CN207441272U - 一种核电设施一回路放射性污染在线去污设备 - Google Patents

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陈博
金伟
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Abstract

本实用新型涉及一种核电设施一回路放射性污染在线去污设备,属于核工业放射性废物最小化的去污领域。该设备由去污剂系统、循环去污系统、循环管路等组成,(I)根据现场情况建立循环去污设备,在现场合理布置去污配液罐、去污剂罐及连接相关循环管路设施,并将去污设备的管道与核电设施的一回路管道相连接,并进行安装调试;(II)向去污剂罐中加入去污剂的各个组分及溶剂,搅拌充分后,对核电设施的一回路管路进行循环去污;(III)循环去污结束后,对循环去污系统内的溶剂进行中和,用清水对循环去污系统进行清洗。本实用新型具有去污效率高,节省去污成本等特点,去污过程中不需要产生有毒有害气体,且去污后的废水容易回收及处理。

Description

一种核电设施一回路放射性污染在线去污设备
技术领域
本实用新型涉及核工业放射性废物最小化的去污技术领域,具体涉及一种核电设施一回路放射性污染在线去污设备。
背景技术
随着我国核电产业的高速发展,建设的核电机组也越来越多,由于在核电反应堆运行过程中,反应堆堆芯内必然会产生和积累放射性核素,放射性核素随之被主冷却剂通过一回路系统带到有关的系统,造成系统与设备的放射性污染。在反应堆拆除前,为了降低作业场所的辐射场强度,减少操作人员受照射剂量,降低废物等级,减少反应堆退役过程废物产生量,需对一回路系统进行清洗去污。
国外针对核电站一回路去污技术的开发研究始于20世纪70年代。目前,广泛使用低浓度去污剂的软化学去污工艺取代了最初的浓溶液去污工艺,且去污着眼于去污因子高、对基体材料腐蚀率低、产生二次废物量少、温度低、速度快等。为了达到上述目的,化学去污工艺朝氧化还原多步法发展,国内该方面的研究还处于起步阶段。
目前,常见的去污方法有机械去污(包括高速射流、超声波法等)、化学去污、电化学去污、激光去污和熔炼去污等方法,这些方法在现场应用的过程各有利弊。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种核电设施一回路放射性污染在线去污设备,采用该设备对核电设施一回路进行去污,具有去污效率高,节省去污成本等特点,去污过程中不会产生有毒有害气体,且去污后的废水容易回收及处理,该设备和方法填补了现有核电设施在线去污技术的空白。
为实现上述目的,本实用新型所采用的技术方案如下:
一种核电设施一回路放射性污染在线去污设备,该设备包括去污剂储存装置、循环去污系统和外系统;其中:
去污剂储存装置:用于储存去污剂,包括去污剂罐、支撑架和带刻度液位计;所述去污剂罐设于支撑架上,去污剂罐的顶部设有加药口,去污剂罐内设置带刻度液位计和搅拌装置,带刻度液位计用于测量去污剂罐内溶液的量,搅拌装置用于对去污剂罐内物料进行搅拌;
循环去污系统:包括加药泵、去污配液罐、电加热器、玻璃板液位计和循环管路;所述去污配液罐通过管路Ⅰ与去污剂罐的底部相连接,管路Ⅰ上设有加药泵;开启加药泵,去污剂罐内的物料即进入去污配液罐内;所述去污配液罐内设有电加热器和玻璃板液位计;所述去污配液罐内的物料通过循环管路在去污配液罐与外系统之间进行循环流动;
外系统:包括反应容器A和反应容器B。
所述去污配液罐的顶部设有排气口和补水口,去污配液罐的底部设置排污口,去污配液罐的一侧中下部设置取样口和废水车接口,去污配液罐的另一侧通过循环管路与外系统相连接。
所述循环管路包括管路Ⅱ和管路Ⅲ,管路Ⅱ的一端连接于去污配液罐的下部,另一端分成两个支路,两个支路分别连接反应器A和反应器B的下部;管路Ⅲ的一端连接于去污配液罐的上部,另一端分成两个支路,两个支路分别连接反应器A和反应器B的上部。
所述管路Ⅱ上设有温度计和循环泵,在管路Ⅱ上循环泵的两侧各设一个压力表;所述管路Ⅲ上连接测试管段。
所述去污剂罐和去污配液罐均采用耐酸碱腐蚀材质。
利用所述设备进行的核电设施一回路放射性污染在线去污方法,包括如下步骤:
(1)将在线去污设备与一回路管道相连接,然后由加药口向去污剂罐内加入去污剂的各原料组分,开启搅拌装置搅拌20~40min,至各原料混合均匀时即获得去污剂;
(2)开启加药泵,将去污剂罐中的去污剂注入到去污配液罐中,启动去污配液罐内的电加热器,根据现场情况确定加热终点温度;
(3)循环去污:待去污配液罐中的物料温度达到指定温度后,开启循环泵,使去污剂通过循环管路在去污配液罐和外系统之间进行循环流动;通过调节循环泵的功率输出来调节循环管路内的液体流量;
(4)循环去污结束后,向去污配液罐内加入pH调节剂,并开启循环泵,将循环去污系统内的pH值调节至中性;然后将将废水排放到核电站的特排装置中(打开废水车接口排放);
(5)将清水注入去污配液罐中,开启循环泵对循环去污系统内进行循环清洗1~2次。
上述步骤(1)中,搅拌过程中多次取样检测pH值,直至pH值稳定至恒定数值。
上述步骤(2)中,所述加热终点温度为40-50℃。
上述步骤(3)中,在开启循环泵后,前半个小时内每4~6min进行一次循环去污系统内液体取样,并进行同步的放射性剂量分析与pH测试,根据分析结果确定循环去污的终点。
上述步骤(3)中,从循环管路的测试管段上设置的取样口取样,取样液中的放射性剂量和溶液pH不再上升时,即认定为去污终点。
本实用新型的优点及有益效果是:
1、传统的离线去污对人员受辐照剂量较高,且在对回路进行拆除时,工作量巨大,容易形成大量的放射性气溶胶和其他固体废物,增加了人员、环境的受辐照安全隐患。
2、本实用新型应用了化学去污方法与在线去污循环装置想结合的方式,对核电设施一回路进行化学循环去污,能大大降低了去污时间及去污成本,且使用的去污剂均为无机化合物,减少了后期放射性废水处理的难度。
3、本实用新型在原理及现场实践上具有一定的前瞻性,在去污过程中选用了无机去污剂和缓蚀剂,在对核电金属结构关键进行去污的同时,应用缓蚀剂保护被去污的金属管道,去污工艺操作简单,无需复杂的机械设备,同时设备及工艺在经过改进后,同样可应用与其他管路的在线去污工程。
附图说明
图1为本实用新型核电设施一回路放射性污染在线去污设备结构示意图。
图中:1加药口;2去污剂罐;3支撑架;4带刻度液位计;5加药泵;6排气口;7去污配液罐;8取样口;9废水车接口;10排污口;11电加热器;12补水口;13测试管段;14玻璃板液位计;15温度计;16压力表A;17循环泵;18压力表B;19-反应容器A;20-反应容器B;21-管路Ⅰ;22-管路Ⅱ;23-管路Ⅲ。
具体实施方式
以下结合附图详述本实用新型。
本实用新型为核电设施一回路放射性污染在线去污设备,所述设备的结构如图1所示。该设备包括去污剂储存装置、循环去污系统和外系统;各部分具体结构如下:
(一)去污剂储存装置:包括去污剂罐2、支撑架3和带刻度液位计4;所述去污剂罐2设于支撑架3上,去污剂罐2的顶部设有加药口1,去污剂罐2内设置带刻度液位计4和搅拌装置;
(二)循环去污系统:包括加药泵5、去污配液罐7、电加热器11、玻璃板液位计14和循环管路;所述去污配液罐7通过管路Ⅰ21与去污剂罐2的底部相连通,管路Ⅰ21上设有加药泵5;所述去污配液罐7内设有电加热器11、搅拌装置和玻璃板液位计14,通过玻璃板液位计14对去污配液罐7中的液位进行测试,通过电加热器11可以对去污配液罐7中的液体进行加热,具有可升温等特点。通过搅拌装置对去污配液罐7中的液体进行搅拌;所述去污配液罐7的顶部设有排气口6和补水口12,排气口6利于循环去污操作中废气的排出,补水口12利于箱体内部清洗。去污配液罐的底部设置排污口10,排污口10便于排出去污过程中产生的杂质。
去污配液罐7的一侧中下部设置取样口8和废水车接口9,取样口8便于实时监控去污配液罐7内的液体成分,废水车接口9用于去污后废液的排出。去污配液罐的另一侧通过循环管路与外系统相连接。所述外系统包括反应容器A19和反应容器B20。
所述循环管路包括管路Ⅱ22和管路Ⅲ23,管路Ⅱ22的一端连接于去污配液罐7的下部,另一端分成两个支路,两个支路分别连接反应器A19和反应器B20的下部;管路Ⅲ23的一端连接于去污配液罐7的上部,另一端分成两个支路,两个支路分别连接反应器A19和反应器B20的上部。
所述管路Ⅱ22上设有温度计15和循环泵17,在管路Ⅱ22上循环泵17的两侧分别设压力表A16和压力表B18;所述管路Ⅲ23上连接测试管段13。所述去污配液罐7通过循环管路连接循环泵17入口及去污回液,便于将去污剂罐2送来的去污剂输送至外系统(反应容器A、反应容器B)进行循环去污。
该设备的去污剂罐和去污配液罐均采用耐酸碱腐蚀材质。去污剂罐2底部与支撑架之间的连接方式均为焊接,能够保证去污主剂、侵蚀剂、缓释剂等药剂与水均匀混合,实时监控去污剂成分。另外,去污剂罐2的出口设计有耐酸碱特性的加药泵5(与管线为法兰连接),用于向去污配液罐7输送已配制好的去污药剂。加药泵5的流量和扬程,根据去污系统容水量的大小及高程,可自行选择。
采用上述设备对核电设施一回路放射性污染进行在线去污的过程为:根据现场情况建立循环去污设备,在现场合理布置去污配液罐、去污剂罐及连接相关循环管路等设施,并将去污设备的管道与核电设施的一回路管道相连接,并进行安装调试。调试好后,向去污剂罐中加入去污剂的各个组分及溶剂,搅拌充分后,根据相应的操作规程对核电设施的一回路管路进行循环去污。循环去污结束后,对循环去污系统内的溶剂进行中和,用清水对循环去污系统进行清洗。
实施例1:
本实施例为核电设施一回路放射性污染进行在线去污,具体步骤如下:
(1)将在线去污设备与一回路管道相连接,然后由加药口向去污剂罐内加入去污剂的各原料组分,开启搅拌装置搅拌20~40min,至各原料混合均匀时即获得去污剂;
(2)开启加药泵,将去污剂罐中的去污剂注入到去污配液罐中,启动去污配液罐内的电加热器,根据现场情况确定加热终点温度;
(3)循环去污:待去污配液罐中的物料温度达到指定温度后,开启循环泵,使去污剂通过循环管路在去污配液罐和外系统之间进行循环流动;通过调节循环泵的功率输出来调节循环管路内的液体流量;
(4)循环去污结束后,向去污配液罐内加入适量的pH调节剂,并开启循环泵,将循环去污系统内的pH值调节至中性;然后将废水排放到核电站的特排装置中(打开废水车接口排放);
(5)将清水注入去污配液罐中,开启循环泵对循环去污系统内进行循环清洗1~2次。
上述步骤(1)中,搅拌过程中多次取样检测pH值,直至pH值稳定至恒定数值。
上述步骤(2)中,所述加热终点温度为40-50℃。
上述步骤(3)中,在开启循环泵后,前半个小时内每4~6min进行一次循环去污系统内液体取样,并进行同步的放射性剂量分析与pH测试,根据分析结果确定循环去污的终点。
上述步骤(3)中,从循环管路的测试管段上设置的取样口取样,取样液中的放射性剂量和溶液pH不再上升时,即认定为去污终点。
实施例结果表明,本实用新型利用化学循环去污方法对核电设施一回路内部进行在线循环去污,相对于离线去污大大减少了现场工作人员的工作时间,减少了工作人员受辐照剂量,保护了人员、公众及环境的安全。
以上显示了本实用新型的主要特征和技术优点,具有药剂成本低、制备设备和处理方法简单、处理成本低等优势。本实用新型不受上述实施例的限制,在不脱离本实用新型主要原理和试剂范围的前提下,本实用新型还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。

Claims (5)

1.一种核电设施一回路放射性污染在线去污设备,其特征在于:该设备包括去污剂储存装置、循环去污系统和外系统;其中:
去污剂储存装置:用于储存去污剂,包括去污剂罐、支撑架和带刻度液位计;所述去污剂罐设于支撑架上,去污剂罐的顶部设有加药口,去污剂罐内设置带刻度液位计和搅拌装置,带刻度液位计用于测量去污剂罐内溶液的量,搅拌装置用于对去污剂罐内物料进行搅拌;
循环去污系统:包括加药泵、去污配液罐、电加热器、玻璃板液位计和循环管路;所述去污配液罐通过管路Ⅰ与去污剂罐的底部相连接,管路Ⅰ上设有加药泵;开启加药泵,去污剂罐内的物料即进入去污配液罐内;所述去污配液罐内设有电加热器和玻璃板液位计;所述去污配液罐内的物料通过循环管路在去污配液罐与外系统之间进行循环流动;
外系统:包括反应容器A和反应容器B。
2.根据权利要求1所述的核电设施一回路放射性污染在线去污设备,其特征在于:所述去污配液罐的顶部设有排气口和补水口,去污配液罐的底部设置排污口,去污配液罐的一侧中下部设置取样口和废水车接口,去污配液罐的另一侧通过循环管路与外系统相连接。
3.根据权利要求2所述的核电设施一回路放射性污染在线去污设备,其特征在于:所述循环管路包括管路Ⅱ和管路Ⅲ,管路Ⅱ的一端连接于去污配液罐的下部,另一端分成两个支路,两个支路分别连接反应器A和反应器B的下部;管路Ⅲ的一端连接于去污配液罐的上部,另一端分成两个支路,两个支路分别连接反应器A和反应器B的上部。
4.根据权利要求3所述的核电设施一回路放射性污染在线去污设备,其特征在于:所述管路Ⅱ上设有温度计和循环泵,在管路Ⅱ上循环泵的两侧各设一个压力表;所述管路Ⅲ上连接测试管段。
5.根据权利要求1所述的核电设施一回路放射性污染在线去污设备,其特征在于:所述去污剂罐和去污配液罐均采用耐酸碱腐蚀材质。
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