CN109473193B - 一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统及方法，所述的系统包括安装在废树脂原贮存厂房内的装载系统，安装在废物处理中心废树脂接收厂房内的卸载系统，以及在装载系统和卸载系统之间运输废树脂的转运槽车；所述的装载系统包括安装在废树脂贮槽下方的废树脂中转槽。本发明所公开的低中水平放射性废树脂转运装载和卸载方法，简化了原有的工艺流程，提高了装卸载系统的安全性、可靠性，运行方式简单灵活、操作简便、性价比高，降低了系统的加工和运行成本。
Description
技术领域
本发明属于放射性废物管理领域，特别涉及该领域中的一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统及方法。
背景技术
离子交换法处理放射性废水是一种常用和成熟的处理工艺，应用十分广泛。例如，在反应堆运行过程、核燃料循环前段的铀水冶厂和精炼厂、后段乏燃料元件池水的纯化、后处理厂铀和钚的纯化、同位素的生产和应用以及核研究中心，离子交换都用得很多。有时，退役和事故/事件处理也应用离子交换法，美国三里岛核电站事故中用离子交换法处理了大量废液。因此，每年都会产生大量的放射性废树脂。废树脂含水量一般在50%～60%，富集了放射性核素，辐射水平高，属于低中水平放射性湿废物。这些废树脂贮存于不锈钢贮槽内，作为放射性废物等待处理。
随着国内核设施基地的建设及安全标准的不断完善提高，放射性废物处理已经构成独立运行的废物处理中心，原贮存于不同厂房内的废树脂需转运至废物处理中心进行集中处理。废树脂的转运需采用放射性废树脂转运系统来完成，完整的放射性废树脂转运系统由装载系统、转运槽车和卸载系统三大部分组成。废树脂的输送采用水力输送，输送时水和树脂的比例控制在2:3。装载系统安装在废树脂原贮存厂房内，用于将原贮存厂房废树脂贮槽内的废树脂安全输送到转运槽车内；卸载系统安装在废物处理中心废树脂接收厂房内，用于将转运槽车内的废树脂安全输送到废物处理中心的废树脂接收槽内。
现国内公开的低中放废树脂转运槽车配有的废树脂装卸系统的工艺流程如图1所示，该工艺是利用转运槽车配有的真空系统使槽车的转运罐处于真空状态，当其真空值达到预定值满足废树脂输送条件时，开启阀门，废树脂从中转槽转移至槽车转运罐内。转移完成后，关闭树脂输送管道阀门，打开转运水输送管道阀门，将转运水从转运水罐输送至槽车转运罐，使得槽车转运罐内的废树脂和水的比例达到运输的最佳状态。转运水输送完成后，打开清洗水管阀门对树脂输送管道进行清洗，清洗完成后废树脂转运槽车将废树脂转运到放射性废树脂接收厂房进行卸载，将废树脂和水的混合物卸载到废树脂接收厂房的废树脂中转槽内，并对树脂输送管道进行清洗，利用负压把清洗水箱的水吸入槽车，从而达到清洗软管的目的，最终完成卸载。
通过在实际工程中的运用，发现废树脂转运槽车现有的装卸系统设计过于复杂，且存在如下一些问题需要进行改进：
1）废树脂中转槽只是作为暂时储存的容器，无法进行计量，使得在进行运输配比时，可能导致槽车过载溢流；
2）废树脂输送完成后，需要通过转运水罐向槽车输送运输水进行配比，而如果能在装载过程中采用清洗水箱的水进行配比，转运水罐和清洗水管道以及它们配套的真空系统和排空系统就是多余的设备，这些多余的设备既增加了制造成本又降低了系统的安全可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种可将转运水罐和清洗水管道以及与它们配套的真空系统和排空系统简化掉的低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统及方法。
本发明采用如下技术方案：
一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统，其改进之处在于：所述的系统包括安装在废树脂原贮存厂房内的装载系统，安装在废物处理中心废树脂接收厂房内的卸载系统，以及在装载系统和卸载系统之间运输废树脂的转运槽车；所述的装载系统包括安装在废树脂贮槽下方的废树脂中转槽，该废树脂中转槽的进料管线与废树脂贮槽的排放管线相连接，并在进料管线上安装进料阀，排放管线上安装排放阀，所述进料阀和排放阀与废树脂中转槽内的液位传感器连锁，所述的废树脂中转槽还包括与回水槽相连接的回水管路，与接口箱相连接的接口管路、真空泵系统及相应的排气阀门系统，在上述的回水管路上安装回水阀，清洗水箱的排水口通过带阀门的水管与上述的接口管路相连；所述的卸载系统包括通过管路与废树脂贮槽的进料口相连接的废树脂中转槽，所述的废树脂中转槽还包括与接口箱相连接的接口管路、真空泵系统及相应的排气阀门系统，清洗水箱的排水口通过带阀门的水管与上述的接口管路相连；所述的转运槽车包括容器，该容器带有真空泵系统及相应的排气阀门系统，并通过管路与转运槽车的接口箱相连；装载系统的接口箱与转运槽车的接口箱以及转运槽车的接口箱与卸载系统的接口箱之间均可通过连接软管相连接。
进一步的，装载系统的废树脂中转槽容积小于转运槽车容器的容积。
进一步的，在转运槽车上还安装有控制面板。
一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载方法，其改进之处在于，包括如下步骤：
（1）开启装载系统废树脂中转槽的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将废树脂中转槽抽至负压20kPa（相对于标准大气压，下同），废树脂贮槽内废树脂和水的混合物在重力和负压抽吸作用下流入废树脂中转槽内，进料阀和排放阀与废树脂中转槽内的液位传感器连锁，当废树脂中转槽内废树脂和水的混合物到达设定液位时，进料阀和排放阀便自动关闭，停止进料；
（2）开启回水阀将废树脂中转槽内的游离水通过回水管路完全抽至回水槽，直至废树脂中转槽内仅剩废树脂，通过测量废树脂中转槽内废树脂的高度，可得知废树脂的体积，根据废树脂的体积，可计算出需要加入的去离子水量，开启清洗水箱水管的阀门，往废树脂中转槽内注入去离子水至一定液位后关闭阀门，完成装载系统的准备工作；
（3）将转运槽车上的接口箱与装载系统的接口箱通过连接软管相连接，开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压20kPa，利用负压将废树脂中转槽内废树脂和水的混合物通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器；
（4）开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压，开启清洗水箱水管的阀门，利用负压把清洗水箱的水通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器，对连接软管进行清洗，清洗后的连接软管放入装载系统的软管保管箱内，并对装载系统的接口箱上锁封存；
（5）转运槽车将废树脂运至卸载系统后，将转运槽车上的接口箱与卸载系统的接口箱通过连接软管相连接，开启卸载系统废树脂中转槽的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将废树脂中转槽抽至负压20kPa，利用负压将转运槽车容器中废树脂和水的混合物通过管路、接口箱和连接软管抽吸至卸载系统的废树脂中转槽内；
（6）开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压，开启清洗水箱水管的阀门，利用负压把清洗水箱的水通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器，对连接软管进行清洗，清洗后的连接软管放入卸载系统的软管保管箱内，并对卸载系统的接口箱上锁封存。
进一步的，在步骤（2）废树脂和去离子水的混合物中，废树脂的体积大于等于50%。
本发明的有益效果是：
本发明所公开的低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统，工艺配套完整合理，采用负压输送装卸载废树脂，可避免放射性向环境泄露；设置了废树脂中转槽，切断了转运槽车与装载系统废树脂贮槽和卸载系统废树脂接收槽间的直接关联，提高了系统的安全性，降低了废树脂转运过程中的事故风险；装载系统的废树脂中转槽容积小于转运槽车容器的容积，避免了过载溢出事故的发生；进料阀和排放阀与废树脂中转槽内的液位传感器连锁，当废树脂中转槽内废树脂和水的混合物到达设定液位时，进料阀和排放阀便自动关闭，停止进料，防止废树脂中转槽发生溢出或损坏；可以对废树脂中转槽内废树脂的体积进行精确计量，以便计算出需要加入的去离子水量，从而保证运输过程中废树脂和水的混合物比例为最佳值，并可根据实际情况进行任意调整；转运槽车的树脂装卸与冲排水共用一根软管，简化掉了运输水管及其相应的接口、阀门等，降低了投资成本，使装卸载工艺更简单及安全可靠。
本发明所公开的低中水平放射性废树脂转运装载和卸载方法，简化了原有的工艺流程，提高了装卸载系统的安全性、可靠性，运行方式简单灵活、操作简便、性价比高，降低了系统的加工和运行成本。
附图说明
图1是目前与低中放废树脂转运槽车配套的废树脂装卸系统的工艺流程图；
图2是本发明实施例1所公开装载系统的组成示意图；
图3是本发明实施例1所公开卸载系统的组成示意图；
图4是本发明实施例1所公开方法的工艺流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1，如图2～3所示，本实施例公开了一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统，所述的系统包括安装在废树脂原贮存厂房内的装载系统1，安装在废物处理中心废树脂接收厂房内的卸载系统2，以及在装载系统和卸载系统之间运输废树脂的转运槽车3；所述的装载系统包括安装在废树脂贮槽11下方的废树脂中转槽12，该废树脂中转槽的进料管线与废树脂贮槽的排放管线相连接，并在进料管线上安装进料阀，排放管线上安装排放阀，所述进料阀和排放阀与废树脂中转槽内的液位传感器连锁，所述的废树脂中转槽还包括与回水槽相连接的回水管路13，与接口箱14相连接的接口管路、真空泵系统15及相应的排气阀门系统，在上述的回水管路上安装回水阀，清洗水箱16的排水口通过带阀门的水管与上述的接口管路相连；所述的卸载系统包括通过管路与废树脂贮槽21的进料口相连接的废树脂中转槽22，所述的废树脂中转槽还包括与接口箱23相连接的接口管路、真空泵系统24及相应的排气阀门系统，清洗水箱25的排水口通过带阀门的水管与上述的接口管路相连；所述的转运槽车包括容器31，该容器带有真空泵系统32及相应的排气阀门系统，并通过管路与转运槽车的接口箱33相连；装载系统的接口箱与转运槽车的接口箱以及转运槽车的接口箱与卸载系统的接口箱之间均可通过连接软管4相连接。
在本实施例中，装载系统的废树脂中转槽容积小于转运槽车容器的容积。在转运槽车上还安装有控制面板34。
如图4所示，本实施例还公开了一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载方法，包括如下步骤：
（1）开启装载系统废树脂中转槽的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将废树脂中转槽抽至负压20kPa（相对于标准大气压，下同），废树脂贮槽内废树脂和水的混合物在重力和负压抽吸作用下流入废树脂中转槽内，进料阀和排放阀与废树脂中转槽内的液位传感器连锁，当废树脂中转槽内废树脂和水的混合物到达设定液位时，进料阀和排放阀便自动关闭，停止进料；
（2）开启回水阀将废树脂中转槽内的游离水通过回水管路完全抽至回水槽，直至废树脂中转槽内仅剩废树脂，通过测量废树脂中转槽内废树脂的高度，可得知废树脂的体积，根据废树脂的体积，可计算出需要加入的去离子水量，开启清洗水箱水管的阀门，往废树脂中转槽内注入去离子水至一定液位后关闭阀门，完成装载系统的准备工作；
（3）将转运槽车上的接口箱与装载系统的接口箱通过连接软管相连接，开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压20kPa，利用负压将废树脂中转槽内废树脂和水的混合物通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器；最多通过2次循环即可全部抽吸完。
（4）开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压，开启清洗水箱水管的阀门，利用负压把清洗水箱的水通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器，对连接软管进行清洗，清洗后的连接软管放入装载系统的软管保管箱内，并对装载系统的接口箱上锁封存；
（5）转运槽车将废树脂运至卸载系统后，将转运槽车上的接口箱与卸载系统的接口箱通过连接软管相连接，开启卸载系统废树脂中转槽的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将废树脂中转槽抽至负压20kPa，利用负压将转运槽车容器中废树脂和水的混合物通过管路、接口箱和连接软管抽吸至卸载系统的废树脂中转槽内；反复数次直至全部卸载完。
（6）开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压，开启清洗水箱水管的阀门，利用负压把清洗水箱的水通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器，对连接软管进行清洗，清洗后的连接软管放入卸载系统的软管保管箱内，并对卸载系统的接口箱上锁封存。
本实施例中，在步骤（2）废树脂和去离子水的混合物中，废树脂的体积大于等于50%。
Claims (5)
1.一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统，其特征在于：所述的系统包括安装在废树脂原贮存厂房内的装载系统，安装在废物处理中心废树脂接收厂房内的卸载系统，以及在装载系统和卸载系统之间运输废树脂的转运槽车；所述的装载系统包括安装在废树脂贮槽下方的废树脂中转槽，该废树脂中转槽的进料管线与废树脂贮槽的排放管线相连接，并在进料管线上安装进料阀，排放管线上安装排放阀，所述进料阀和排放阀与废树脂中转槽内的液位传感器连锁，所述的废树脂中转槽还包括与回水槽相连接的回水管路，与接口箱相连接的接口管路、真空泵系统及相应的排气阀门系统，在上述的回水管路上安装回水阀，清洗水箱的排水口通过带阀门的水管与上述的接口管路相连；所述的卸载系统包括通过管路与废树脂贮槽的进料口相连接的废树脂中转槽，所述的废树脂中转槽还包括与接口箱相连接的接口管路、真空泵系统及相应的排气阀门系统，清洗水箱的排水口通过带阀门的水管与上述的接口管路相连；所述的转运槽车包括容器，该容器带有真空泵系统及相应的排气阀门系统，并通过管路与转运槽车的接口箱相连；装载系统的接口箱与转运槽车的接口箱以及转运槽车的接口箱与卸载系统的接口箱之间均可通过连接软管相连接。
2.根据权利要求1所述的低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统，其特征在于：装载系统的废树脂中转槽容积小于转运槽车容器的容积。
3.根据权利要求1所述的低中水平放射性废树脂转运装载和卸载系统，其特征在于：在转运槽车上还安装有控制面板。
4.一种低中水平放射性废树脂转运装载和卸载方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）开启装载系统废树脂中转槽的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将废树脂中转槽抽至相对于标准大气压的负压20kPa，废树脂贮槽内废树脂和水的混合物在重力和负压抽吸作用下流入废树脂中转槽内，进料阀和排放阀与废树脂中转槽内的液位传感器连锁，当废树脂中转槽内废树脂和水的混合物到达设定液位时，进料阀和排放阀便自动关闭，停止进料；
（2）开启回水阀将废树脂中转槽内的游离水通过回水管路完全抽至回水槽，直至废树脂中转槽内仅剩废树脂，通过测量废树脂中转槽内废树脂的高度，可得知废树脂的体积，根据废树脂的体积，可计算出需要加入的去离子水量，开启清洗水箱水管的阀门，往废树脂中转槽内注入去离子水至一定液位后关闭阀门，完成装载系统的准备工作；
（3）将转运槽车上的接口箱与装载系统的接口箱通过连接软管相连接，开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至相对于标准大气压的负压20kPa，利用负压将废树脂中转槽内废树脂和水的混合物通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器；
（4）开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压，开启清洗水箱水管的阀门，利用负压把清洗水箱的水通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器，对连接软管进行清洗，清洗后的连接软管放入装载系统的软管保管箱内，并对装载系统的接口箱上锁封存；
（5）转运槽车将废树脂运至卸载系统后，将转运槽车上的接口箱与卸载系统的接口箱通过连接软管相连接，开启卸载系统废树脂中转槽的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将废树脂中转槽抽至相对于标准大气压的负压20kPa，利用负压将转运槽车容器中废树脂和水的混合物通过管路、接口箱和连接软管抽吸至卸载系统的废树脂中转槽内；
（6）开启转运槽车内的真空泵系统及相应的排气阀门系统，将转运槽车容器抽至负压，开启清洗水箱水管的阀门，利用负压把清洗水箱的水通过管路、接口箱和连接软管吸至转运槽车容器，对连接软管进行清洗，清洗后的连接软管放入卸载系统的软管保管箱内，并对卸载系统的接口箱上锁封存。
5.根据权利要求4所述的低中水平放射性废树脂转运装载和卸载方法，其特征在于：在步骤（2）废树脂和去离子水的混合物中，废树脂的体积大于等于50%。
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