CN117457248A - 一种多功能放射性废物转运装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能放射性废物转运装置，属于放射性废物安全转运技术领域。该装置包括安置在拖车上的转运载体，转运载体中安放位于屏蔽外罐中的存储内罐、以及与厂房接口箱配套的内部接口箱；内部接口箱具有第一、第二和第三接头；第一接头通过冲排水工艺管路通往存储内罐下部的废树脂过滤器；第二接头通过物料工艺管路接至存储内罐下部；第三接头通过通风排气工艺管路接至存储内罐上部。本发明提供了一种安全、高效的放射性废树脂和放射性废液的装载卸载转装置适用于各种工况核电站放射性废树脂和放射性废液的转运。

Description

一种多功能放射性废物转运装置

技术领域

本发明涉及一种转运装置，尤其是一种多功能放射性废物转运装置（主要应用于核电站放射性废树脂、放射性废液等放射性物质的转运），属于放射性废物安全转运技术领域。

背景技术

随着三代核电技术的引入和发展，废物处理的“全厂共用、离堆模式、集中处理”理念也一同被推广。核电站运行过程中在核岛厂房产生的放射性废树脂和放射性废液属于低中水平放射性废物，需要由专用的废树脂运输设备和放射性废液运输设备转运至废物处理中心进行后续处理。虽说通常采用单台机组核岛废物处理系统与多台机组共用的厂址废物处理设施相结合的模式，分类收集，分类处理，集中储存，分批处置各类放射性物质；但实际上，核岛废物的装载和卸载条件变化很多，包括没有配置物料输送泵的主动装载、已配置物料输送泵的被动装载、没有配置物料输送泵的主动卸载、已配置物料输送泵的被动卸载等等。

据申请人了解，目前处理放射性废树脂的转运方法主要基于容积式水置换式和真空抽吸式两种。前者参见申请号为201510000514.1的中国专利文献，其核心是通过核岛厂房动力系统的树脂输送泵将废树脂泵入转运装置实现装载功能，通过容积式水置换卸载工艺将树脂从树脂储罐置换入厂址废物处理设施实现卸载功能。后者参见申请号为201710438422.0的中国专利文献，该核电站废树脂的装载卸载转运装置包括屏蔽运输装置、装载接口设备和卸载接口设备；通过厂房配置的树脂输送泵将废树脂泵入装载接口设备，再采用负压抽吸将装载接口设备里的废树脂抽吸至转运装置；卸载时，采用负压抽吸将转运装置里的废树脂抽吸至卸载接口设备，再用输送泵将卸载设备里的废树脂泵送至厂房树脂储罐。然而，前者的转运装置和转运方法只适用于已配置物料输送泵的主动装载式厂房和被动卸载式厂房，且容积式水置换只能用于废树脂的卸载，无法适用于放射性废液，尤其是经过减容处理后的浓缩液、蒸残液等放射性液体，否则经水置换后将产生大量的放射性废液，与核电站减容处理的要求背道而驰。后者的真空抽吸式只适用于已配置物料输送泵的主动装载式厂房和主动卸载式厂房，虽然可以输送放射性废树脂和放射性废液，但是真空输送的距离受管道阻力和输送物料高度的影响较大，不适用于长距离和跨楼层的物料输送；而且整套设备中的转运装载接口设备和卸载接口设备需要分别布置在核岛厂房和废物处理厂房，每套接口设备需要占用至少两个房间，且需配置物料储罐、真空泵、除水泵、螺杆泵高效空滤器、储罐液位压力等检测仪表，设备投入成本和后期维护成本很高。

此外，基于真空装载和压空卸载的有关技术方案还被申请号201710908698.0、202121910848.X和202110934550.0的中国专利文献所公开，其实质均是通过真空接受装载厂房有机放射性废液、通过压空卸载到放射性废液接收槽内。然而，由于受真空装载的局限，上述技术方案中真空输送的距离受管道阻力和输送物料高度的影响较大；压空卸载过程中若输送管道发生泄漏，会持续发生直至压缩空气排尽，尤其是泄漏排出的气体易携带放射性溶胶而对厂房空气造成污染。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的不通用等问题，提供一种在有效避免泄漏危害前提下，适用于配套接口箱厂房各种工况条件的多功能放射性废物转运装置，从而妥善解决核电站放射性废树脂和放射性废液的转运问题。

为了达到上述目的，本发明多功能放射性废物转运装置的基本技术方案为：包括安置在拖车上的转运载体，所述转运载体中安放位于屏蔽外罐中的存储内罐、以及与厂房接口箱配套的内部接口箱；所述内部接口箱具有第一、第二和第三接头；

所述第一接头通过串联除水泵、第三通断阀的冲排水工艺管路通往位于所述存储内罐下部的废树脂过滤器，所述除水泵两端并联第四通断阀；

所述第二接头通过串联第六通断阀、输送泵、第二通断阀、第一通断阀的物料工艺管路接至所述存储内罐下部，所述第六通断阀和输送泵之间引出经第七通断阀的支路接至存储内罐下部；所述第二接头和第六通断阀之间引出经第五通断阀的支路接至所述第二通断阀和第一通断阀之间的管路上；

所述第三接头通过串联空气过滤器、第九通断阀的通风排气工艺管路接至存储内罐上部，所述空气过滤器两端并联第八通断阀；

所述厂房接口箱设有分别与相应管路连接的放射性废液接口、废树脂接口、通风排气接口、冲排水接口；作业前，所述冲排水接口、通风排气接口分别接通所述冲排水工艺管路、通风排气工艺管路；

当主动装载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第二、第五、第七、第九通断阀处于打开状态，所述输送泵开启；

当被动装载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第一、第五、第九通断阀处于打开状态，所述输送泵关闭；

当主动卸载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第一、第二、第六、第八、第九处于打开状态，所述输送泵开启；

当被动卸载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第一、第五、第八、第九通断阀门处于打开状态，所述输送泵关闭。

本发明适用于各种常见核岛厂房工况，仅需将管道与接口箱的相应管口连接即可，无需额外的设备；并且其合理巧妙的管路设计，不仅通过酌情切换通断阀，即可完成输送泵管路与并联旁路的选通，从而满足“主动”和“被动”的转换；而且由于既可以形成输送泵的直通、也可以构成输送泵的S形迂回流通，因此同时能够既满足装载、也满足卸载的使用要求。此外，万一作业时物料管道出现泄漏，还可以借助除水功能，实现快速泄压，有效避免泄漏危害。总之，本发明提供了一种安全、高效的放射性废树脂和放射性废液的装载卸载转装置适用于各种工况核电站放射性废树脂和放射性废液的转运。

本发明进一步的完善是，当所述装载物料是放射性废树脂时，在完成装载后，第三切换阀处于打开状态，所述除水泵开启。

本发明更进一步的完善是，当所述卸载物料为放射性废树脂时，在所述输送泵开启前，第三、第四、第九切换阀处于打开状态。

本发明再进一步的完善是，所述转运载体中还安放有电控箱、车载发电机、空压机和气控箱。

本发明还进一步的完善是，所述屏蔽外罐和存储内罐之间装有泄漏探测计，所述存储内罐顶部插装温度计、电加热器、搅拌器、废树脂过滤器、液位计、液位开关以及压力计。

本发明又进一步的完善是，所述厂房接口箱为矩形截面的箱体。外侧设有在上的放射性废液接口、废树脂接口和在下的通风排气接口、冲排水接口。

附图说明

图1为本发明一个实施例的总体结构示意图。

图2为图1实施例的转运载体结构示意图。

图3为图1实施例配套的厂房接口箱结构示意图。

图4为图3的侧视图。

图5为图1实施例用于没有配置物料输送泵厂房的主动装载物料示意图。

图6为图1实施例用于已配置物料输送泵厂房的被动装载物料示意图。

图7为图1实施例用于没有配置物料输送泵厂房的主动卸载物料示意图。

图8为图1实施例用于已配置物料输送泵厂房的被动卸载物料示意图。

图中：1-牵引车，2-平板拖车，3-转运载体，4-钢框架箱体，5-冲排水工艺管路，6-物料工艺管路，7-通风排气工艺管路，8-内部接口箱，9-屏蔽外罐，10-存储内罐，11-电控箱，12-车载发电机，13-空压机，14-气控箱，20、21、22、24、26、27、32、36、37-分别为第一至第九气动球阀，23-除水泵，25-输送泵、28、31、34-分别为第一至第三快速接头，29、30、33-分别为第一至第三连接软管，35-空气过滤器，38-泄漏探测计，39-温度计，40-电加热器，41-搅拌器，42-废树脂过滤器，43-液位计，44-液位开关，45-压力计，51-厂房接口箱，52-冲排水接口，53-废树脂接口，54-放射性废液接口，55-通风排气接口。

实施方式

实施例

本实施例的多功能放射性废物转运装置如图1至图4所示，具有牵引车1的平板拖车上安置转运载体3。转运载体3的钢框架箱体4中安放位于屏蔽外罐9中的存储内罐10、内部接口箱8，以及电控箱11、车载发电机12、空压机13和气控箱14，车载发电机12为空压机、搅拌器和电加热器提供能源。空压机13经气控箱14为阀门和除水泵提供压缩空气。

存储内罐作为接收放射性废物的暂存容器装置，外部用屏蔽外罐包围。屏蔽外罐为铅浇铸的屏蔽结构，确保转运装置的外表面剂量率满足核辐射安全性的要求。屏蔽外罐9和存储内罐10之间装有泄漏探测计38，存储内罐10顶部插装温度计39、电加热器40、搅拌器41、废树脂过滤器42、液位计43、液位开关44以及压力计45，实时监测放射性物料转运过程中的液位、温度、压力、高液位报警、泄漏报警等信息。

内部接口箱8具有第一、第二和第三快速接头28、31、34。第一快速接头28通过串联除水泵25、第三气动球阀22的冲排水工艺管路5通往位于存储内罐10下部的废树脂过滤器42，除水泵2两端并联第四气动球阀24。第二快速接头31通过串联第六气动球阀27、输送泵25、第二气动球阀21、第一气动球阀20的物料工艺管路6接至存储内罐10下部，第六气动球阀27和输送泵25之间引出经第七气动球阀32的支路接至存储内罐10下部，在第二快速接头31和第六气动球阀27之间引出经第五气动球阀26的支路接至第二气动球阀21、第一气动球阀20之间的管路上。

第三快速接头34通过串联空气过滤器35、第九气动球阀37的通风排气工艺管路7接至存储内罐10上部，空气过滤器35两端并联第八气动球阀36。

配套的厂房接口箱51如图3、4所示，矩形截面的箱体外侧设有分别与厂房内相应管路连接的在上放射性废液接口54、废树脂接口53和在下通风排气接口55、冲排水接口52。

需要进行装载或卸载作业时，都需要将转运载体由牵引车和平板拖车拉到核电站指定装载厂房之后，取出随车携带的三根连接软管，分别将厂房接口箱的冲排水接口52、放射性废液接口54或废树脂接口53、通风排气接口55通过相应的快速接头（快速接头为双球阀干式接头，设有安全联锁功能，只有在预定状态操作下两个球阀才能打开和关闭，从而避免了阀门的误开启）接至冲排水工艺管路5、物料工艺管路6、通风排气工艺管路7。

当厂房物料管路没有输送泵需要转运装置主动装载物料时，如图5所示，开启气动球阀21、26、32、37，形成迂回的S流道，再开启输送泵25，将厂房的放射性废树脂或放射性废液抽吸至存储内罐10中，罐中的气体经高效空气过滤器35过滤后排入厂房通风排气管道，装载的物料达到液位计43设定的液位时停止装载。若装载物料是放射性废树脂，则如前进行第一次装载后开启气动球阀22、36、37和除水泵23，将废树脂中的水抽出并泵送至厂房相应储罐中，同时通过气动球阀36、37所在的管路补气；由液位计43判断除水是否完成；然后进行第二次废树脂装载和除水操作，重复3-4次，直至存储内罐10中经浓缩后的树脂物位达到设定值时为止。

当厂房物料管路已有输送泵需要转运装置被动装载物料时，如图6所示，开启气动球阀26、20、37，无需开启输送泵25，之后的操作同上一段表述。

当厂房物料管路没有输送泵需要转运装置主动卸载物料时，如图7所示，开启气动球阀20、21、27、36、37，再开启输送泵25，将存储内罐10中的物料抽吸至厂房相应物料罐中，通过气动球阀36、37所在的管路补气，根据液位计43判断卸载完成则停止作业；若卸载的物料为废树脂，则在开启输送泵25前，先开启阀门22、24、37，引入厂房冲排水稀释存储内罐10里的废树脂，以增加废树脂的流动性。

当厂房物料管路已有输送泵需要转运装置被动卸载物料时，如图8所示，开启气动球阀20、26、36、37，无需开启输送泵25，之后的操作同上一段表述。

不难理解，冲排水管道在装载放射性废树脂时，具有抽除废树脂中游离水并输送至厂房冲排水管道的功能，实现存储内罐中放射性废树脂的浓缩，提高转运装置的单批次装载效率；在卸载放射性废树脂时，存储内罐能接收厂房冲排水管道输送过来的工艺水，对存储内罐中的废树脂进行稀释，提高废树脂的流动性，提高单批次的卸载效率。通风排气管道为辅助管道，当装载物料时开启37，存储内罐内的废气经高效空气过滤器过滤后送往厂房通风排气管道；当卸载物料时开启阀门36、37，从通风排气管道补气进入存储内罐。

实践表明，采用本实施例能同时处理多种放射性废物，增强了转运物料的能力；在核岛内部长距离、跨楼层之间的装、卸载过程中，泵送效率高于其余单一输运模式。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种多功能放射性废物转运装置，其特征在于：包括安置在拖车上的转运载体，所述转运载体中安放位于屏蔽外罐中的存储内罐、以及与厂房接口箱配套的内部接口箱；所述内部接口箱具有第一、第二和第三接头；

所述第一接头通过串联除水泵、第三通断阀的冲排水工艺管路通往位于所述存储内罐下部的废树脂过滤器，所述除水泵两端并联第四通断阀；

所述第二接头通过串联第六通断阀、输送泵、第二通断阀、第一通断阀的物料工艺管路接至所述存储内罐下部，所述第六通断阀和输送泵之间引出经第七通断阀的支路接至存储内罐下部，所述第二接头和第六通断阀之间引出经第五通断阀的支路接至所述第二通断阀和第一通断阀之间的管路上；

所述第三接头通过串联空气过滤器、第九通断阀的通风排气工艺管路接至存储内罐上部，所述空气过滤器两端并联第八通断阀；

所述厂房接口箱设有分别与相应管路连接的放射性废液接口、废树脂接口、通风排气接口、冲排水接口；作业前，所述冲排水接口、通风排气接口分别接通所述冲排水工艺管路、通风排气工艺管路；

当主动装载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第二、第五、第七、第九通断阀处于打开状态，所述输送泵开启；

当被动装载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第一、第五、第九通断阀处于打开状态，所述输送泵关闭；

当主动卸载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第一、第二、第六、第八、第九处于打开状态，所述输送泵开启；

当被动卸载物料时，所述物料工艺管路与所述厂房接口箱的相应的接口接通，第一、第五、第八、第九通断阀门处于打开状态，所述输送泵关闭。

2.根据权利要求1所述的多功能放射性废物转运装置，其特征在于：当所述装载物料是放射性废树脂时，在完成装载后，第三切换阀处于打开状态，所述除水泵开启。

3.根据权利要求2所述的多功能放射性废物转运装置，其特征在于：当所述卸载物料为放射性废树脂时，在所述输送泵开启前，第三、第四、第九切换阀处于打开状态。

4.根据权利要求3所述的多功能放射性废物转运装置，其特征在于：所述转运载体中还安放有电控箱、车载发电机、空压机和气控箱。

5.根据权利要求4所述的多功能放射性废物转运装置，其特征在于：所述屏蔽外罐和存储内罐之间装有泄漏探测计，所述存储内罐顶部插装温度计、电加热器、搅拌器、废树脂过滤器、液位计、液位开关以及压力计。

6.根据权利要求5所述的多功能放射性废物转运装置，其特征在于：所述厂房接口箱为矩形截面的箱体。外侧设有在上的放射性废液接口、废树脂接口和在下的通风排气接口、冲排水接口。