或子步骤S35a。

14.如权利要求12所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，在子步骤S34a之后，所述步骤S3包括子步骤：

S37a、当废物体积大于所述中间设定体积且小于所述预设体积时，循环执行子步骤S33a和子步骤S34a，直至废物体积达到所述预设体积时，控制关闭所述第一阀门(4-1)和所述第二阀门(4-2)。

15.如权利要求11所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，所述核电厂废物为废树脂，第三阀门(4-3)处于开启状态，通过第一液位计(22)对所述废物计量罐(21)中的废树脂的体积进行计量，以获得废物体积，所述步骤S3包括子步骤：

S31b、通过控制单元(5)从所述废物体积计量单元(2)获取废物体积，并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S32b、当废物体积小于所述预设体积时，控制调整第三阀门(4-3)、第四阀门(4-4)和第五阀门(4-5)的开关状态，以使所述废物收集单元(1)中的废树脂沿所述废物输送管道(3)流向所述废物体积计量单元(2)；

S33b、控制开启第六阀门(4-6)，以使SED水通过第一SED水管道(71)流入所述废物输送管道(3)，并对所述废物计量罐(21)中废树脂表面进行冲洗，以使所述废树脂表面平滑，并通过控制单元(5)获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S34b、当废物体积小于所述预设体积时，控制调整所述阀门组件(4)的阀门开关状态，以在所述第四阀门(4-4)和所述第五阀门(4-5)之间管段中蓄积废树脂；

S35b、控制开启第七阀门(4-7)，以使SED水通过第二SED水管道(72)流入所述废物输送管道(3)，并将所述第四阀门(4-4)和所述第五阀门(4-5)之间管段中的废树脂冲洗进所述废物计量罐(21)，并通过控制单元(5)获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S36b、当废物体积小于所述预设体积时，循环执行子步骤S34b～S35b，直至废物体积达到所述预设体积时，控制关断所述废物输送管道(3)、所述第一SED水管道(71)和所述第二SED水管道(72)。

16.如权利要求15所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，在所述子步骤S36b之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S37b、通过脱水泵(231)对所述废物计量罐(21)中的废树脂进行脱水，以获得干树脂，并将脱出的水送入脱水计量槽(232)中暂存，在完成废树脂脱水后，通过控制单元(5)获取并判断废物体积是否达到所述预设体积；

S381b、当废物体积达到所述预设体积时，向所述废物固化单元(6)排放干树脂。

17.如权利要求16所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，在执行子步骤S381b的同时，所述步骤S3还包括子步骤：

S39b、将所述脱水计量槽(232)中的水输送回所述废物计量罐(21)，以向所述废物计量罐(21)中干树脂提供固化水。

18.如权利要求17所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，所述子步骤S39b具体包括：

S391b、当所述脱水计量槽(232)中水的总量小于干树脂固化所需水的量时，通过第三SED水管道(73)向所述脱水计量槽(232)注水；

S392b、将所述脱水计量槽(232)中的水输送回所述废物计量罐(21)，以向所述废物计量罐(21)中干树脂提供充足的固化水。

19.如权利要求16所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，在所述子步骤S37b之后，所述步骤S3还包括子步骤：

S382b、当废物体积小于所述预设体积时，循环执行步骤S36b～S37b，直至废物体积达到所述预设体积，执行步骤S381b。

20.如权利要求16所述的核电厂废物固化处理方法，其特征在于，所述子步骤S37b具体为：

通过脱水泵(231)对所述废物计量罐(21)中的废树脂进行脱水，并将脱出的水送入所述脱水计量槽(232)中暂存，当脱水次数达到预设次数时，完成废树脂脱水，并通过控制单元(5)获取并持续判断废物体积是否达到所述预设体积。