CN111524634A - 一种含氚放射性固体废物处理系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种含氚放射性固体废物处理系统，其包括有运输车、外部导轨、充气密封门、手套箱、用于对固体废物进行压缩处理的压缩室、干料进料箱和湿料进料箱、冷冻式干燥机以及排风系统，所述外部导轨、手套箱以及压缩室依次衔接相连，所述手套箱和压缩室的各自入口端和出口端都设置有所述充气密封门，所述干料进料箱和湿料进料箱分别与所述压缩室相连通，用于向其内的金属桶中放入固体废物；本方案中的含氚放射性固体废物处理系统有效可靠的对放射性固体废物进行了减容处理，针对防氚渗漏和扩散进行了专门的设计，有效的防止了放射性的外泄，保护了人员的安全。
Description
技术领域
本发明涉及放射性废物处理技术领域，具体涉及一种含氚放射性固体废物处理系统。
背景技术
放射性固体废物是核电厂或其他核设施运行产生的主要废物之一。贮存、运输和处置这些废物需要耗费很多的人力、物力和财力，还需要准备很大的贮存库。为了节约储存空间和成本，在处置前，必须对他们进行减容处理。含氚废物的特殊性使得这类放射性废物在处置时需特殊考虑。氚具有极强的渗透性和易扩散性，如果处理这类固体废物时氚及氚化水蒸汽渗漏至环境中会危害工作人员的健康，所以需要专门的处理的系统对它们进行处置。
目前尚无专门用于含氚固体废物的减容处理设备。氚具有放射性水平低、易扩散、难密封等特点。如被人体吸入，将造成直接的内照射，对人体的健康造成严重的危害。为了对含氚固体废物进行安全、经济的处置，防止放射性物质以不可接受的量进入生态环境，因此急需一种可将含氚废物干化处理后压缩减容的处理系统。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种含氚放射性固体废物处理系统，该废物处理系统能够实现含氚固体废物的安全处置，使其符合相关放射性废物(含氚)的国家标准规定，将废物对人类及其环境的危害降低到允许水平以下，以有效的保护人类及其环境。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种含氚放射性固体废物处理系统，所述废物处理系统包括有运输车、外部导轨、充气密封门、手套箱、用于对固体废物进行压缩处理的压缩室、干料进料箱和湿料进料箱、冷冻式干燥机以及排风系统，所述外部导轨、手套箱以及压缩室依次衔接相连，所述手套箱和压缩室的各自入口端和出口端都设置有所述充气密封门，所述干料进料箱和湿料进料箱分别与所述压缩室相连通，用于向其内的金属桶中放入固体废物，所述冷冻式干燥机与所述压缩室相连，用于对含氚的水蒸气进行冷凝回收，所述排风系统与所述手套箱和压缩室相连，用于使得其内部保持负压状态，所述手套箱包括有壳体、吹扫装置、电磁吸盘以及第一导轨，所述第一导轨设置在所述壳体底端并与所述外部导轨相衔接，所述电磁吸盘设置在所述壳体上端，用于对金属桶的桶盖进行开启和封闭操作，所述吹扫装置设置在所述壳体内壁上，用于对金属桶外表面进行吹扫去污作业，其中所述运输车通过所述外部导轨可进入到所述手套箱和压缩室内，分别进行金属桶的桶盖开启和封闭作业以及固体废物的投入作业。
进一步，所述压缩室包括有框架、安装在所述框架四周上的壳体、油缸、压头、压缩平台以及第二导轨，所述油缸竖直设置在所述框架的上方，所述压头固定安装在所述油缸的底端上，所述压缩平台安装在所述压头下方的壳体上端面上，所述第二导轨固定安装在所述底端的壳体上，与所述第一导轨相衔接。
进一步，所述压缩平台其上设置有用于驱动其升降移动的驱动气缸。
进一步，所述手套箱还包括有防止桶盖意外掉落的桶盖支撑，其中所述桶盖支撑设置在所述电磁吸盘的下方。
进一步，所述手套箱还包括有安装在所述壳体上的窥视窗。
进一步，所述吹扫装置为多个竖直安装在所述壳体内壁上的压缩空气喷头，其中所述压缩空气喷头外形呈扇形设计。
进一步，所述充气密封门包括有闸门、用于驱动所述闸门竖直升降移动的气缸以及充气密封条，其中所述闸门包括有闸门门框以及与所述闸门门框竖直滑动配合的闸板，所述充气密封条设置在闸门门框上与所述闸板密封结合的部位。
进一步，所述充气密封条的膨胀密封面行程为15mm。
进一步，所述湿料进料箱包括有壳体、进料车、烘干机、第三导轨以及气缸，所述第三导轨设置在所述壳体底端面上，所述进料车与所述第三导轨构成滑动连接，所述烘干机设置在所述壳体底端面上，用于对进料车内的固体废料进行烘干作业，所述壳体上端面和底端面上分别设置有进料口和卸料口，其中所述气缸驱动所述进料车在所述进料口和卸料口之间来回移动。
进一步，所述运输车包括有车架、设置在所述车架上用于放置金属桶的金属桶底座、设置在所述车架底端上的主动轮和从动轮以及用于驱动所述主动轮移动的驱动电机，其中所述主动轮和从动轮与所述外部导轨相配合，实现移动功能。
与现有技术相比，本方案具有的有益技术效果为：
(1)、运输车通过轨道运动将金属桶运至手套箱和压缩室内，优化了人工操作，提高压缩频率；
(2)、手套箱内的电磁吸盘通电后将吸起金属桶盖，通过电磁吸盘下方设置了气动的桶盖支撑装置起到保障作用，防止金属盖掉落。在手套箱内，被封盖后的金属桶需吹扫至表面无污染后才能完成本套操作，不仅避免了人工被污染物辐射，还节省了整套设备的空间，提高了设备使用率，节省人力；
(3)、湿料进料箱可开启烘干机进行烘干，烘干湿废物产生的水汽通过冷冻式干燥机冷凝去除，提高金属桶利用率，减少液体所占容积；
(4)、压缩室压缩油缸推力最大可调至35t，满足了不同被压缩固体废物的减容需求；
(5)、设置充气密封门，每个独立的箱室内设有进、排风口，排风口接入现场排风管道，管道内为负压状态，从而使系统箱室都保持负压状态，可以有效防止氚及氚化水蒸汽外泄到设备安装房间内。负压状态防止有辐射性物质污染其他操作工位。
附图说明
图1为本发明中放射性固体废物处理系统结构示意图。
图2为本发明中放射性固体废物处理系统另一角度方向结构示意图。
图3为本发明中运输车结构示意图。
图4为本发明中充气密封门结构示意图。
图5为本发明中手套箱结构示意图。
图6为本发明中手套箱内部结构示意图。
图7为本发明中压缩室结构示意图。
图8为本发明中压缩室内部结构示意图。
图9为本发明中湿料进料箱内部结构示意图。
图10为本发明中湿料进料箱中进料车底部结构示意图。
图11为本发明中放射性固体废物处理流程示意图。
图中：
1-外部导轨，2-运输车，21-车架，22-金属桶底座，23-从动轮，24-驱动电机，25-主动轮，3-充气密封门，31-闸板，32-气缸，33-充气密封条，34-闸门门框，4-手套箱，41-壳体，42-窥视窗，43-第一导轨，44-吹扫装置，45-桶盖支撑，46-电磁吸盘，5-压缩室，51-框架，52-壳体，53-油缸，54-压头，55-第二导轨，56-压缩平台，6-干料进料箱，7-排风系统，8-湿料进料箱，81-进料车，82-烘干机，83-滑轨，84-壳体，85-气缸，9-冷冻式干燥机。
具体实施方式
下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。
本方案是针对含氚的废物其在处理时，由于氚具有放射性水平低、易扩散、难密封等特点，如被人体吸入，将造成直接的内照射，对人体的健康造成严重的危害，进而提出的一种含氚放射性固体废物处理系统，该废物处理系统能够实现含氚固体废物的安全处置，使其符合相关放射性废物(含氚)的国家标准规定，将废物对人类及其环境的危害降低到允许水平以下，以有效的保护人类及其环境。
参见附图1和2所示，本实施例中的含氚放射性固体废物处理系统包括有运输车2、外部导轨1、充气密封门3、手套箱4、压缩室5、干料进料箱6和湿料进料箱、冷冻式干燥机9以及排风系统7。外部导轨1、手套箱4以及压缩室5依次衔接相连，即外部导轨1设置在手套箱4的入口端，手套箱4的出口端与压缩室5的入口端衔接相连通。在实际中，外部导轨1用于装、卸金属桶和表面污染物测量，外部导轨1其主要由底座和导轨构成，运输车2为通过外部导轨1进入到手套箱4内。
结合参照附图3所示，本实施例中运输车2其作为金属桶在各工位(即手套箱4中进行金属桶桶盖的开启和关闭作业工位，压缩室5中将固体废物压入到金属桶中的压缩工位)之间传输的载具，并且在各箱室(手套箱4和压缩室5)内铺设的轨道上运行。运输车2包括有车架21、设置在车架21上用于放置金属桶的金属桶底座22、设置在车架21底端面上的主动轮25和从动轮23以及用于驱动主动轮25移动的驱动电机24，本实施例中的主动轮25和从动轮23数量分别为四个，共八个车轮用于带动金属桶进行直线往复移动，在各工位之间进行对应的作业处理。
结合参照附图4所示，本实施例中的充气密封门3包括有闸门、用于驱动闸门竖直升降移动的气缸32以及充气密封条33，其中闸门包括有闸门门框34以及与闸门门框34竖直滑动配合的闸板31，充气密封条33设置在闸门门框34上与闸板31密封结合的部位处。为了保持含氚放射性固体废物处理系统中各箱室(手套箱4和压缩室5)一定的气密性，本实施例分别在手套箱4和压缩室5的各自入口端和出口端都设置有充气密封门3。充气密封条33类似于自行车内胎，充气后会膨胀，通过膨胀面压紧闸板的密封面进而实现密封效果。此外，本实施例中的充气密封条33的膨胀密封面行程为15mm，既达到了密封效果，又不会给闸板31的运行造成阻力。
结合参照附图5和6所示，本实施例中的手套箱4其用于对金属桶桶盖进行取、封操作以及吹扫操作，手套箱4包括有壳体41、窥视窗42、桶盖支撑45、吹扫装置44、电磁吸盘46以及第一导轨43组成。第一导轨43设置在壳体41底端并与外部导轨1相衔接，电磁吸盘46设置在壳体41上端，用于对金属桶的桶盖进行开启和封闭操作，吹扫装置44设置在壳体41内壁上，用于对金属桶外表面进行吹扫去污作业，桶盖支撑45设置在电磁吸盘46的下方，还用于防止桶盖意外掉落。工作时，操作人员通过手套口手动松掉金属桶桶盖卡箍螺母后，启动电磁吸盘46上方的气缸伸出即可将电磁吸盘46贴近金属桶桶盖，电磁吸盘46得电后吸起桶盖，随后控制电磁吸盘46上方气缸动作，进行回收，桶盖被提起。本实施例中的吹扫装置44为四个压缩空气呈扇形外形设计的喷头构成，工作时通入0.6MPa压力的压缩空气即可实现对金属桶表面的吹扫，通过吹扫去除金属桶表面沾污的氚及氚化水蒸气，防止氚随废物带入工作场所。
结合参照附图7和8所示，本实施例中压缩室5为用于对固体废物进行桶内压缩处理，本实施例中的压缩室5包括有框架51、安装在框架51四周上的壳体52、油缸53、压头54、压缩平台56以及第二导轨55，油缸53竖直设置在框架51的上方，压头54固定安装在油缸53的底端上，压缩平台56安装在压头54下方的壳体52上端面上，第二导轨55固定安装在底端的壳体上52，与第一导轨43相衔接。本实施例中的油缸53其推力可调，最大推力为35顿，此外本实施例中的压缩平台56其上设置有用于驱动其升降移动的驱动气缸，可实现金属桶的顶升。
结合参照附图9和10所示，本实施例中的干料进料箱6和湿料进料箱用于将固体废物送入金属桶内，两者其结构相似，具体的，即干料进料箱6其无烘干机，即其不需要对进入其内的固体废物进行烘干处理。下面仅重点对湿料进料箱进行结构说明，因为干料进料箱6其结构上与湿料进料箱的区别在于：其无烘干机。湿料进料箱专门为含氚湿废物设计，湿料进料箱包括有壳体84、进料车81、烘干机82、第三导轨83以及气缸，第三导轨83设置在壳体84底端面上，进料车81与第三导轨83构成滑动连接，烘干机82设置在壳体84底端面上，用于对进料车81内的固体废料进行烘干作业，壳体84上端面和底端面上分别设置有进料口和卸料口，其中气缸驱动进料车81在进料口和卸料口之间来回移动。工作时，固体废物通过壳体84上的进料口放入进料车81内，然后开启烘干机82烘干，将湿废物中携带的氚及氚化水蒸气随着水蒸气带出，后端与冷冻式干燥机9中的冷凝装置相连，将含氚的水蒸气冷凝回收至废液收集瓶中，随后启动气缸推动进料车81伸出到金属桶上方，即移动至卸料口处，进料车81底部的托盘由另一个气缸85推动打开，固体废物由此从进料车81中落入到下方的金属桶内。
本实施例中的排风系统7在每个独立箱室均单独设置进、排风口，排风口接入现场排风管道，管道内为负压状态，从而使系统箱室都保持负压状态，可以有效防止氚及氚化水蒸汽外泄到设备安装房间内。
结合参照附图11所示，为本实施例放射性固体废物处理流程示意图。在实际中采用上述放射性固体废物处理系统进行加料操作，具体步骤如下：
(一)、金属桶在运输车上放置到位后，将金属桶运送至手套箱中的取封盖和吹扫工位；
(二)、手套箱内取下金属桶桶盖，金属桶运送至压缩室中的压缩工位；
(三)、将对处理的放射废物放置于金属桶内：
1、干料：人工将固体废物放入干料进料箱中的进料车内，并通过进料车将固体废物送入到金属桶内；
2、湿料：人工将固体废物放入湿料进料箱中的进料车内，烘干后通过进料车将固体废物送入到金属桶内；
(四)、压缩操作，启动油缸进行压缩，多次进料和压缩直至压满金属桶；
(五)、将压缩完成的金属桶运至手套箱内，进行封盖和吹扫操作；
(六)、将金属桶运送至起始位置(外部导轨处)，进行表面放射性污染测量，合格则将金属桶运走，否则将金属桶运送至手套箱内的取封盖和吹扫工位，继续吹扫至合格。
综上所述，本实施例中的含氚放射性固体废物处理系统有效可靠的对放射性固体废物进行了减容处理，针对防氚渗漏和扩散进行了专门的设计，有效的防止了放射性的外泄，保护了人员的安全。
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同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述废物处理系统包括有运输车、外部导轨、充气密封门、手套箱、用于对固体废物进行压缩处理的压缩室、干料进料箱和湿料进料箱、冷冻式干燥机以及排风系统，所述外部导轨、手套箱以及压缩室依次衔接相连，所述手套箱和压缩室的各自入口端和出口端都设置有所述充气密封门，所述干料进料箱和湿料进料箱分别与所述压缩室相连通，用于向其内的金属桶中放入固体废物，所述冷冻式干燥机与所述压缩室相连，用于对含氚的水蒸气进行冷凝回收，所述排风系统与所述手套箱和压缩室相连，用于使得其内部保持负压状态，所述手套箱包括有壳体、吹扫装置、电磁吸盘以及第一导轨，所述第一导轨设置在所述壳体底端并与所述外部导轨相衔接，所述电磁吸盘设置在所述壳体上端，用于对金属桶的桶盖进行开启和封闭操作，所述吹扫装置设置在所述壳体内壁上，用于对金属桶外表面进行吹扫去污作业，其中所述运输车通过所述外部导轨可进入到所述手套箱和压缩室内，分别进行金属桶的桶盖开启和封闭作业以及固体废物的投入作业。
2.根据权利要求1所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述压缩室包括有框架、安装在所述框架四周上的壳体、油缸、压头、压缩平台以及第二导轨，所述油缸竖直设置在所述框架的上方，所述压头固定安装在所述油缸的底端上，所述压缩平台安装在所述压头下方的壳体上端面上，所述第二导轨固定安装在所述底端的壳体上，与所述第一导轨相衔接。
3.根据权利要求2所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述压缩平台其上设置有用于驱动其升降移动的驱动气缸。
4.根据权利要求1所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述手套箱还包括有防止桶盖意外掉落的桶盖支撑，其中所述桶盖支撑设置在所述电磁吸盘的下方。
5.根据权利要求1或4所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述手套箱还包括有安装在所述壳体上的窥视窗。
6.根据权利要求1所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述吹扫装置为多个竖直安装在所述壳体内壁上的压缩空气喷头，其中所述压缩空气喷头外形呈扇形设计。
7.根据权利要求1所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述充气密封门包括有闸门、用于驱动所述闸门竖直升降移动的气缸以及充气密封条，其中所述闸门包括有闸门门框以及与所述闸门门框竖直滑动配合的闸板，所述充气密封条设置在闸门门框上与所述闸板密封结合的部位。
8.根据权利要求7所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述充气密封条的膨胀密封面行程为15mm。
9.根据权利要求1所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述湿料进料箱包括有壳体、进料车、烘干机、第三导轨以及气缸，所述第三导轨设置在所述壳体底端面上，所述进料车与所述第三导轨构成滑动连接，所述烘干机设置在所述壳体底端面上，用于对进料车内的固体废料进行烘干作业，所述壳体上端面和底端面上分别设置有进料口和卸料口，其中所述气缸驱动所述进料车在所述进料口和卸料口之间来回移动。
10.根据权利要求1所述的一种含氚放射性固体废物处理系统，其特征在于：所述运输车包括有车架、设置在所述车架上用于放置金属桶的金属桶底座、设置在所述车架底端上的主动轮和从动轮以及用于驱动所述主动轮移动的驱动电机，其中所述主动轮和从动轮与所述外部导轨相配合，实现移动功能。
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