CN107785090B - 一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及放射性废物处理技术领域，具体公开了一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置及方法，装置包括干管、由干管引出的支管、与干管相连的压力监视测量仪、通过连接管与干管相连的缓冲罐、通过减压阀与缓冲罐相连的氮气瓶。去污方法包括以下步骤：步骤一：抽气；步骤二：通气；步骤三：加热；步骤四：排气；步骤五：重复步骤一至四多次。采用本发明装置及方法进行去污，效果明显，去污后残余物料放射性远远低于国家标准，满足测量仪表开展检定的要求。

Description

一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置及方法

技术领域

本发明属于放射性废物处理技术领域，具体涉及一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置及方法。

背景技术

在铀同位素离心分离级联工艺中，为保护工艺生产过程使用了大量的压力测量、轻杂质保护传感器、轻杂质相对测量传感器、轻杂质绝对测量传感器、六氟化铀气体流向保护传感器等测量设备。

由于六氟化铀气体测量传感器在使用过程中与工艺介质直接接触，拆卸之前虽然对其进行吹洗等处理过程，但仍然会有部分物料残留在传感器的腔体内。由于传感器工作在绝对压力，即0～13.3kPa下，在对传感器拆卸后进行维修、测试、检定及校准等工作时，需要抽空至绝对零点，此时残留的物料就会挥发。六氟化铀气体压力测量传感器为电容式薄膜真空计，按照电容式薄膜真空计相关资料规定，在进行校准、检定进行零点调整时，必须压力抽空至1.0×10^-2Pa及以下，而残余料的存在在常温下很难将压力抽至。挥发的物料对测试设备、检定用标准表造成污染，而污染的标准表不能送到上级检定部门进行溯源，造成计量标准失控，传感器检定、校准等工作无法进行，计量量传失去意义，从而不能保证现场测量所使用的传感器测试真实有效。

此外，残留在测量仪表内的带有放射性的物料随仪表的运输，检定、校准、标准表向上级检定单位的溯源，引起放射性物料扩散，对作业人员的影响范围扩大，同时还有可能对环境造成不利的影响。

基于上述原因，研究开发能针对六氟化铀气体测量传感器进行去污的装置，减少残留在测量仪表内的带有放射性物料因仪表的计量活动带来扩散造成对人体及环境的影响，是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置及方法，能够去除残留在测量仪表内带有放射性的六氟化铀污沾物。

本发明的技术方案如下：

一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置，用于同时清洁三个六氟化铀测量传感器；

装置包括干管、支管、连接管、压力监视测量仪、氮气瓶、减压阀以及缓冲罐；

所述的压力监视测量仪与干管连接，在压力监视测量仪的后方干管上依次设有三个分支点，各引出一条连接管分别通过阀门A、阀门B、阀门C与待去污传感器一、待去污传感器二、待去污传感器三连接；

在待去污传感器二和待去污传感器三之间的干管上引出一条连接管与缓冲罐连接；

所述的氮气瓶通过减压阀与缓冲罐相连；

所述的支管由干管引出。

所述的支管由压力监视测量仪与待去污传感器一之间的干管上引出，在支管上依次设有抽空缓冲罐、阀门D、真空泵和工艺局排装置，作为处理模块。

由干管、缓冲罐、抽空缓冲罐、阀门D以及连接它们的连接管，组成第一加热区；

在第一加热区的各部件及连接管上缠绕设有伴热带，通电后用于加热第一加热区的各部件及连接管。

所述的支管由待去污传感器一与待去污传感器二之间的干管上引出，在支管上依次设有取样阀、阀门E、冷井、限流阀、真空泵和工艺局排装置，作为取样模块。

由干管、缓冲罐以及连接它们的连接管，组成第二加热区；

在第二加热区的缓冲罐及连接管上缠绕设有伴热带，通电后用于加热第二加热区的缓冲罐及连接管。

一种基于所述去污装置的去污方法，包括以下步骤：

步骤一：抽气，将待去污传感器接入装置，将处理模块接入装置，开启与待去污传感器相连的阀门，启动真空泵将管道内的空气抽出，在压力监视测量仪表显示压力不再下降时关闭真空泵，同时关闭阀门D；

步骤二：通气，打开减压阀，向管道内通入氮气瓶中的氮气，当压力达到低于大气压时，关闭减压阀；

步骤三：加热，对第一加热区进行加热升温，直至温度达到30～50℃时，保持10～30min后，停止加热，管道内部的氮气温度随之升高，通过热传导的方式使残留物料升温汽化；

步骤四：排气，启动真空泵，打开阀门D，将管道内的气体抽出至工艺局排装置进行处理，随气体的抽出将残留物料带走，以达到去污的目的；

步骤五：重复步骤一至四N次。

同时接入三个待去污传感器时，N≥5。

一种基于所述去污装置的测污方法，包括以下步骤：

步骤一：抽气，将待去污传感器接入装置，将取样模块接入装置，开启与待去污传感器相连的阀门，开启阀门E，启动真空泵，开启限流阀，将管道内的空气抽出，在压力监视测量仪表显示压力不再下降时关闭真空泵，同时关闭限流阀；

步骤二：通气，打开减压阀，向管道内通入氮气瓶中的氮气，当压力达到低于大气压时，关闭减压阀；

步骤三：加热，对第二加热区进行加热升温，直至温度达到30～50℃时，保持10～30min后，停止加热，保持温度期间通过取样阀取样，测量取样气体中的铀含量；

步骤四：排气，启动真空泵，调节限流阀的开度，将管道内的气体抽出至工艺局排装置进行处理，抽气过程中使压力缓慢下降，直至压力不再下降时关闭真空泵，关闭限流阀；

步骤五：重复步骤一至四多次，直至铀含量低于0.05mg/L。

步骤三中，当温度控制在30℃时，温度保持时间30min；当温度控制在40℃时，温度保持时间15min；当温度控制在50℃时，温度保持时间10min。

所述的测量取样气体中的铀含量步骤，通过取样阀将取样气体通入清水中，然后测量清水中的铀含量，重复进行多次试验，直至铀含量低于0.05mg/L。

本发明的显著效果在于：

(1)采用本发明装置及方法进行去污，效果明显，去污后残余物料放射性远远低于国家标准，满足测量仪表开展检定的要求。

(2)本发明方法采用气体吹洗进行去污，降低了测量设备沾污的可能性，同时减少了废液的产生以及废液的处理工作量。

(3)本发明填补了国内同类技术的空白，避免了六氟化铀气体传感器内残余物料扩散造成对人体及环境的不利影响。

附图说明

图1为去污流程示意图；

图2为测污流程示意图。

图中：1.压力监视测量仪；2.待去污传感器一；3.待去污传感器二；4.待去污传感器三；5.氮气瓶；6.减压阀；7.缓冲罐；8.真空泵；9.冷井；10.限流阀；11.取样阀；12.工艺局排装置；13.抽空管冲罐。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置，能够同时清洁三个及三个以下六氟化铀测量传感器，所述的三个六氟化铀测量传感器分别设为待去污传感器一2、待去污传感器二3和待去污传感器三4，装置包括干管、支管、连接管、压力监视测量仪1、氮气瓶5、减压阀6以及缓冲罐7。

所述的压力监视测量仪1与干管连接，在压力监视测量仪1的后方干管上依次设有三个分支点，各引出一条连接管分别通过阀门A、阀门B、阀门C与待去污传感器一2、待去污传感器二3、待去污传感器三4连接。

在待去污传感器二3和待去污传感器三4之间的干管上引出一条连接管与缓冲罐7连接。

所述的氮气瓶5通过减压阀6与缓冲罐7相连。

所述的支管由干管引出。

如图1所示，所述的支管由压力监视测量仪1与待去污传感器一2之间的干管上引出，在支管上依次设有抽空缓冲罐13、阀门D、真空泵8和工艺局排装置12，作为处理模块。

所述的工艺局排装置12用于处理废气。

所述的抽空缓冲罐13用于缓冲压力，减慢抽气速率，避免因抽气太快而导致待清洗的传感器损坏。

由干管、缓冲罐7、抽空缓冲罐13、阀门D以及连接它们的连接管，组成第一加热区。在第一加热区的各部件及连接管上缠绕设有伴热带，通电后用于加热第一加热区的各部件及连接管。

如图2所示，所述的支管也可以由待去污传感器一2与待去污传感器二3之间的干管上引出，在支管上依次设有取样阀11、阀门E、冷井9、限流阀10、真空泵8和工艺局排装置12，作为取样模块。

由干管、缓冲罐7以及连接它们的连接管，组成第二加热区。在第二加热区的缓冲罐7及连接管上缠绕设有伴热带，通电后用于加热第二加热区的缓冲罐7及连接管。

一种基于去污装置的去污方法，包括以下步骤：

步骤一：抽气，将待去污传感器接入装置，将处理模块接入装置，开启与待去污传感器相连的阀门，启动真空泵8将管道内的空气抽出，在压力监视测量仪表1显示压力不再下降时关闭真空泵8，同时关闭阀门D；

步骤二：通气，打开减压阀6，向管道内通入氮气瓶5中的氮气，当压力达到低于大气压时，关闭减压阀6；

步骤三：加热，对第一加热区进行加热升温，直至温度达到30～50℃时，保持10～30min后，停止加热，管道内部的氮气温度随之升高，通过热传导的方式使残留物料升温汽化；

步骤四：排气，启动真空泵8，打开阀门D，将管道内的气体抽出至工艺局排装置12进行处理，随气体的抽出将残留物料带走，以达到去污的目的；

步骤五：重复步骤一至四，进行多次吹洗。

步骤三中，当温度控制在30℃时，温度保持时间30min；当温度控制在40℃时，温度保持时间15min；当温度控制在50℃时，温度保持时间10min。

一种基于去污装置的测污方法，包括以下步骤：

步骤一：抽气，将待去污传感器接入装置，将取样模块接入装置，开启与待去污传感器相连的阀门，开启阀门E，启动真空泵8，开启限流阀10，将管道内的空气抽出，在压力监视测量仪表1显示压力不再下降时关闭真空泵8，同时关闭限流阀10；

步骤二：通气，打开减压阀6，向管道内通入氮气瓶5中的氮气，当压力达到低于大气压时，关闭减压阀6；

步骤三：加热，对第二加热区进行加热升温，直至温度达到30～50℃时，保持10～30min后，停止加热，保持温度期间通过取样阀11取样，测量取样气体中的铀含量；

步骤四：排气，启动真空泵8，调节限流阀10的开度，将管道内的气体抽出至工艺局排装置12进行处理，抽气过程中使压力缓慢下降，直至压力不再下降时关闭真空泵8，关闭限流阀10；

步骤五：重复步骤一至四，直至铀含量低于0.05mg/L。

步骤三中，当温度控制在30℃时，温度保持时间30min；当温度控制在40℃时，温度保持时间15min；当温度控制在50℃时，温度保持时间10min。

根据国家标准EJ1056-2005《铀加工与燃料制造设施辐射防护标准》、GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全》的规定，当铀含量低于0.05mg/L时，达到国家允许的放射性排放标准，视为合格。

所述的测量取样气体中的铀含量步骤，通过取样阀11将取样气体通入清水中，然后测量清水的含铀量，重复进行多次试验，当清水中铀含量低于0.05mg/L时，气体放射性浓度视为合格可以排放。

通过对待去污传感器进行升温、气体置换等操作以及对置换出的气体含铀量进行测量，使待去污传感器腔体内部含铀量达到国家排放标准。

由于待去污传感器去污后要进行计量校准、测试、维修等工作，在排放达标的情况下，传感器腔体内残留的少量六氟化铀会随计量校准、测试等工序流到校准、测试设备中污染计量标准装置及计量器具，这样将造成计量标准装置及计量器具不能到上级计量部门溯源。

为了解决上述问题，在符合国家排放标准的前提下，需要继续对传感器进行去污。经多次试验得出在上述条件下，当铀含量小于3μg/L时，去污后的传感器在工作环境温度为20±5℃的情况下，利用水解法测量，铀含量为零，不会对计量标准装置及计量器具造成污染，能进行计量校准、测试、维修等工作。

采用上述测污方法进行多次试验，数据如表1所示。

表1待去污传感器内腔气体铀含量监测表

通过多次试验证实，在同时接入3台待去污传感器的情况下，按上述测污方法，吹洗更换5次气体后，清水中含铀量小于3μg/L，待去污传感器内腔六氟化铀污沾物视为去除。

因此，在接下来的去污过程中，可不再进行铀含量的测量工作，只需按去污方法步骤进行即可。为保证吹洗的干净，并兼顾经济效益，实际工作中选择吹洗6次，并将吹洗更换出的气体接入到工艺局排装置12中，由工艺局排装置12统一处理废气，这样既减少了测量设备的沾污，同时减少了废液的产生以及废液的处理工作量。

Claims (9)

1.一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置，其特征在于：用于同时清洁三个六氟化铀测量传感器；

装置包括干管、支管、连接管、压力监视测量仪(1)、氮气瓶(5)、减压阀(6)以及缓冲罐(7)；

所述的压力监视测量仪(1)与干管连接，在压力监视测量仪(1)的后方干管上依次设有三个分支点，各引出一条连接管分别通过阀门A、阀门B、阀门C与待去污传感器一(2)、待去污传感器二(3)、待去污传感器三(4)连接；

在待去污传感器二(3)和待去污传感器三(4)之间的干管上引出一条连接管与缓冲罐(7)连接；

所述的氮气瓶(5)通过减压阀(6)与缓冲罐(7)相连；

所述的支管由压力监视测量仪(1)与待去污传感器一(2)之间的干管上引出，在支管上依次设有抽空缓冲罐(13)、阀门D、真空泵(8)和工艺局排装置(12)，作为处理模块；

由干管、缓冲罐(7)、抽空缓冲罐(13)、阀门D以及连接它们的连接管，组成第一加热区。

2.如权利要求1述的一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置，其特征在于：在第一加热区的各部件及连接管上缠绕设有伴热带，通电后用于加热第一加热区的各部件及连接管。

3.一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置，其特征在于：用于同时清洁三个六氟化铀测量传感器；

装置包括干管、支管、连接管、压力监视测量仪(1)、氮气瓶(5)、减压阀(6)以及缓冲罐(7)；

所述的压力监视测量仪(1)与干管连接，在压力监视测量仪(1)的后方干管上依次设有三个分支点，各引出一条连接管分别通过阀门A、阀门B、阀门C与待去污传感器一(2)、待去污传感器二(3)、待去污传感器三(4)连接；

在待去污传感器二(3)和待去污传感器三(4)之间的干管上引出一条连接管与缓冲罐(7)连接；

所述的氮气瓶(5)通过减压阀(6)与缓冲罐(7)相连；

所述的支管由待去污传感器一(2)与待去污传感器二(3)之间的干管上引出，在支管上依次设有取样阀(11)、阀门E、冷井(9)、限流阀(10)、真空泵(8)和工艺局排装置(12)，作为取样模块；

由干管、缓冲罐(7)以及连接它们的连接管，组成第二加热区。

4.如权利要求3所述的一种去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置，其特征在于：在第二加热区的缓冲罐(7)及连接管上缠绕设有伴热带，通电后用于加热第二加热区的缓冲罐(7)及连接管。

5.一种基于权利要求2所述去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置的去污方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：抽气，将待去污传感器接入装置，将处理模块接入装置，开启与待去污传感器相连的阀门，启动真空泵(8)将管道内的空气抽出，在压力监视测量仪表(1)显示压力不再下降时关闭真空泵(8)，同时关闭阀门D；

步骤二：通气，打开减压阀(6)，向管道内通入氮气瓶(5)中的氮气，当压力达到低于大气压时，关闭减压阀(6)；

步骤三：加热，对第一加热区进行加热升温，直至温度达到30～50℃时，保持10～30min后，停止加热，管道内部的氮气温度随之升高，通过热传导的方式使残留物料升温汽化；

步骤四：排气，启动真空泵(8)，打开阀门D，将管道内的气体抽出至工艺局排装置(12)进行处理，随气体的抽出将残留物料带走，以达到去污的目的；

步骤五：重复步骤一至四N次。

6.如权利要求5所述的一种去污方法，其特征在于：同时接入三个待去污传感器时，N≥5。

7.一种基于权利要求4所述去除测量传感器六氟化铀污沾物的装置的测污方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：抽气，将待去污传感器接入装置，将取样模块接入装置，开启与待去污传感器相连的阀门，开启阀门E，启动真空泵(8)，开启限流阀(10)，将管道内的空气抽出，在压力监视测量仪表(1)显示压力不再下降时关闭真空泵(8)，同时关闭限流阀(10)；

步骤二：通气，打开减压阀(6)，向管道内通入氮气瓶(5)中的氮气，当压力达到低于大气压时，关闭减压阀(6)；

步骤三：加热，对第二加热区进行加热升温，直至温度达到30～50℃时，保持10～30min后，停止加热，保持温度期间通过取样阀(11)取样，测量取样气体中的铀含量；

步骤四：排气，启动真空泵(8)，调节限流阀(10)的开度，将管道内的气体抽出至工艺局排装置(12)进行处理，抽气过程中使压力缓慢下降，直至压力不再下降时关闭真空泵(8)，关闭限流阀(10)；

步骤五：重复步骤一至四，直至铀含量低于0.05mg/L。

8.如权利要求5和7中任一项所述的方法，其特征在于：步骤三中，当温度控制在30℃时，温度保持时间30min；当温度控制在40℃时，温度保持时间15min；当温度控制在50℃时，温度保持时间10min。

9.如权利要求7所述的一种测污方法，其特征在于：所述的测量取样气体中的铀含量步骤，通过取样阀(11)将取样气体通入清水中，然后测量清水中的铀含量，重复进行多次试验，直至铀含量低于0.05mg/L。

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