CN115798768B - 放射性废液处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种放射性废液处理方法。该方法包括：持续将供料装置内的放射性废液输送至第一预热装置以对放射性废液进行预热；将第一预热装置预热后的放射性废液输送至第二预热装置以对放射性废液进行二次预热；二次预热后的放射性废液进料至蒸发器，驱动放射性废液在加热装置和分离装置之间循环，放射性废液在蒸发器内蒸发产生二次蒸汽；将放射性废液蒸发产生的二次蒸汽引入蒸汽压缩装置，利用蒸汽压缩装置对二次蒸汽进行压缩升温后，输送至加热装置以作为加热装置的第一热源，与放射性废液进行换热；持续排放蒸发器内放射性废液浓缩后形成的蒸残液。此外，本发明的实施例还提供了一种放射性废液处理系统。

Description

放射性废液处理方法和系统

技术领域

本发明的实施例涉及放射性废物处理技术领域，具体涉及一种放射性废液处理方法和系统。

背景技术

目前，对于放射性废液的处理通常使用蒸发浓缩技术，该技术主要是将经过预热的放射性废液送入蒸发器，利用高温蒸汽对蒸发器内的放射性废液进行加热，使得放射性废液蒸发分离为蒸汽和浓缩液，其中蒸汽经冷凝后可以直接排放，浓缩液后续需进一步处理。

然而，传统的蒸发浓缩技术大多采用设置有专门的热源，需不断输入新蒸汽来加热料液，耗能较大。并且，对于蒸发器内产生的大量二次蒸汽，直接采用冷却水冷凝，热能无法回收且耗用冷却水。

发明内容

本发明的实施例提供了一种放射性废液处理方法。该方法包括：持续将供料装置内的放射性废液输送至第一预热装置以对放射性废液进行预热；将第一预热装置预热后的放射性废液输送至第二预热装置以对放射性废液进行二次预热；二次预热后的放射性废液进料至蒸发器，蒸发器包括加热装置和分离装置，驱动放射性废液在加热装置和分离装置之间循环；其中，加热装置对放射性废液进行加热以使放射性废液沸腾，沸腾的放射性废液在分离装置内进行汽液分离，产生二次蒸汽；将放射性废液蒸发产生的二次蒸汽引入蒸汽压缩装置，利用蒸汽压缩装置对二次蒸汽进行压缩升温后，输送至加热装置以作为加热装置的第一热源，与放射性废液进行换热；持续排放蒸发器内放射性废液浓缩后形成的蒸残液。

本发明的实施例还提供了一种放射性废液处理系统。该系统包括：第一预热装置，用于对放射性废液进行预热；第二预热装置，与第一预热装置连接，用于对放射性废液进行二次预热；蒸发器，与第二预热装置连接，用于对预热后的放射性废液进行蒸发浓缩；蒸发器包括：加热装置，加热装置内形成有加热腔，用于为加热蒸汽提供流道，加热腔内设置有用于放射性废液流动的液体流道，加热蒸汽能够与放射性废液换热，以对放射性废液进行加热处理；分离装置，分离装置与加热装置的液体流道相连通，用于对加热处理后沸腾的放射性废液进行汽液分离形成二次蒸汽，以使放射性废液浓缩；循环管道，分别与分离装置以及加热装置相连通，用于放射性废液在加热装置和分离装置之间循环提供通道；循环管道设置有排料口，用于持续排放放射性废液浓缩后形成的蒸残液；蒸汽压缩装置，设置在分离装置和加热腔之间，用于将二次蒸汽进行压缩升温，以作为加热装置的第一热源。

采用本实施例中的方法和系统，可以回收利用放射性废液蒸发产生的二次蒸汽的热能，减少冷却水的使用量，同时极大地减少了放射性废液蒸发处理过程中的耗能。

附图说明

通过下文中参照附图对本发明的实施例所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。

图1是根据本发明一个实施例的放射性废液处理系统的结构示意图。

图2是根据本发明一个实施例的分离装置的结构示意图。

图3是根据本发明一个实施例的净化装置的结构示意图。

图4是根据本发明一个实施例的取样装置的结构示意图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请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申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

在核工业设施运行、去污及退役等过程中，不可避免的产生大量放射性废液，由于放射性废液产生量较大，尤其是中、低水平放射性废液，需要对其进行处理以减小放射性废液的体积，便于进行固化处理。本发明的实施例对放射性废液进行蒸发处理，放射性废液蒸发形成的水蒸汽放射性强度降低，经冷凝冷却后可直接排放，而放射性废液蒸发后剩余的浓缩液体积会大为缩小，经固化处理后贮存，从而减少放射性废液的贮存体积，便于后续运输。

图1示出了根据本发明一个实施例的放射性废液处理系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的放射性废液处理系统包括蒸发器、蒸汽压缩装置20和蒸残液储存容器42。其中，蒸发器用于对放射性废液进行加热，以使放射性废液沸腾并蒸发形成蒸汽，蒸发后放射性废液浓缩形成蒸残液。蒸汽压缩装置20与蒸发器连接，可以对蒸发器内放射性废液蒸发形成的蒸汽进行压缩升温形成加热蒸汽，并将加热蒸汽输送至蒸发器，以使加热蒸汽与蒸发器内的放射性废液进行换热，作为放射性废液蒸发的第一热源。蒸残液储存容器42与蒸发器连接，用于接收和储存蒸发器内放射性废液蒸发后浓缩形成的蒸残液。

如图1所示，本实施例中的蒸发器为分体式蒸发器，蒸发器包括加热装置11和分离装置12。其中，加热装置11形成有加热腔，加热腔内设置有液体流道，液体流道用于供放射性废液流动，加热腔中流动的高温气体能够与液体流道中的放射性废液进行换热，以对放射性废液进行加热处理。分离装置12与加热装置11的液体流道相连通，用于对沸腾的放射性废液进行汽液分离，实现放射性废液的浓缩。

进一步地，加热装置11的液体流道和分离装置12之间设置有循环管道，用于为放射性废液在加热装置11和分离装置12之间的循环提供通道。具体地，分离装置12设置在加热装置11的上方，加热装置11的底部设置有进液口，顶部设置出液口，分离装置12的底部设置出液口，侧壁上设置进液口。循环管道包括第一循环管道13和第二循环管道14，第一循环管道13连接在加热装置11底部的进液口和分离装置12底部的出液口之间，第二循环管道14连接在加热装置11顶部的出液口和分离装置12侧壁上的进液口之间，从而使分离装置12内的放射性废液向下流动至加热装置11内，加热装置11内的放射性废液向上流动至分离装置12内，形成循环。

在一些实施例中，分离装置12设置在加热装置11的上方，放射性废液可以依靠自身的密封差在加热装置11和分离装置12之间循环。具体地，放射性废液在加热装置11被加热至沸腾后，由于密度减小而向上流动至分离装置12内，而分离装置12内的放射性废液由于蒸发浓缩而密度变大，可以向下流动至加热装置11，从而在加热装置11和分离装置12之间形成自然循环，保证放射性废液维持动态循环的连续性。

在一些实施例中，第一循环管道13上设置有循环泵82，用于控制放射性废液在加热装置11和分离装置12之间强制循环，相比于自然循环，可以增加蒸发器对放射性废液的处理量以及传热效率，提高放射性废液的处理效率。

需要说明的是，本实施例中的蒸发器设置有工作液位，向蒸发器内进料至工作液位后，再开始加热和循环。并且，在放射性废液处理系统正常运行时，蒸发器内放射性废液也需要保持在工作液位上。在本实施例中，分离装置12的进液口设置于蒸发器的工作液位处。

在一些实施例中，蒸发器的排料口设置在第一循环管道13上，且位于循环泵82和加热装置11之间，蒸残液储存容器42和排料口之间连接有排料管103，蒸发器内蒸发浓缩形成的蒸残液经过排料管103排放至蒸残液储存容器42内进行储存，以便于后续处理。此外，排料管103上可以设置排料阀，用于控制蒸发器的出料速度。

在一些实施例中，蒸发器的进料口也可以设置在第一循环管道13上，位于循环泵82和分离装置12之间，且高于加热装置11的底部。在本实施例中，通过排料阀控制出料速度保持不变，同时控制进料至蒸发器的放射性废液的供料速度保持不变，可以保持连续供料和出料，使得整个处理系统的运行状态保持稳定。

如图1所示，本实施例中的处理系统还包括供料装置41，供料装置41与蒸发器的进料口连接，其用于储存待处理的放射性废液，可以将供料装置41内的放射性废液进料至蒸发器内进行蒸发处理。具体地，供料装置41与第一循环管道13之间连接有进料管道101，进料管道101上设置有供料泵81，可以将供料装置41内的放射性废液依次经过进料管道101、第一循环管道13输送至蒸发器内。

此外，处理系统还包括回流管道102，回流管道102一端与供料装置41连接，另一端连接至进料管道101，进料管道101中的至少部分放射性废液可以经过回流管道102回流至供料装置41内。在本实施例中，回流管道102上设置有回流阀，可以通过调节回流阀来控制回流管道102中放射性废液的流量，进而控制进料至蒸发器内的放射性废液的进料流量，从而防止进料管道101中放射性废液的压力发生波动，保证放射性废液的平稳进料。

进一步地，蒸汽压缩装置20的进气口与分离装置12连接，蒸汽压缩装置20后的出气口与加热装置11的加热腔连接。其中，加热处理后沸腾的放射性废液在分离装置12内蒸发形成二次蒸汽，二次蒸汽从分离装置12顶部排出至蒸汽压缩装置20，蒸汽压缩装置20对二次蒸汽进行压缩升温形成加热蒸汽，加热蒸汽再被输送至加热装置11的加热腔中，以与加热装置11液体流道中的放射性废液进行换热，实现对放射性废液的加热处理。

本实施例中采用蒸汽压缩装置20回收放射性废液蒸发过程中产生的二次蒸汽的潜热，使得加压升温后的二次蒸汽作为热源来加热后续进料的放射性废液，不必设置专门的锅炉房进行供热，降低了放射性废液蒸发处理时的能源消耗。

如图1所示，本实施例中的放射性废液处理系统还包括蒸汽发生装置30。蒸汽发生装置30可以产生高温的水蒸汽，蒸汽发生装置30与蒸发器连接，从而为蒸发器内放射性废液的加热提供第二热源。其中，蒸汽发生装置30可以在处理系统的启动过程中作为蒸发器的热源，也可以在处理系统正常运行过程中向蒸发器提供补充蒸汽，作为热损失补充。

具体地，蒸汽发生装置30内部具有用于容纳水的容纳腔，蒸汽发生装置30内设置有电加热部，电加热部用于加热容纳腔中的水以形成高温的水蒸汽。在本实施例中，蒸汽发生装置30与加热装置11的加热腔连接，从而为加热装置11提供热源以加热放射性废液。蒸汽发生装置30产生的高温水蒸汽进入加热装置11的加热腔后与放射性废液进行换热，使得放射性废液沸腾。此外，蒸汽发生装置30产生的蒸汽以及加压升温后的二次蒸汽在加热装置11中换热后，形成具有一定温度的冷凝液，再流回蒸汽发生装置30中，从而使得蒸汽发生装置30内的液位保持稳定。

在一些实施例中，蒸汽发生装置30产生的蒸汽可以输送至蒸汽压缩装置20的进口处，从而防止蒸汽压缩装置20发生喘振。相比于传统地将蒸汽压缩装置20出口的过热蒸汽循环至蒸汽压缩装置20的进口，本实施例中将高温高压的加热蒸汽输送至加热装置11内换热后，再进入蒸汽发生装置30，使蒸汽发生装置30内的蒸汽从进口进入蒸汽压缩装置20，可以避免蒸汽压缩装置20进口温度过高。

如图1所示，处理系统还包括预热装置，蒸发器与预热装置连接，在对放射性废液进行蒸发处理时，预热装置用于将放射性废液预热后输送至蒸发器。在本实施例中，预热装置包括第一预热装置51，第一预热装置51设置在供料装置41和蒸发器之间，用于对放射性废液进行预热。在本实施例中，放射性废液在第一预热装置51内预热后，再输送至蒸发器。具体地，第一预热装置51可以为换热器，第一预热装置51还与蒸汽发生装置30连接，蒸汽发生装置30用于为第一预热装置51提供热源。

在本实施例中，放射性废液被输送至第一预热装置51的管程，蒸汽发生装置30内的热水输送至第一预热装置51的壳程，与放射性废液进行换热，从而将常温的放射性废液预热，减小放射性废液与相变温度之间的温差，提高放射性废液处理的效率。

此外，本实施例中的处理系统还可以包括冷凝液储存容器43，与第一预热装置51连接，用于接收并储存第一预热装置51内与放射性废液换热后温度降低的冷凝液。在一些实施例中，处理系统也可以不设置冷凝液储存容器43，第一预热装置51内换热后形成的冷凝液可以直接排放。

在一些实施例中，第一预热装置51的冷凝液排出管道上还设置有冷却装置，第一预热装置51流出的冷凝液温度较高时，冷却装置可以对冷凝液进行冷却降温，之后再进行排放。在本实施例中，冷却装置可以为换热器，冷却水作为换热器的冷源，用于与冷凝液进行换热以使其降温。

在一些实施例中，预热装置还包括第二预热装置52，第二预热装置52设置在第一预热装置51和蒸发器之间，用于对放射性废液进行再次预热，使得放射性废液的温度升温至接近沸点(例如，98℃)后再进料至蒸发器内，提高放射性废液的蒸发分离效率。

在本实施例中，初次预热后的放射性废液被输送至第二预热装置52的管程，蒸汽被输送至第二预热装置52的壳程，与放射性废液进行换热，从而实现对放射性废液的再次预热，进一步提高放射性废液的温度，提高处理效率。第二预热装置52与蒸汽发生装置30连接，蒸汽与放射性废液换热后形成冷凝液，冷凝液流至蒸汽发生装置30内，以补充蒸汽发生装置30内的水位。

需要说明的是，在启动阶段，第二预热装置52内预热所用的蒸汽可以是蒸汽发生装置30产生的蒸汽。第二预热装置52的壳程还与加热装置11的加热腔连接，在正常运行期间，第二预热装置52内预热所用的蒸汽可以为蒸汽压缩装置20产生的加热蒸汽，加热蒸汽经过加热装置11的加热腔后输送至第二预热装置52内，与放射性废液进行换热。此外，在正常运行期间，蒸汽发生装置30也可以为第二预热装置52提供蒸汽，以补偿系统的热损失。

在一些实施例中，第二预热装置52和蒸汽发生装置30之间还设置有疏水器，加热装置11与蒸汽发生装置30之间也可以设置疏水器(图中未示出)，疏水器用于对第二预热装置52和加热装置11流出的冷凝液进行汽液分离，防止冷凝液夹带气体进入蒸汽发生装置30内，影响蒸汽发生装置30的正常运行。

在处理系统运行前设备中存在大量不凝性气体(例如，空气)，并且在系统运行过程中放射性废液经过加热也会产生少量不凝性气体，为了排除处理系统中的不凝气，本实施例中的处理系统还设置有不凝气排放回收装置70。如图1所示，不凝气排放回收装置70与第二预热装置52连接，用于排放第二预热装置52内的不凝气，并回收第二预热装置52排出的蒸汽，避免第二预热装置52内不凝气过多而影响传热效率。其中，不凝气排放回收装置70形成有冷却腔，冷却腔内流动有冷却水，冷却腔内设置有气体流道，用于为加热装置11或第二预热装置52内的气体提供流道，冷却水用于冷却气体以使蒸汽冷凝形成冷凝液。

具体地，不凝气排放回收装置70与第二预热装置52的壳程连接，不凝气排放回收装置70内通入冷却水，第二预热装置52的壳程中的气体排放至不凝气排放回收装置70后，在不凝气排放回收装置70内与冷却水进行换热。其中，排放气体中的蒸汽被冷却水冷凝形成冷凝液，冷凝液可以直接排放，而不凝气则直接排出不凝气排放回收装置70。需要说明的是，本申请实施例中的不凝气是指不会被冷却水冷凝的气体，例如，空气等。

在本实施例中，不凝气排放回收装置70还与冷凝液储存容器43连接，不凝气排放回收装置70内蒸汽被冷凝形成的冷凝液可以回收至冷凝液储存容器43内。当不设置冷凝液储存容器43时，不凝气排放回收装置70内产生的冷凝液直接排放。

此外，本实施例中的不凝气排放回收装置70还可以与加热装置11连接，用于排放加热装置11加热腔内的不凝气，并回收加热装置11排出的蒸汽，避免加热装置11内不凝气过多而影响换热效率。

在一些实施例中，加热装置11设置有多个排气口。其中，第一排气口与不凝气排放回收装置70连接，用于将加热装置11内的气体直接排放至不凝气排放回收装置70，以直接排放加热装置11内的不凝气。第二排气口与第二预热装置52连接，用于将加热装置11内的气体排放至第二预热装置52，使其中的蒸汽在第二预热装置52内与放射性废液换热。此外，多个排气口设置在加热装置11的不同高度处，以将加热装置11内不同位置处的气体排出，从而排净不凝气。

同样地，第二预热装置52上设置有第三排气口，用于排出第二预热装置52内的不凝气。第三排气口可以为多个，多个第三排气口设置在第二预热装置52的不同高度处，分别与同一排气阀连接，以将第二预热装置52内不同位置处的气体排出，从而排净不凝气。

需要说明的是，本实施例中的处理系统可以设置冷却水储存容器，其可以储存并提供冷却水，冷却水不仅可以对第一预热装置51流出的冷凝液进行冷却，还可以对不凝气排放回收装置70内的蒸汽进行冷却，此外，冷却水还可以为蒸汽压缩装置20的油箱和电机、循环泵82以及处理系统中其他泵的机械密封提供冷却。

如图2所示，在一些实施例中，分离装置12内设置有第一除沫器121，用于除去放射性废液蒸发产生的二次蒸汽携带的放射性废液，防止二次蒸汽携带液滴进入蒸汽压缩装置对其造成污染。具体地，第一除沫器121可以设置在分离装置12的顶部，位于蒸发器工作液位的上方。

在一些实施例中，第一除沫器121包括波板除沫器1211，波板除沫器1211包括沿分离装置12的轴向方向设置的多个波形板，多个波形板之间具有间隙。放射性废液蒸发形成的二次蒸汽流经波板除沫器1211时，二次蒸汽可以从多个波形板之间的间隙流出，而二次蒸汽中携带的液滴在经过波形板的转弯处时与波形板发生碰撞而被附着在波形板表面上，从而对二次蒸汽起到除沫作用，实现对二次蒸汽的初次净化。

在一些实施例中，第一除沫器121包括丝网除沫器1212，丝网除沫器1212由金属丝网制成，放射性废液蒸发形成的二次蒸汽流经丝网除沫器1212时，二次蒸汽携带的液滴受到阻力而附着在金属丝上，从而起到分离液滴的作用，实现对二次蒸汽的初次净化。

可选的，可以选择波板除沫器1211和丝网除沫器1212中的一种设置在分离装置12内。也可以同时在分离装置12内设置波板除沫器1211和丝网除沫器1212，丝网除沫器1212可以设置在波板除沫器1211的下方，采用两种除沫器对二次蒸汽进行净化，可以极大程度地增加除沫效果。

如图1所示，本实施例中的处理系统还包括净化装置60。净化装置60连接在分离装置12和蒸汽压缩装置20之间，用于对分离装置12中放射性废液蒸发形成的二次蒸汽进行净化，除去二次蒸汽中夹杂的放射性物质后，再输送至蒸汽压缩装置20，防止二次蒸汽中夹杂的放射性物质对蒸汽压缩装置20以及下游的蒸汽发生装置30产生放射性污染。

具体地，如图3所示，净化装置60内设置有第二除沫器61，用于对进入净化装置60的二次蒸汽进行除沫处理，除去二次蒸汽中夹杂的放射性废液，实现对二次蒸汽的净化。在一些实施例中，第二除沫器61可以为丝网除沫器，二次蒸汽夹杂的液滴可以附着在丝网除沫器中，从而减少二次蒸汽夹带的液沫。

如图1和图3所示，净化装置60的顶部还设置有喷淋件62，喷淋件62在净化装置60内进行喷淋，用于清洗进入净化装置60的二次蒸汽，使得二次蒸汽夹带的放射性液滴随着喷淋液流下，从而除去二次蒸汽中夹杂的放射性物质，达到净化二次蒸汽的目的。

在一些实施例中，喷淋件62设置在第二除沫器61的上方，喷淋件62在喷淋清洗二次蒸汽的同时，还能够对第二除沫器61进行喷淋清洗，使第二除沫器61中附着的放射性液滴随喷淋液流到净化装置60底部。此外，喷淋件62的喷淋辐射角度可以不小于90度，从而可以向四周辐射喷淋以覆盖整个净化装置60内部，实现对整个除沫器以及净化装置60内表面的喷淋清洗。

进一步地，净化装置60的底部容纳有喷淋液，喷淋件62与净化装置60底部的出液口之间通过喷淋液泵84连接，喷淋液泵84可以将净化装置60底部的喷淋液输送至喷淋件62，以使喷淋件62循环利用净化装置60内容纳的喷淋液对二次蒸汽进行喷淋，不仅能够保证净化效果，也能够实现喷淋液的循环利用。

如图1所示，净化装置60与蒸汽发生装置连接，可以将蒸汽发生装置内的冷凝液输送至净化装置60内作为喷淋液，在保证净化效果的同时，还避免了设置专门的储水槽或者水源来实现喷淋清洗，简化了处理系统。

此外，在净化装置60内容纳的喷淋液中放射性物质浓度预定浓度阈值时，需要更换新的喷淋液，以保证喷淋液对二次蒸汽的净化效果。具体地，可以将净化装置60内的喷淋液排至放射性废液的供料装置41内，以便于对具有放射性的喷淋液进行蒸发处理。然后，将蒸汽发生装置30内的冷凝液输送至净化装置60内，以补充用于喷淋清洗的喷淋液。

如图1和图3所示，净化装置60内还设置有填料层63，填料层63设置在第二除沫器61以及喷淋液之间。进入净化装置60的二次蒸汽先经过填料层63，填料层63可以增强二次蒸汽与喷淋液之间的接触和传质，提高净化效率。示例性地，填料层63包括两个固定筛板以及设置在固定筛板之间的填料，从而将填料固定在净化装置60内。可选的，本实施例中的填料可以为鲍尔环填料，由于其环壁开孔，大大提高了环内空间及环内表面的利用率，气流阻力小，液体分布均匀，具有通量大、阻力小、分离效率高等优点。

在本实施例中，净化装置60的进气口设置在填料层63的下方，使得二次蒸汽进入净化装置60后依次流经填料层63、第二除沫器61和喷淋件62，通过填料、除沫器以及喷淋清洗的共同作用，提高了对二次蒸汽的净化效果。此外，净化装置60内容纳的喷淋液的液位可以高于进气口，使得二次蒸汽经过喷淋液的清洗后向上流动，进一步提高净化效果。

如图1所示，本实施例中的处理系统还包括冷凝液泵83，冷凝液泵83的入口与蒸汽发生装置30连接，用于输送蒸汽发生装置30内被加热至一定温度的水。具体地，冷凝液泵83的出口可以连接至第一预热装置51，用于将蒸汽发生装置30内的热水输送至第一预热装置51的壳程，以对放射性废液进行初次预热。冷凝液泵83的出口还可以连接至净化装置60，用于为净化装置60补充用于喷淋清洗的喷淋液。

此外，蒸汽压缩装置20的出口管道104上设置有喷淋点，冷凝液泵83的出口还可以连接至该喷淋点处，用于对蒸汽压缩装置20出口管道104内的过热蒸汽进行喷淋降温，从而减小过热蒸汽的温度，使其转化为饱和蒸汽，便于提供至加热装置11和第二预热装置52内作为热源。

如图1所示，本实施例中的处理系统还包括取样装置90，连接至蒸汽压缩装置20的蒸汽入口之前的气路上，用于对放射性废液蒸发产生的二次蒸汽进行取样，便于检测二次蒸汽，以判断处理系统的净化能力。

如图4所示，取样装置90形成有冷却腔91，冷却腔91内循环流动有冷却剂，冷却腔91内设置有至少一个样品流道92，样品流道92与蒸汽压缩装置20上游的气路连接，用于为二次蒸汽的流动提供通道，样品流道92内的二次蒸汽可以被冷却剂冷凝形成液态样品，对液态样品的浓度进行检测，可以判断处理系统的净化系数。

在一些实施例中，取样装置90上设置有至少一个收集口93，收集口93与样品流道92连接，用于收集样品流道92内二次蒸汽冷却后形成的液态样品。

具体地，分离装置12上设置有第一取样口和第二取样口，第一取样口位于第一除沫器121的下方，第二取样口位于第一除沫器121的上方。样品流道92包括第一样品流道和第二样品流道，其中，第一样品流道与第一样品口连接，用于对分离装置12内未流经第一除沫器121进行除沫处理的二次蒸汽进行取样；第二样品流道与第二样品口连接，用于对分离装置12内流经第一除沫器121后已进行除沫处理的二次蒸汽进行取样。本实施例中通过对第一除沫器121前后的二次蒸汽进行取样检测，可以根据二次蒸汽的浓度，判断蒸发器的净化能力。

进一步地，样品流道92还包括第三样品流道，第三样品流道连接至净化装置60的出口处，以对净化装置60出口处的二次蒸汽进行取样。在本实施例中，可以通过检测冷凝液储存容器内的冷凝液的浓度，来验证处理系统的净化系数。同时，本实施例通过取样检测净化装置60出口处的二次蒸汽，可以根据二次蒸汽的浓度，辅助验证处理系统的净化系数和去污因子，判断冷凝液储存容器或其取样口是否被污染。

采用本实施例中的处理系统可以对放射性废液进行蒸发浓缩，从而减小放射性废液的体积，以便于放射性废液的后期贮存和固化处理。

此外，本发明的实施例还提供了一种放射性废液处理方法，该处理方法可以采用上述任一实施方式中的处理系统来实现。本实施例中的处理方法具体包括以下步骤。

步骤S10，持续将供料装置41内的放射性废液输送至第一预热装置51以对放射性废液进行预热。

步骤S20，将第一预热装置51预热后的放射性废液输送至第二预热装置52以对放射性废液进行二次预热。

步骤S30，二次预热后的放射性废液进料至蒸发器，驱动放射性废液在加热装置11和分离装置12之间循环；其中，加热装置11对放射性废液进行加热以使放射性废液沸腾，沸腾的放射性废液在分离装置12内进行汽液分离，产生二次蒸汽。

步骤S40，将放射性废液蒸发产生的二次蒸汽引入蒸汽压缩装置20，利用蒸汽压缩装置20对二次蒸汽进行压缩升温后，输送至加热装置11以作为加热装置的第一热源，与放射性废液进行换热。

步骤S50，持续排放蒸发器内放射性废液浓缩后形成的蒸残液。

在本实施例中，利用蒸汽压缩装置20对放射性废液蒸发产生的蒸汽进行压缩升温以形成加热蒸汽，利用加热蒸汽作为蒸发器的热源，从而回收利用放射性废液的蒸发潜热，有利于减少能耗。而蒸汽发生装置30仅在启动过程中作为蒸发器的热源，并在正常运行过程中为处理系统提供少量的补偿蒸汽，以补偿处理系统的散热损失，维持系统稳定运行。

在一些实施例中，可以借助蒸汽发生装置30产生的蒸汽作为加热装置11的第二热源，以为加热装置11补偿加热所需的蒸汽，补偿系统散热损失，并在放射性废液处理系统启动时为加热装置11提供热源。

在本实施例中，蒸汽发生装置30为整个系统的启动热源，系统启动时，蒸汽发生装置30全功率运行，待蒸发器内二次蒸汽大量产生，蒸汽压缩装置20正常运行后，蒸汽发生装置30转为低功率运行，为系统提供补偿蒸汽，维持系统稳定运行。

在本实施例中，可以利用净化装置60对二次蒸汽进行净化处理。分离装置流出的二次蒸汽经过净化装置60，在净化装置60内通过填料层63、第二除沫器61和喷淋进一步净化，进一步避免放射性物质进入蒸汽压缩装置20内。从净化装置60出来的二次蒸汽直接进入蒸汽压缩装置20进行压缩升温。

在一些实施例中，可以将蒸汽发生装置30产生的蒸汽输送至蒸汽压缩装置20的入口，用于避免蒸汽压缩装置20发生喘振。相比于传统地将蒸汽压缩装置20出口的过热蒸汽循环至蒸汽压缩装置20的进口，本实施例中将高温高压的加热蒸汽输送至加热装置11内换热后，再进入蒸汽发生装置30，使蒸汽发生装置30内的蒸汽从进口进入蒸汽压缩装置20，可以避免蒸汽压缩装置20进口温度过高。

具体地，蒸汽发生装置30和蒸汽压缩装置20之间设置有补气阀。可以监测蒸汽压缩装置20的工作电流，在监测到工作电流的变化量大于预设阈值时，说明蒸汽压缩装置20发生喘振或者可能发生喘振，此时开启补气阀，以将蒸汽发生装置30产生的蒸汽输送至蒸汽压缩装置20的入口。

在一些实施例中，可以将蒸汽发生装置30内的冷凝液输送至第一预热装置51中与放射性废液进行换热，以对放射性废液进行预热处理。还可以将二次蒸汽利用蒸汽压缩装置20进行压缩升温后，经由加热装置11后，输送至第二预热装置52，以作为第二预热装置52的热源。

在本实施例中，放射性废液通过供料泵81进入第一预热装置51，用从蒸汽发生装置30中加热放射性废液后产生的二次蒸汽的冷凝液将放射性废液预热到70℃左右后，送入第二预热装置52。在第二预热装置52中，用加热装置11中二次蒸汽经压缩后产生的加热蒸汽，进一步将放射性废液预热至90℃以上。

其中，二次蒸汽经过蒸汽压缩装置20加压加温，再作为加热蒸汽送入加热装置11的加热腔，其中一部分进入第二预热装置52的壳程，作为蒸发器及第二预热装置52的热源，分别完成放射性废液蒸发和预热过程，放射性废液经过蒸发新产生的二次蒸汽又进入蒸汽压缩装置20加温加压，作为热源加热后续放射性废液，形成连续的循环过程。

在一些实施例中，加热装置11和第二预热装置52中的冷凝液依靠重力流动至蒸汽发生装置30中，以为蒸汽发生装置30补充冷凝液，冷凝液为加热装置11和第二预热装置52内的蒸汽与放射性废液换热后冷凝形成的。

具体地，被压缩升温的二次蒸汽加热放射性废液后冷凝为112℃左右的冷凝液，自流进入蒸汽发生装置30，由冷凝液泵83将大部分的冷凝液输送到第一预热装置51内预热常温的放射性废液，常温的放射性废液可预热到70℃左右，而冷凝液冷却后，作为净化液输送至冷凝液储存容器43。

另外，冷凝液泵83将一部分112℃左右的冷凝液送入蒸汽压缩装置20的出口管道104，以消除加压升温的二次蒸汽的过热度，这部分冷凝液在蒸汽压缩装置20的出口被汽化，将二次蒸汽温度降低，变为饱和蒸汽进入加热装置11给放射性废液加热。还有少量冷凝液送入净化装置60内作为喷淋液使用，运行过程中，在净化装置60内通过喷淋液泵84循环喷淋二次蒸汽，保证净化效果。

在一些实施例中，可以将蒸汽发生装置30中的冷凝液引至蒸汽压缩装置20出口管道104的喷淋点，以对蒸汽压缩装置20产生的过热蒸汽进行喷淋降温，使其转化为饱和蒸汽，提高换热效果。

进一步地，还可以监测蒸汽压缩装置20出口处的蒸汽压力以及喷淋点后的蒸汽温度，当蒸汽温度大于蒸汽压缩装置20出口处当前的蒸汽压力下对应的饱和蒸汽温度，则增加对过热蒸汽进行喷淋的冷凝液流量，以充分冷却过热蒸汽，使其全部转化为饱和蒸汽，从而最大程度地提高换热效果。

在系统运行前设备中存在大量不凝性气体，并且在系统运行过程中放射性废液经过加热会产生少量不凝性气体，本实施例可以通过不凝气排放回收装置70来排放不凝气，并同时回收蒸汽。在本实施例中，系统运行中，可以定时开启处理系统中的排气阀，可将系统内不凝气排净，提高设备的换热效率。

对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种放射性废液处理方法，其特征在于，包括：

持续将供料装置内的放射性废液输送至第一预热装置以对所述放射性废液进行预热；

将所述第一预热装置预热后的放射性废液输送至第二预热装置以对所述放射性废液进行二次预热；

二次预热后的放射性废液进料至蒸发器，所述蒸发器包括加热装置和分离装置，驱动所述放射性废液在所述加热装置和分离装置之间循环；其中，所述加热装置对所述放射性废液进行加热以使所述放射性废液沸腾，沸腾的所述放射性废液在所述分离装置内进行汽液分离，产生二次蒸汽；

将所述放射性废液蒸发产生的二次蒸汽引入净化装置，利用净化装置对所述二次蒸汽进行净化处理；

将净化后的二次蒸汽引入蒸汽压缩装置，利用蒸汽压缩装置对所述二次蒸汽进行压缩升温后，输送至所述加热装置以作为所述加热装置的第一热源，与所述放射性废液进行换热；

借助蒸汽发生装置产生的蒸汽作为所述加热装置的第二热源，以为所述加热装置补偿加热所需的蒸汽，并在所述放射性废液处理系统启动时为所述加热装置提供热源；

持续排放所述蒸发器内放射性废液浓缩后形成的蒸残液；

所述方法还包括：将所述蒸汽发生装置产生的蒸汽输送至所述蒸汽压缩装置的入口，用于避免所述蒸汽压缩装置发生喘振；

其中，所述蒸汽发生装置和所述蒸汽压缩装置之间设置有补气阀；所述将所述蒸汽发生装置产生的蒸汽输送至所述蒸汽压缩装置的入口，包括：

监测所述蒸汽压缩装置的工作电流；

在监测到所述工作电流的变化量大于预设阈值时，开启所述补气阀，以将所述蒸汽发生装置产生的蒸汽输送至所述蒸汽压缩装置的入口；

其中，所述净化装置的底部容纳有喷淋液，所述净化装置中设置有喷淋件，所述喷淋件与所述净化装置底部的出液口之间连接有喷淋液泵；所述净化装置与所述蒸汽发生装置之间连接有冷凝液泵，

所述方法还包括：

借助所述冷凝液泵将所述蒸汽发生装置内的冷凝液输送至所述净化装置内，以为所述净化装置内补充所述喷淋液；

借助所述喷淋液泵将所述净化装置内容纳的喷淋液输送至所述喷淋件，以使所述喷淋件循环利用所述喷淋液进入对所述净化装置的二次蒸汽进行喷淋；

分离装置中设置有第一除沫器；所述第一除沫器包括波板除沫器和丝网除沫器，所述波板除沫器包括沿所述分离装置的轴向方向设置的多个波形板，所述多个波形板之间具有间隙；所述丝网除沫器设置于所述波板除沫器的下方；

所述二次蒸汽离开所述分离装置前，利用所述丝网除沫器对所述二次蒸汽进行除沫处理，再利用所述波板除沫器对所述二次蒸汽进行除沫处理，所述二次蒸汽从所述波板除沫器的间隙中流出；

所述方法还包括：

对所述分离装置内未流经第一除沫器的二次蒸汽进行取样检测；

对所述分离装置内流经所述第一除沫器后的二次蒸汽进行取样检测；

根据所述第一除沫器前后的二次蒸汽的浓度，确定所述蒸发器的净化能力；

对所述净化装置出口处的二次蒸汽进行取样检测；

根据所述净化装置出口处的二次蒸汽的浓度，确定所述放射性废液的净化系数；

所述加热装置与所述蒸汽发生装置之间以及所述第二预热装置和所述蒸汽发生装置之间设置有疏水器，所述加热装置和所述第二预热装置流出的冷凝液经过所述疏水器进行气液分离后，流入所述蒸汽发生装置；

利用不凝气排放回收装置排放所述放射性废液蒸发形成的二次蒸汽中夹杂的不凝气，同时回收排放的气体中的所述二次蒸汽冷却形成的冷凝液；所述加热装置设置第一排气口和第二排气口；其中，第一排气口与所述不凝气排放回收装置连接，以将所述加热腔内的气体排放至所述不凝气排放回收装置；所述第二排气口与所述第二预热装置连接，以将所述加热腔内的气体输送至所述第二预热装置，以对所述第二预热装置内的放射性废液进行二次预热；所述第一排气口和第二排气口设置于所述加热装置的不同高度；

第二预热装置设置有第三排气口，所述多个第三排气口沿所述第二预热装置的高度方向布置，以将所述第二预热装置内不同位置的气体排放至所述不凝气排放回收装置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述蒸汽发生装置内的冷凝液输送至所述第一预热装置中与所述放射性废液进行换热，以对所述放射性废液进行预热处理；

将所述二次蒸汽利用蒸汽压缩装置进行压缩升温后，经由所述加热装置后，输送至所述第二预热装置，以作为所述第二预热装置的热源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，还包括：

所述加热装置和第二预热装置中的冷凝液流动至所述蒸汽发生装置中，以为所述蒸汽发生装置补充冷凝液，所述冷凝液为所述加热装置和第二预热装置内的蒸汽与所述放射性废液换热后冷凝形成的。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

将所述蒸汽发生装置中的所述冷凝液引至所述蒸汽压缩装置出口管道的喷淋点，以对所述蒸汽压缩装置产生的过热蒸汽进行喷淋降温，使其转化为饱和蒸汽。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

监测所述蒸汽压缩装置出口处的蒸汽压力以及喷淋点后的蒸汽温度，当所述蒸汽温度大于所述蒸汽压缩装置出口处当前的蒸汽压力下对应的饱和蒸汽温度，则增加对所述过热蒸汽进行喷淋的冷凝液流量。

6.一种放射性废液处理系统，其特征在于，用于实现如权利要求1-5任一项所述的放射性废液处理方法，包括：

第一预热装置，用于对放射性废液进行预热；

第二预热装置，与所述第一预热装置连接，用于对所述放射性废液进行二次预热；

蒸发器，与所述第二预热装置连接，用于对预热后的放射性废液进行蒸发浓缩；所述蒸发器包括：

加热装置，所述加热装置内形成有加热腔，用于为加热蒸汽提供流道，所述加热腔内设置有用于放射性废液流动的液体流道，所述加热蒸汽能够与所述放射性废液换热，以对所述放射性废液进行加热处理；

分离装置，所述分离装置与所述加热装置的液体流道相连通，用于对所述加热处理后沸腾的放射性废液进行汽液分离形成二次蒸汽，以使所述放射性废液浓缩；

循环管道，分别与所述分离装置以及所述加热装置相连通，用于所述放射性废液在所述加热装置和分离装置之间循环提供通道；所述循环管道设置有排料口，用于持续排放所述放射性废液浓缩后形成的蒸残液；

蒸汽压缩装置，设置在所述分离装置和所述加热腔之间，用于将所述二次蒸汽进行压缩升温，以作为所述加热装置的第一热源；

净化装置，连接在所述分离装置和蒸汽压缩装置之间，用于对所述放射性废液蒸发产生的二次蒸汽进行净化；

蒸汽发生装置，所述蒸汽发生装置内容纳有水，所述蒸汽发生装置被设置成加热所述水以产生蒸汽，所述蒸汽发生装置与所述加热装置连接，用于为所述加热装置提供第二热源；

其中，所述蒸汽发生装置与所述蒸汽压缩装置的入口连接，所述蒸汽发生装置用于为所述蒸汽压缩装置的入口补偿蒸汽，以防止所述蒸汽压缩装置发生喘振；

所述净化装置的底部容纳有喷淋液，所述净化装置的顶部设置有喷淋件，用于对所述二次蒸汽进行喷淋清洗；

所述喷淋件与所述净化装置底部的出液口之间连接有喷淋液泵，所述喷淋液泵用于输送所述净化装置内容纳的喷淋液至所述喷淋件；

所述净化装置与蒸汽发生装置连接，所述蒸汽发生装置用于向所述净化装置内输送预定量的冷凝液作为所述喷淋液；所述净化装置与所述蒸汽发生装置之间连接有冷凝液泵，所述冷凝液泵用于输送所述冷凝液；

分离装置中设置有第一除沫器；所述第一除沫器包括波板除沫器和丝网除沫器，所述波板除沫器包括沿所述分离装置的轴向方向设置的多个波形板，所述多个波形板之间具有间隙；所述丝网除沫器设置于所述波板除沫器的下方；

所述加热装置与所述蒸汽发生装置之间以及所述第二预热装置和所述蒸汽发生装置之间设置有疏水器；

所述系统还包括：不凝气排放回收装置，其用于排放所述放射性废液蒸发形成的二次蒸汽中夹杂的不凝气，同时回收排放的气体中的所述二次蒸汽冷却形成的冷凝液；

所述加热装置设置第一排气口和第二排气口；其中，第一排气口与所述不凝气排放回收装置连接，以将所述加热腔内的气体排放至所述不凝气排放回收装置；所述第二排气口与所述第二预热装置连接，以将所述加热腔内的气体输送至所述第二预热装置，以对所述第二预热装置内的放射性废液进行二次预热；所述第一排气口和第二排气口设置于所述加热装置的不同高度；

第二预热装置设置有第三排气口，所述多个第三排气口沿所述第二预热装置的高度方向布置，以将所述第二预热装置内不同位置的气体排放至所述不凝气排放回收装置。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述蒸汽发生装置和所述蒸汽压缩装置之间设置有补气阀，用于控制所述蒸汽发生装置内蒸汽向蒸汽压缩装置入口的输送。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述蒸汽压缩装置的出口管道设置有喷淋点，所述蒸汽发生装置与所述喷淋点连接，所述蒸汽发生装置用于为所述喷淋点通过冷凝液以进行喷淋。