CN110391033B - 一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，包括：密闭干燥箱，其内部设有用于放置干燥桶的内腔；空气加热循环系统，其通过空气循环管道与所述密闭干燥箱的内腔形成循环回路；空气冷凝系统，其通过冷却管道与所述密闭干燥箱的内腔连通；进液计量装置，其包括将废液桶内的液体注入干燥桶的进液管路，所述进液管路串联有两个球阀，所述两个球阀之间的管路体积为单次废液的进液体积。通过带有计量装置的密闭干燥箱对放射性浓缩液进行双桶密闭式的蒸发干燥处理，不仅能源消耗低，降低处理成本，而且放射性物质不易泄漏出去，安全性能高。

Description

一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置

技术领域

本发明涉及放射性废液处理技术领域，特别涉及一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置。

背景技术

随着核工业的发展，国防民用都会产生大量的放射性废液，这些放射性废液的处理问题是我国目前环境治理面临的较大的问题，由于这些废液的自身特殊性，在日常处理中显得尤为重要，一旦释放到环境中，造成环境灾害，将会引起极为严重的问题。

目前对这些放射性浓缩液的处理方式是采用粗放式的蒸发减容流程，这种处理方式不仅能耗高、安全性低，容易发生泄漏，造成环境危机。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，进行双桶密封式蒸发干燥，安全性高，能源消耗低。

为实现上述目的，本发明采用的方法是：一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，包括：密闭干燥箱，其内部设有用于放置干燥桶的内腔；

空气加热循环系统，其通过空气循环管道与所述密闭干燥箱的内腔形成循环回路；

空气冷凝系统，其通过冷却管道与所述密闭干燥箱的内腔连通；

进液计量装置，其包括将废液桶内的液体注入干燥桶的进液管路，所述进液管路串联有两个球阀，所述两个球阀之间的管路体积为单次废液的进液体积。

作为本发明的一种改进，所述空气加热循环系统包括位于密闭干燥箱外部环境的空气循环管道，所述空气循环管道分为进气管道和出气管道，所述进气管道一端与密闭干燥箱的内腔连通，另一端与空气加热室的出气端连接；空气加热室的进气端与空气循环风机的出气端密封连通，空气循环风机的进气端与所述出气管道连通，所述出气管道的另一端与所述密闭干燥箱的内腔连通，以此设置，沿空气流动方向，空气循环风机、空气加热室、进气管道、密闭干燥箱的内腔、出气管道依次首尾串联从而形成空气加热循环系统。

作为本发明的一种改进，所述空气循环管道的进气端位于密闭干燥箱内腔的底部，所述空气循环管道的出气端位于密闭干燥箱内腔的顶部。

作为本发明的一种改进，所述空气冷凝系统包括与所述冷却管路串联连接的热交换器和冷凝罐，所述热交换器设置于所述密闭干燥箱顶部，所述冷却管道一端伸入所述密闭干燥箱的内部，另一端与位于所述密闭干燥箱的箱体外部的冷凝罐连通。

作为本发明的一种改进，所述密闭干燥箱内腔底部设有启升机构，所述举升机构用于将所述干燥桶举向位于密闭干燥箱顶部的进液管路的接管头，所述接管头位于所述干燥桶顶部接口的正上方，所述接管头端部还设置有密封气囊。

作为本发明的一种改进，所述空气冷凝系统包括通过冷却管路串联连接的热交换器和冷凝罐，所述热交换器设置于所述密闭干燥箱顶部，所述热交换器的进气端与所述密闭干燥箱内腔连通，所述热交换器的出液端与冷凝罐的顶部接口相连。

作为本发明的一种改进，所述冷却管道位于所述密闭干燥箱内部一端的端部设置有除沫器，所述除沫器为中空的桶状结构，其内部沿蒸汽流动方向依次设有第一级除沫装置、第二级除沫装置、第三级除沫装置，

所述第一级除沫装置包括除沫丝网，所述除沫丝网的形状大小与所述除沫器的端口形状大小相适配且二者通过螺栓固定连接；

所述第二级除沫装置包括排气倒流套，所述排气倒流套通过设置在外壁上的倒置L型挂钩挂接在所述除沫器的内壁上，所述排气倒流套内设置有两道对称设置的排气流路，所述排气流路中间部位设置有排气风扇，所述排气风扇的桨叶呈弯曲结构且间隔均匀分布在排气风扇上；

所述第三级除沫装置包括设置于除沫器内壁上的隔挡板，其开设有若干倾斜通孔。

作为本发明的一种改进，所述排气流路分为第一流路部分和第二流路部分；

第一流路部分设置排气风扇，用于将经过一级除沫装置导入排气流路内；

第二流路部分与所述第一流路部分的出气端连通，其走向路径呈弯曲状，经第二流路部分流出的蒸汽流动方向与所述第三级除沫装置的倾斜通孔呈垂直状态。

作为本发明的一种改进，所述干燥桶(2)和冷凝罐(12)内还设有液位传感器，所述液位传感器与控制处理器数据连接，所述控制处理器还与进液计量装置中的控制开关、空气加热循环系统中的控制开关、空气冷凝系统的控制开关、举升机构的控制开关电性连接。

有益效果：

本发明所述的一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，通过带有计量装置的密闭干燥箱对放射性浓缩液进行双桶密闭式的蒸发干燥处理，不仅能源消耗低，降低处理成本，而且放射性物质不易泄漏出去，安全性能高。

附图说明

图1是本发明的正视图；

图2是本发明的俯视图；

图3是本发明的除沫器结构示意图；

图4是图3在A处的放大示意图；

图5是本发明的除沫器外观图。

图中各构件为：

1-密闭干燥箱，2-干燥桶，3-空气循环管道，301-进气管道，302-出气管道，4-冷却管道，5-废液桶，6-进液管路，7-球阀，8-空气循环风机，9-空气加热室，10-举升机构，11-热交换器，12-冷凝罐，13-除沫器，14-第一级除沫装置，1401-除沫丝网，15-第二级除沫装置，1501-排气倒流套，1502-倒置L型挂钩，1503-排气流路，1503a-第一流路部分，1503b-第二流路部分，1504-排气风扇，16-第三级除沫装置,1601-隔挡板，1602-倾斜通孔，17-接管头。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所述，本发明提供一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，包括

密闭干燥箱1，其内部设有用于放置干燥桶2的内腔；

空气加热循环系统，其通过空气循环管道3与所述密闭干燥箱1的内腔形成循环回路；

空气冷凝系统，其通过冷却管道4与所述密闭干燥箱1的内腔连通；

进液计量装置，其包括将废液桶5内的液体注入干燥桶2的进液管路6，所述进液管路6串联有两个球阀7，所述两个球阀7之间的管路体积为单次废液的进液体积。

本发明提供的干燥装置开始工作时，首先通过进液计量装置将废液桶5中的放射性浓缩液注入干燥桶2内，进液计量装置是通过两个球阀7实现定量式的计量注入放射性浓缩液，即由于两个球阀之间的管路体积是固定不变的，该体积即为单次注入放射性浓缩液的体积，开始注入时，打开近端球阀关闭远端球阀，当两个球阀之间的管路充满放射性浓缩液时，关闭近端球阀打开远端球阀，管路内的放射性浓缩液在抽水泵的作用下注入干燥桶2内，此时空气加热循环系统工作，通过注入循环热空气对密闭干燥箱1内腔进行加热，从而使干燥桶2内的放射性浓缩液蒸发成盐，而其中产生的水蒸气则经空气冷凝系统冷凝成水注入冷凝罐12内。

本发明提供的干燥装置，通过计量装置进行单次定量式的少量多批次的干燥方式，而且空气加热循环系统均可以尽可能的减少蒸发干燥说需消耗的热量能源，采用双桶式的干燥箱结构，可以避免放射性物质排放到空气环境中，造成严重的环境污染问题。

在本发明的一个实施例中，所述空气加热循环系统包括位于密闭干燥箱1外部环境的空气循环管道3，所述空气循环管道3分为进气管道301和出气管道302，所述进气管道301一端与密闭干燥箱1的内腔连通，另一端与空气加热室9的出气端连接；空气加热室9的进气端与空气循环风机8的出气端密封连通，空气循环风机8的进气端与所述出气管道302连通，所述出气管道302的另一端与所述密闭干燥箱1的内腔连通，以此设置，沿空气流动方向，空气循环风机8、空气加热室9、进气管道301、密闭干燥箱1的内腔、出气管道302依次首尾串联从而形成空气加热循环系统。密闭干燥箱1上开设的用于分别和进气管道301、出气管道302相连通的两个开口从立体角度看，位于密闭干燥箱1的两个对角处，以便实现密闭干燥箱1内腔空气充分循环的目的。

空气加热循环系统是为密闭干燥箱1提供热量以达到对放射性浓缩液进行烘干蒸发成盐的作用，空气在空气加热室9被加热成高温空气，再经空气循环风机8的作用，将高温空气充入密闭干燥箱1内，为了能使余热被充分的利用，将其设置成循环式结构，提高热量利用率，节约成本，减少不必要的浪费。

在本发明的一个实施例中，所述密闭干燥箱1内腔底部设有举升机构10，所述举升机构10用于将所述干燥桶2举向位于密闭干燥箱1顶部的进液管路6的接管头17，所述接管头位于所述干燥桶2顶部接口的正上方，所述接管头17端部还设置有密封气囊(图中未标出)。

当密闭干燥箱1内的放射性浓缩液被蒸发成盐需要再次注入放射性浓缩液进行下一轮的蒸发时，位于密闭干燥箱1的举升机构10就会将密闭干燥箱1向位于密闭干燥箱1内部顶部处的接管头靠近直至连通，并通过密封气囊密封，然后将废液桶内的放射性浓缩液注入密闭干燥箱1再一次蒸发烘干。

举升机构是为了便于在密闭干燥箱1内直接加液烘干，无需再打开密闭干燥箱1进行人工或辅助工具加液，从而避免放射性物质在加液过程中发生泄漏，进一步提高本发明烘干装置的安全性能。

在本发明的一个实施例中，所述空气冷凝系统包括通过冷却管路4串联连接的热交换器11和冷凝罐12，所述热交换器11设置于所述密闭干燥箱1顶部，所述热交换器11的进气端与所述密闭干燥箱1内腔连通，所述热交换器11的出液端与冷凝罐12的顶部接口相连。

密闭干燥箱1内的水蒸气经位于顶部的热交换器11的作用冷凝液化，热交换器11固定设置在密闭干燥箱1的外壁顶部，热交换器11的冷却管道4经顶壁伸入密闭干燥箱1中收集水蒸气，冷凝后的水通过冷却管路4注入冷凝罐中。

在本发明的一个实施例中，所述冷却管道4位于所述密闭干燥箱1内部一端的端部设置有除沫器13，所述除沫器13为中空的桶状结构，其内部沿蒸汽流动方向依次设有第一级除沫装置14、第二级除沫装置15、第三级除沫装置16，

所述第一级除沫装置14包括除沫丝网1401，所述除沫丝网1401的形状大小与所述除沫器13的端口形状大小相适配且二者通过螺栓固定连接；

所述第二级除沫装置15包括排气倒流套1501，所述排气倒流套1501通过设置在外壁上的倒置L型挂钩1502挂接在所述除沫器13的内壁上，所述排气倒流套1501内设置有两道对称设置的排气流路1503，所述排气流路1503中间部位设置有排气风扇1504，所述排气风扇1504的桨叶呈弯曲结构且间隔均匀分布在排气风扇上；

所述第三级除沫装置16包括设置于除沫器13内壁上的隔挡板1601，其开设有若干倾斜通孔1602。

所述排气流路1503分为第一流路部分1503a和第二流路部分1503b；

第一流路部分1503a设置有排气风扇1504，用于将经过第一级除沫装置14的蒸汽导入排气流路1503内；

第二流路部分1503b与所述第一流路部分1503a的出气端连通，其走向路径呈弯曲状，经第二流路部分1503b流出的蒸汽流动方向与所述第三级除沫装置16的倾斜通孔1602呈垂直状态。

干燥桶2内的放射性浓缩液经烘干蒸发形成的水蒸气中多多少少还夹杂一些放射性的液滴和颗粒，这些放射性的物质一旦经冷却循环系统泄露到空气中，即使很少量也会造成严重的污染问题和安全问题。为了除去这些液滴和颗粒，在冷却管道一端设置除沫器，除沫器内部共设置有三级除沫装置，第一级除沫装置为常规的丝网除沫装置进行初步除沫，部分液滴和颗粒会附着在丝网上；另外一部分的液滴和颗粒会随蒸汽进入所述第二级除沫装置中，第二级除沫装置15中的排气倒流套1501设有两个对称分布的排气流路1503，

排气流路1503分为第一流路部分1503a和第二流路部分1503b两部分，其中第一流路部分1503a中设置有排气风扇1504，排气风扇1504一方面可以使蒸汽加快流入冷却系统中液化，另一方面，蒸汽中的一部分液滴和颗粒会在流动过程中附着在排气风扇1504的桨叶上，进一步净化，经过第一流路部分1503a后，极少量的液滴和颗粒会随之进入第二流路部分1503b中，在第二流路部分1503b的导向作用下，两股从排气流路1503流出的蒸汽会向中间部位靠拢直至撞击在所述第三级除沫装置16上，由于经第二流路部分1503b流出的蒸汽流动方向与所述第三级除沫装置16的倾斜通孔1602呈垂直状态，根据空气动力学原理，经过撞击后反弹的蒸汽在后续两股互相靠近的蒸汽的作用下会向下形成倒流，蒸汽中剩余的液滴和颗粒会在这个过程中粘附在第三级除沫装置16上或留置在排气倒流套1501上端面。而且由于排气流路1503呈弯曲状，会有部分的液滴和颗粒也会粘附在排气流路1503的侧壁上。剩余纯净的蒸汽经倾斜通孔1602从上端的出气口进入冷凝系统中。

经过内部设有三级除沫装置的除沫器后，可以确保需要进行液化的水蒸气中不含具有放射性的液滴和颗粒，放置发生放射性物质的泄漏现象，避免造成环境污染及安全问题。

在本发明的一个实施例中，所述干燥桶2和冷凝罐12内还设有液位传感器，所述液位传感器与控制处理器数据连接，所述控制处理器还与进液计量装置中的控制开关、空气加热循环系统中的控制开关、空气冷凝系统的控制开关、举升机构的控制开关电性连接。

干燥桶2用于测量干燥桶2内的液位，当发现其内液位处于低位需要补充放射性浓缩液时，控制处理器控制进液计量装置中的两个球阀进行单次进液；冷凝罐12内的液位传感器根据单位时间内液化量判断其蒸发速度，一旦发现蒸发速度降低至实现预设值时，装料桶不再进液，通过热空气将桶内已有的物料烘干，待烘干完毕后，空气加热器的管路关闭，空气冷却器的管路打开，通过空气冷却器对空气进行冷却，空气与装料桶内的盐块换热，当装料桶内气体温度低于设定值40℃后并维持一段时间，冷却工况结束。

本发明提供的一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，通过带有计量装置的密闭干燥箱对放射性浓缩液进行双桶密闭式的蒸发干燥处理，不仅能源消耗低，降低处理成本，而且放射性物质不易泄漏出去，安全性能高。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，其特征在于：包括

密闭干燥箱（1），其内部设有用于放置干燥桶（2）的内腔；

空气加热循环系统，其通过空气循环管道（3）与所述密闭干燥箱（1）的内腔形成循环回路；

空气冷凝系统，其通过冷却管道（4）与所述密闭干燥箱（1）的内腔连通；

进液计量装置，其包括将废液桶（5）内的液体注入干燥桶（2）的进液管路（6），所述进液管路（6）部分长度位于密闭干燥箱（1）内腔中，部分长度位于密闭干燥箱（1）外部环境，所述进液管路（6）位于密闭干燥箱（1）外部环境的长度部分串联有两个球阀（7），所述两个球阀（7）之间的管路体积为单次废液的进液体积；

所述空气冷凝系统包括通过冷却管道（4）串联连接的热交换器（11）和冷凝罐（12），所述热交换器（11）设置于所述密闭干燥箱（1）顶部，所述热交换器（11）的进气端与所述密闭干燥箱（1）内腔连通，所述热交换器（11）的出液端与冷凝罐（12）的顶部接口相连；

所述冷却管道（4）位于所述密闭干燥箱（1）内部一端的端部设置有除沫器（13），所述除沫器（13）为中空的桶状结构，其内部沿蒸汽流动方向依次设有第一级除沫装置（14）、第二级除沫装置（15）、第三级除沫装置（16），

所述第一级除沫装置（14）包括除沫丝网（1401），所述除沫丝网（1401）的形状大小与所述除沫器（13）的端口形状大小相适配且二者通过螺栓固定连接；

所述第二级除沫装置（15）包括排气倒流套（1501），所述排气倒流套（1501）通过设置在外壁上的倒置L型挂钩（1502）挂接在所述除沫器（13）的内壁上，所述排气倒流套（1501）内设置有两道对称设置的排气流路（1503），所述排气流路（1503）中间部位设置有排气风扇（1504），所述排气风扇（1504）的桨叶呈弯曲结构且间隔均匀分布在排气风扇上；所述第三级除沫装置（16）包括设置于除沫器（13）内壁上的隔挡板（1601），其开设有若干倾斜通孔（1602）；

所述排气流路（1503）分为第一流路部分（1503a）和第二流路部分（1503b）；

第一流路部分（1503a）设置有排气风扇（1504），用于将经过第一级除沫装置（14）的蒸汽导入排气流路（1503）内；

第二流路部分（1503b）与所述第一流路部分（1503a）的出气端连通，其走向路径呈弯曲状，经第二流路部分（1503b）流出的蒸汽流动方向与所述第三级除沫装置（16）的倾斜通孔（1602）呈垂直状态。

2.根据权利要求1所述的一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，其特征在于：所述空气加热循环系统包括位于密闭干燥箱（1）外部环境的空气循环管道（3），所述空气循环管道（3）分为进气管道（301）和出气管道（302），所述进气管道（301）一端与密闭干燥箱（1）的内腔连通，另一端与空气加热室（9）的出气端连接；空气加热室（9）的进气端与空气循环风机（8）的出气端密封连通，空气循环风机（8）的进气端与所述出气管道（302）连通，所述出气管道（302）的另一端与所述密闭干燥箱（1）的内腔连通，以此设置，沿空气流动方向，空气循环风机（8）、空气加热室（9）、进气管道（301）、密闭干燥箱（1）的内腔、出气管道（302）依次首尾串联从而形成空气加热循环系统。

3.根据权利要求2所述的一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，其特征在于：所述空气循环管道（3）的进气端位于密闭干燥箱（1）内腔的底部，所述空气循环管道（3）的出气端位于密闭干燥箱（1）内腔的顶部。

4.根据权利要求1所述的一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，其特征在于：所述密闭干燥箱（1）内腔底部设有举升机构（10），所述举升机构（10）用于将所述干燥桶（2）举向位于密闭干燥箱（1）顶部的进液管路（6）的接管头（17），所述接管头位于所述干燥桶（2）顶部接口的正上方，所述接管头（17）端部还设置有密封气囊。

5.根据权利要求4所述的一种具有计量装置的放射性浓缩液干燥装置，其特征在于：所述干燥桶（2）和冷凝罐（12）内还设有液位传感器，所述液位传感器与控制处理器数据连接，所述控制处理器还与进液计量装置中的控制开关、空气加热循环系统中的控制开关、空气冷凝系统的控制开关、举升机构的控制开关电性连接。

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