CN107381492A - 废树脂转运槽车应急卸料系统以及转运槽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了废树脂转运槽车应急卸料系统以及转运槽车，属于放射性物质转运装置技术领域。应急卸料系统包括应急卸料管和第三三通阀；应急卸料管穿过转运槽车的储料罐的罐体，应急卸料管的一端端口保持在储料罐内，另一端端口与第三三通阀的垂直接口连接；第三三通阀设置在储料罐的外侧，第三三通阀的一个水平接口与转运槽车的用于将废树脂引入或引出储料罐的物料管路连接，另一个水平接口与转运槽车的用于清洗管路的清洗系统连接。废树脂转运槽车包括清洗系统、废料输送系统以及应急卸料系统。本发明能够将转运槽车中废树脂排除，从而避免在自动控制系统失效的情况下废树脂无法排除的情况，提高了核安全性。

Description

废树脂转运槽车应急卸料系统以及转运槽车

技术领域

本发明涉及放射性物质转运装置技术领域，具体涉及一种废树脂转运槽车应急卸料系统以及转运槽车。

背景技术

目前核电厂每年要产生相当数量的放射性废树脂，废树脂含水量大约50％-60％，其中含有中低水平的放射性湿废物，这些放射性废树脂积累到一定数量，必须转运至其处理场所，进行稳定化处理和包装，防止放射性泄漏。因此核电厂用废树脂转运槽车便应运而生，该应急卸料系统作为废树脂转运槽车的辅助系统，完善了其功能。

国外该类转运容器多使用单一的真空卸料系统，未考虑在各种阀门开关失效的情况下如何将已转运至槽车中的废树脂排除，从核安全的角度考虑，势必造成放射性废树脂在槽车中暂存，增大了作业危险性和放射性泄漏的可能性。

发明内容

为了解决现有现有技术存在的问题，本发明的一个目的在于提供一种废树脂转运槽车应急卸料系统，在各种自动控制开关阀门完全失效的情况下，通过应急卸料系统将转运槽车中废树脂排除的方案，从而避免在自动控制系统失效的情况下废树脂无法排除的情况，提高了核安全性。

本发明的另一个目的在于提供一种废树脂转运槽车，其具有应急卸料功能，能够解决在各种自动控制开关阀门完全失效的情况下无法将废树脂排出的问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种废树脂转运槽车应急卸料系统，包括应急卸料管和第三三通阀；应急卸料管穿过转运槽车的储料罐的罐体，应急卸料管的一端端口保持在储料罐内，应急卸料管的另一端端口与第三三通阀的垂直接口连接；第三三通阀设置在储料罐的外侧，第三三通阀的一个水平接口与转运槽车的用于将废树脂引入或引出储料罐的物料管路连接，第三三通阀的另一个水平接口与转运槽车的用于清洗管路的清洗系统连接。

自动控制系统发生故障时，通过手动切换第三三通阀的流通方向，将外部卸料管路(物料管路)与储料罐内槽的应急卸料管连通，物料管路的物料进出口通过快速接头与卸料厂房侧连接，利用卸料厂房侧的真空系统，利用负压将内槽中放射性废树脂和水的混合物排出，将废树脂通过应急卸料管从储料罐引出后再从物料管路排出，完成应急卸料。

一种废树脂转运槽车，包括清洗系统、废料输送系统以及上述的应急卸料系统；清洗系统包括具有清洗入口的第一清洗管路和第二清洗管路，废料输送系统包括进料管路、物料管路以及卸料系统，第一清洗管路、第二清洗管路和物料管路依次连接，进料管路和卸料系统分别与物料管路连接。

本发明在现有转运槽车的基础之上再通过增加清洗系统，使得转运槽车具有清洗功能，能够将转运槽车管壁上的废树脂清除干净，避免形成放射源。并且，为了进一步完善转运槽车装料、卸料以及清洗的功能、避免废树脂残留在转运槽车内，本发明对转运槽车的管路系统优化设计，将清洗系统和用于装料、卸料的废料运输系统连接，使得转运槽车在完成正常的装料和卸料工作的前提下，能够通过其清洗系统，将废料输送系统管路上残留的废树脂清除干净，从而克服现有转运槽车不能清洗输送管路的缺陷，避免转运槽车发生放射性泄露。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述物料管路包括物料进出口和第一三通阀，第一三通阀的一个水平接口分别与进料管路和卸料系统的出料管路连接，第一三通阀的另一个水平接口与物料进出口连接。

物料管路是本发明转运槽车废树脂进入和输出的必经管路，相较于其他管路，废树脂在物料管路流经的次数更多，其残留废树脂的几率就越大，因此，本发明在对管路的清洗上主要针对物料管路的清洗。为了控制清洗介质和废树脂在物料管路上可形成不同的流动路径，以针对不同装、卸料方式后的管路清洗或废树脂的输送，本发明在物料管路的管体上设有第一三通阀，通过改变三通阀的连通方式，以控制在物料管路内流通的介质。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第一清洗管路包括第二三通阀和第一阀门，第二三通阀的一个水平接口与清洗入口连接，第二三通阀的另一个水平接口与第一阀门连接，第二三通阀的垂直接口与第一三通阀的垂直接口连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第二清洗管路包括彼此串联的第二阀门和第三阀门，第二阀门设置在第二清洗管路的靠近第一清洗管路的一端，第三阀门设置在第二清洗管路的靠近物料管路的另一端。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第三三通阀的两个水平接口分别与第一三通阀的垂直接口和第二三通阀的垂直接口连接。

进一步地，在本发明较佳的实施例中，上述第一三通阀、第二三通阀和第三三通阀为三通球阀。

本发明具有以下有益效果：

(1)在槽车自控系统失效的情况，本发明能通过调节第三三通阀的阀门方向以及真空系统将储料罐内的废树脂卸出，同样实现槽车正常运行时的卸料功能。

(2)本发明的应急卸料系统无自动控制元件，切换第三三通阀采用纯手动控制，相对更加可靠。

(3)本发明提高了废树脂转运的安全性，降低放射性泄漏概率。

附图说明

图1为本发明实施例的转运槽车的结构示意图；

图2为本发明实施例的转运槽车的局部结构示意图；

图3为本发明实施例的转运槽车的结构示意图；

图4为本发明实施例的转运槽车的结构示意图；

图5为本发明实施例的转运槽车的结构示意图；

图6为本发明实施例的转运槽车的结构示意图；

图7为本发明实施例的转运槽车的结构示意图。

图中：100-转运槽车；110-储料罐；120-射流器；121-吸料管；122-放料管；123-高压水管；130-第一过滤器；140-第二过滤器；150-空气过滤器；160-除菌过滤器；170-应急卸料管；180-动力泵；V02-放料阀；V03-进料阀；V08-高压水阀；V14-第一三通阀；V15-第三三通阀；V16-第二三通阀；V11-第一阀门；V07-第二阀门；V04-第三阀门。

V13、V06、V05、V09和V01统称为阀门；图中的直线表示管体。

第一清洗管路：①②③④；第二清洗管路：⑤；物料管路：⑥⑦⑧；进料管路：阀门V03所在的管路；出料管路：阀门V02所在的管路。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例

请参照图1本发明的废树脂转运槽车100的结构示意图，本发明的废树脂转运槽车100包括储料罐110和管路系统。

储料罐110包括罐体和罐盖，其中，罐盖未在图中示出。本发明的储料罐110与现有技术在结构上基本相同，此处不展开叙述。

本发明的管路系统包括：废料输送系统、清洗系统、应急卸料系统、空气净化系统和排水系统。其中，应急卸料系统作为可选项。在本发明的其他实施例中，管路系统可以不包含应急卸料系统。

下面对管路系统的各个部分进行详细说明。

废料输送系统

废料输送系统包括进料管路、出料管路以及物料管路。进料管路与出料管路相互并联。进料管路和出料管路均分别与转运槽车100的储料罐110和物料管路连接。

如图1中所示，进料管路包括管体以及设置在管体上的进料阀V03。进料阀V03用于控制进料管路的开启或关闭，以在转运槽车100不同的工作状态下呈现出不同的状态。

出料管路包括管体以及设置在管体上的放料阀V02和射流器120。射流器120在本发明中的作用是帮助放料，利用射流器120的工作原理，将储料罐110内的废树脂吸出。同时，为帮助射流器120实现放料功能，本发明还配置有高压水管123。

由出料管路和高压水管123构成的结构，可以看作是本发明转运槽车100的卸料系统。具体地，卸料系统包括射流器120、吸料管121、放料管122以及为射流器120输送高压水的高压水管123以及配置在管路上的放料阀V02和高压水阀V08。吸料管121设在转运槽车100的储料罐110内。吸料管121的一端与储料罐110内部连通，吸料管121的另一端与射流器120连通。

射流器120包括依次连接的喷嘴、吸入室和扩压管。如图2所示，射流器120安装于储料罐110的盖体上，喷嘴与高压水管123连接，吸入室与吸料管121连接，扩压管与放料管122连接。放料管122设在储料罐110的外侧，并且放料管122的一端与扩压管的出口连接，放料管122的另一端与转运槽车100的物料管路连接。在连接射流器120的放料管122上设置有放料阀V02，用于控制放料管122的开启或关闭。如图2所示，本发明的射流器120能适应在槽车法兰上垂直安装。射流器120的法兰上设置有专用密封槽(图未示)，便用于在槽车法兰盖上安装后实现工作密封。本发明的射流器120在管径为Φ45×3和压力为0.6MPa条件下，能将输送固体效率达到最优30％左右，同时安装尺寸符合整体布局要求，不会占用过多空间。

请参见图1和图2，高压水管123穿过储料罐110的罐体，并且高压水管123与射流器120的喷嘴的高压水入口连接。高压水管123的一端与吸入室连接，其另一端连接至第一清洗管路和第二清洗管路的连接处。在高压水管123上设置有高压水阀V08，用于控制高压水管123的开启或关闭。

物料管路是转运槽车100与外界接通的连接管路，在进行装料、卸料和清洗时，废树脂和清洗介质均会流经物料管路。如图1所示，物料管路包括物料进出口(即图1中的B口)和第一三通阀V14。第一三通阀V14的一个水平接口分别与进料管路和出料管路连接，第一三通阀V14的另一个水平接口与物料进出口连接。物料管路的管体即图中所示的管体⑥⑦⑧。在图1所示出的实施例中，第一三通阀V14设置在管体⑥和⑦的连接处。进料管路、出料管路(放料管122)与管体⑥连接。在管体⑧上可选择地设有阀门V01。本发明的第一三通阀V14优选为手动三通球阀。

清洗系统

请参见图1，清洗系统包括具有清洗入口的第一清洗管路和第二清洗管路。第一清洗管路、第二清洗管路和物料管路依次连接。结合图1，第一清洗管路为管体①②③④，第二清洗管路为管体⑤。管体①和②通过第二三通阀V16连接，管体②和③通过阀门V13连接，其中阀门V13为可选择部件，在本发明的其他实施例中可以不包含阀门V13。在管体③上还设置有阀门V11，该阀门与为排水提供动力的动力组件并联。动力组件包括动力泵180以及分别设置在动力泵180进口和出口的阀门V12和V10。本发明的第二三通阀V16优选为手动三通球阀。

第二清洗管路包括彼此串联的第二阀门V07和第三阀门V04。第二阀门V07设置在第二清洗管路的靠近第一清洗管路的一端，第三阀门V04设置在第二清洗管路的靠近物料管路的另一端。结合图1所示，第二清洗管路为管体⑤。

应急卸料系统

请参见图1，应急卸料系统包括应急卸料管170和第三三通阀V15。应急卸料管170穿过储料罐110的罐体，应急卸料管170的一端端口保持在储料罐110内，应急卸料管170的另一端端口与第三三通阀V15的垂直接口连接。第三三通阀V15的两个水平接口分别与第一三通阀V14的垂直接口和第二三通阀V16的垂直接口连接。

应急卸料管170弯曲成型，使应急卸料管170口安装至靠近内槽釜底正中心，以利于将储料罐110内的废树脂卸载干净。应急卸料管170的另一端穿过储料罐110的屏蔽层引出至外部。外部设置3个手动三通阀，即第一三通阀V14、第二三通阀V16和第三三通阀V15。本发明的第三三通阀V15优选为手动三通球阀。

空气净化系统

请参见图1，空气净化系统包括空气过滤器150和除菌过滤器160，除菌过滤器160、空气过滤器150和储料罐110依次串联。在空气过滤器150与储料罐110连接的管体上设置有阀门V09。本发明的空气净化系统为现有装置，按照常规方式设置和连接即可。

排水系统

请参见图1，排水系统包括第一过滤器130、第二过滤器140和动力泵180。第一过滤器130和第二过滤器140彼此并联并且均设置在储料罐110内，第一过滤器130和第二过滤器140分别靠近储料罐110的顶壁和底壁。动力泵180设置在第一清洗管路上并且与第一阀门V11并联。本发明的第一过滤器130和第二过滤器140为现有装置，按照常规方式设置和连接即可。在第一过滤器130和第二过滤器140的管体上分别设置有阀门V06和V05。

本发明的阀门V13、V06、V05、V09和V01优选为气动球阀。

下面对本发明转运槽车100的工作原理进行说明。

装料

请参照图3，图中箭头所指的方向为装料时废树脂在管路系统内的流动方向，此时，B口为废树脂进料口。在装料时，将物料管路⑥⑦⑧与进料管路连通，具体地，将阀门V01打开，第一三通阀V14的两个水平接口连通，进料管路上的进料阀V03打开。同时，阀门V04关闭，以阻止废树脂流入其他管路中，使得废树脂只能沿进料管路进入至储料罐110内。同时，出料管路的放料阀V02也关闭，避免废树脂进入其内部。由此，形成由B口→V01→V14→V03的通路，废树脂沿该通路进入至储料罐110中，完成装料工作。

卸料

请参照图4，图中实心箭头所指的方向为卸料时废树脂在管路系统内的流动方向，空心箭头所指的方向为卸料时高压水在管路系统中的流动方向。

本发明将射流器120应用至本发明的转运槽车100，利用射流器120的工作原理以及结合射流器120本身结构对管路系统进行优化设计，获得了具有射流器120的卸料系统。

如图4所示，在进行卸料时，将第一清洗管路①②③④和高压水管123连通，形成用于高压水通入的通路。具体地，将第二三通阀V16的两个水平接口连通，将第一清洗管路上的阀门V13和第一阀门V11打开，将高压水管123上的高压水阀V08打开。与第一阀门V11并联的两个阀门V10和V12关闭，此时动力泵180不工作。并且，第二清洗管路⑤上的第二阀门V07需关闭，以避免高压水进入到第二清洗管路中去，降低了高压水管123内水的压力。由此，形成A口→V16→V13→V11→V08的高压水通路。

如图4所示，在进行卸料时，将出料管路与物料管路⑥⑦⑧连通，形成放料通路，以将储料罐110内的废树脂放出。具体地，将出料管路上的V02打开，将第一三通阀V14的两个水平接口连通，将阀门V01打开。需要注意的是，在卸料时，第二清洗管路⑤上的第三阀门V04和进料管路上的进料阀V03需关闭，以避免废树脂反流至第二清洗管路中和储料罐110中。由此，形成V02→V14→V01→B口的放料通路。

本发明利用射流器120的工作原理，将高压水通过高压水通路引入之射流器120中，然后从射流器120的喷嘴高速喷出，使压力能转换为速度能，在喷嘴出口区域形成真空，从而将废树脂从储料罐110中吸出，实现卸料。其中，高压水由卸料厂房提供。

清洗

请参照图5，图中箭头所指的方向为清洗介质在管路系统内的流动方向。如图5所示，在进行清洗时，将第一清洗管路①②③④、第二清洗管路⑤以及物料管路⑥⑦⑧连通，形成用于清洗介质流通的清洗回路。具体地，将第二三通阀V16的两个水平接口连通，将阀门V13、第一阀门V11、第二阀门V07、第三阀门V04开启，将第一三通阀V14的两个水平接口连通，将阀门V01开启。并且将与第一阀门V11并联的两个阀门V10和V12关闭，此时动力泵180不工作。将排水系统的阀门V06和阀门V05关闭。进料管路的进料阀V03、出料管路的放料阀V02以及高压水管123的高压水阀V08均关闭。由此，形成A口→V16→V13→V11→V07→V04→V014→V01→B口的清洗回路。

清洗时，先从清洗入口A口通入压力为0.3-0.5MPa的纯净水沿清洗回路冲洗60-90s。优选地，纯净水压力为0.4MPa，冲洗时间为80s。在本发明的其他实施例中，纯净水压力是0.3MPa，冲洗时间为90s；或者纯净水压力为0.5MPa，冲洗时间为60s。然后，从清洗入口A口再通入压力为0.4-0.8MPa的空气沿清洗回路冲洗180-210s。优选地，空气压力为0.5MPa，冲洗时间为200s。在本发明的其他实施例中，空气压力为0.4MPa，冲洗时间为210s；或者空气压力为0.8MPa，冲洗时间为180s。

经过两次清洗后，清洗工作完成。

应急卸料以及应急卸料系统的清洗

请参见图6，图中箭头所指的方向为应急卸料时废树脂在管路系统内的流动方向。如图1所示，本发明通过在储料罐110内增设应急卸料管170以及结合管路系统原有的结构，为转运槽车100提供了应急卸料系统，以便于正常卸料工作无法进行时可以通过应急卸料系统完成卸料工作，使得转运槽车100功能多样，并且实用性强。

具体地，在进行应急卸料时，将第三三通阀V15的垂直接口与其中一个水平接口连通，该水平接口与第一三通阀V14的垂直接口连接，形成由第三三通阀V15和第一三通阀V14之间的通路。第一三通阀V14的垂直接口与其中一个水平接口连通，该水平接口与阀门V01连通。由此，形成应急卸料管170→V15→V14→V01→B口的应急卸料通路。

通过应急卸料系统完成卸料工作后，对应急卸料系统进行清洗。请参照图7，图中箭头所指的方向为清洗介质在管路系统中的流动方向。与正常清洗方式不同，本次清洗主要是清洗应急卸料管170连接的管路部分。具体地，通过控制第一三通阀V14、第二三通阀V16和第三三通阀V15阀门的方向，将第一三通阀V14、第二三通阀V16和第三三通阀V15彼此连通，形成V16→V15→V014的通路。并且打开阀门V01。由此，形成A口→V16→V15→V014→B口的应急清洗通路。

具体清洗方法与前述清洗方法相同，也是用过纯净水和空气进行两次清洗，此处不再赘述。

关于空气净化系统，其工作原理与现有技术的转运槽车100相同，本发明不展开叙述。在转运槽车100的使用过程中，空气净化系统的阀门V09一直开启。

排水

排水系统分为高位排水和低位排水：

高位排水路径：第一过滤器130→V06→V07→V10→动力泵180→V12→V13→V16→A口。

当装料过程中，在储罐内，废树脂较少而水较多时，采用高位排水，尽快将多余的水排出，以增加废树脂的装入量。

低位排水路径：第二过滤器140→V05→V07→V10→动力泵180→V12→V13→V16→A口。

当装料过程中，在储罐内，废树脂较多时，采用低位排水，将多余的水排出，以增加废树脂的装入量。

需要说明的是：

(1)关于本发明提及的“水平接口”和“垂直接口”，并不是指沿水平方向的接口和沿垂直方向的接口，其命名的依据主要是针对三通阀的结构。具体到本发明中，第一三通阀V14、第二三通阀V16和第三三通阀V15均包括水平接口和垂直接口。水平接口，是指在一条直线上可彼此连通的两个接口。垂直接口，是指与前述水平接口在折线上可彼此连通，或者与前述水平接口呈垂直或倾斜状态的一个接口。水平接口和垂直接口只是为了便于描述，本发明对接口的实际方向没有限制。

(2)本发明涉及的“管路”和“管体”在为特别强调的情况下，两者含义相同。

(3)本发明的附图中展示的管路①②③④⑤⑥⑦⑧只是为了方便描述，不代表管路的实际数量，在具体实施过程中，管路的数量在保持与本发明转运槽车100结构相同或相似的前提下可以增加或减少。

本发明通过对现有转运槽车的整个管路系统进行优化改进，丰富了转运槽车的功能，在现有功能的基础之上增加了清洗功能和应急卸料功能，实用性更强。并且，本发明的管路系统在实现不同的功能时，并不是将具有不同功能的管路系统进行简单叠加，通过不同管路组实现不同功能；本发明通过对管路结构的优化设计，尽可能地减少管路的使用，使每个管路的利用最大化，包括管路上的阀门，也尽可能地做到最大利用。

例如，本发明的物料管路⑥⑦⑧，其不仅用于装料时废树脂的输入，也有用卸料(包括应急卸料)时废树脂的输出，将废树脂在转运槽车100内的输入和输出均限制在一个管路内，减少对其他管路的污染。此外，本发明的第一清洗管路①②③④不仅用于清洗时清洗介质的输入，也用于卸料时高压水的输入。

而本发明的阀门(包括阀门和三通阀)也不是随意设置的。例如，第一三通阀V14、第二三通阀V16和第三三通阀V15，该三个阀门彼此连接，通过切换每个阀门的方向来获得不同的通路；在普通清洗时，第一三通阀V14、第二三通阀V16均是两个水平接口连通，其垂直接口与第三三通阀V15截断，以形成A口→V16→V13→V11→V07→V04→V014→V01→B口的清洗回路；在应急卸料完成后清洗，则需要连通第一三通阀V14、第二三通阀V16和第三三通阀V15，以形成A口→V16→V15→V014→B口的应急清洗通路。此外，对于管路上的阀门，例如设置在第二清洗管路⑤上的阀门V07，既能够通过截止开关保证在卸料时高压水全部进入高压水管123中，避免高压水因无法全部进入至射流器120中，而使得进入射流器120的水压减少，不利于废树脂的吸出；又能够通过开启开关，将清洗管路与物料管路连通，以形成清洗回路。设置在第二清洗管路⑤上的阀门V04，既能够通过截止开关，避免装料或卸料时，废树脂反流至排水系统，污染过滤器，又能够通过开启开关，将清洗管路与物料管路连通，以形成清洗回路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种废树脂转运槽车应急卸料系统，其特征在于，包括应急卸料管和第三三通阀；所述应急卸料管穿过转运槽车的储料罐的罐体，所述应急卸料管的一端端口保持在所述储料罐内，所述应急卸料管的另一端端口与所述第三三通阀的垂直接口连接；所述第三三通阀设置在所述储料罐的外侧，所述第三三通阀的一个水平接口与所述转运槽车的用于将废树脂引入或引出所述储料罐的物料管路连接，所述第三三通阀的另一个水平接口与所述转运槽车的用于清洗管路的清洗系统连接。

2.一种废树脂转运槽车，其特征在于，包括清洗系统、废料输送系统以及权利要求1所述的应急卸料系统；所述清洗系统包括具有清洗入口的第一清洗管路和第二清洗管路，所述废料输送系统包括进料管路、所述物料管路以及卸料系统，所述第一清洗管路、所述第二清洗管路和所述物料管路依次连接，所述进料管路和所述卸料系统分别与所述物料管路连接。

3.根据权利要求2所述的废树脂转运槽车，其特征在于，所述物料管路包括物料进出口和第一三通阀，所述第一三通阀的一个水平接口分别与所述进料管路和所述卸料系统的出料管路连接，所述第一三通阀的另一个水平接口与所述物料进出口连接。

4.根据权利要求3所述的废树脂转运槽车，其特征在于，所述第一清洗管路包括第二三通阀和第一阀门，所述第二三通阀的一个水平接口与所述清洗入口连接，所述第二三通阀的另一个水平接口与所述第一阀门连接，所述第二三通阀的垂直接口与所述第一三通阀的垂直接口连接。

5.根据权利要求4所述的废树脂转运槽车，其特征在于，所述第二清洗管路包括彼此串联的第二阀门和第三阀门，所述第二阀门设置在所述第二清洗管路的靠近所述第一清洗管路的一端，所述第三阀门设置在所述第二清洗管路的靠近所述物料管路的另一端。

6.根据权利要求4所述的废树脂转运槽车，其特征在于，所述第三三通阀的两个水平接口分别与所述第一三通阀的垂直接口和所述第二三通阀的垂直接口连接。