CN215341983U - 一种放射性废液微波干燥装置 - Google Patents

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马兴均
刘宇昊
谭川
侯溪
杨飞
梅超
李彦佳
吴梅
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Abstract

本实用新型涉及放射性废物处理技术领域,公开了一种放射性废液微波干燥装置,包括废液接收计量系统、微波干燥系统和尾气处理系统;废液接收计量系统包括通过管道依次连接的中转槽、上料泵和计量槽;微波干燥系统包括干燥站和微波发生器;干燥站内设有互相适配的废料桶、加注罩和废料桶传输辊道线,加注罩通过管道与计量槽连接;尾气处理系统包括通过管道依次连接的冷凝冷却器、汽水分离器、冷凝液槽和引风机,冷凝冷却器通过管道与计量槽连接。本实用新型采用微波低温固化手段,对放射性废液进行液转固稳定化减容处理,具有效率高、安全性高、自动化程度高、能量利用率高、干燥效果好、减容率高、使用寿命长等优点。

Description

一种放射性废液微波干燥装置
技术领域
本实用新型涉及放射性废物处理技术领域,具体是指一种放射性废液微波干燥装置。
背景技术
研究堆、核动力堆和核电站在运维和退役过程中将产生大量的放射性废水。通常,放射性废水经絮凝沉降、蒸发浓缩或反渗透等工艺处理后会产生浓缩液或化学泥浆。现行传统工艺对这类放射性废物的整备,主要采用水泥固化工艺将湿废物转化成适宜处置的固体废物包。尽管水泥固化工艺技术成熟、工艺简单,但是存在废物包体积量过大的问题,普遍体积是初始固化物(如浓缩液)体积的二倍及以上,占用了大量的废物暂存和处置资源,经济效益和社会效益有待提升。
浓缩液及化学泥浆直接干燥成盐被认为是行之有效的减容技术,其主要优点是基本不需要额外添加其他化学物质,工艺系统及装备构成简单,也有利于装置退役,综合效益突出。
实用新型内容
基于以上技术问题,本实用新型提供了一种放射性废液微波干燥装置,该装置采用微波低温固化手段,对放射性废液进行液转固稳定化减容处理,具有效率高、安全性高、自动化程度高、能量利用率高、干燥效果好、减容率高、使用寿命长等优点。
为解决以上技术问题,本实用新型采用的技术方案如下:
一种放射性废液微波干燥装置,包括废液接收计量系统、微波干燥系统和尾气处理系统;废液接收计量系统包括通过管道依次连接的中转槽、上料泵和计量槽;微波干燥系统包括干燥站和微波发生器;干燥站内设有互相适配的废料桶和加注罩,加注罩通过管道与计量槽连接;尾气处理系统包括通过管道依次连接的冷凝冷却器、汽水分离器和冷凝液槽,冷凝冷却器通过管道与计量槽连接。
作为一种优选的方式,干燥站内外分别设有第一输送辊道和第二输送辊道,干燥站在第一输送辊道和第二输送辊道对接处设有屏蔽门。
作为一种优选的方式,第一输送辊道的干燥工位处设有提升装置和夹紧装置,提升装置用于提升废料桶与加注罩装配,夹紧装置用于对废料桶夹紧固定。
作为一种优选的方式,微波发生器包括微波源、微波调整器、波导管、稳压器和电源控制柜。
作为一种优选的方式,计量槽与中转槽之间还设有回流管道。
作为一种优选的方式,汽水分离器的排气管道与引风机连接。
作为一种优选的方式,计量槽和冷凝冷却器之间的管道上设有过滤器。
作为一种优选的方式,废液接收计量系统、微波干燥系统、尾气处理系统集成安装在集装箱内构成撬装式装置。
作为一种优选的方式,集装箱内还安装有集散控制系统、辐射监测设备、通风设备和消防设备。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
本实用新型采用微波低温固化手段,对放射性废液进行液转固稳定化减容处理,具有效率高、安全性高、自动化程度高、能量利用率高、干燥效果好、减容率高、使用寿命长等优点。同时装置可集成在一个集装箱内做成撬装式装置,使其兼具有使用便捷、灵活性高的特点。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明,这些示例性实施例将通过附图进行详细描述,其中:
图1为本实用新型工艺流程图。
图2为本实用新型呈撬装式结构时的布局示意图。
其中,1冷凝冷却器,2计量槽,3微波发生器,4上料泵,5干燥站,6加注罩,7废料桶,8夹紧装置,9第一输送辊道,10提升装置,11屏蔽门,12第二输送辊道,13中转槽,14冷凝液槽,15汽水分离器,16引风机,17集装箱,18尾气处理系统,19废液接收计量系统,20微波干燥系统,21集散控制系统。
具体实施方式
为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本公开实施例的附图,对本公开实施例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公开的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例,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,都属于本公开保护的范围。
除非另外定义,本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同,而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而是可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系,当被描述对象的绝对位置改变后,则该相对位置关系也可能相应地改变。
图1是本申请一些实施例所示的放射性废液微波干燥装置的结构示意图,以下将结合图1对本申请所涉及的放射性废液微波干燥装置进行介绍。需要注意的是,图1仅作为示例,并不对放射性废液微波干燥装置的具体形状和结构形成限定。
参阅图1,在本实施方式中,放射性废液微波干燥装置包括废液接收计量系统19、微波干燥系统20和尾气处理系统18;废液接收计量系统19包括通过管道依次连接的中转槽13、上料泵4和计量槽2;微波干燥系统20包括干燥站5和微波发生器3;干燥站5内设有互相适配的废料桶7和加注罩6,加注罩6通过管道与计量槽2连接;尾气处理系统18包括通过管道依次连接的冷凝冷却器1、汽水分离器15和冷凝液槽14,冷凝冷却器1通过管道与计量槽2连接。
在本实施例中,对于放射性废液的处理过程为:
首先,放射性废液由管道送至中转槽13内暂存。启动处理程序后,需将互相适配的废料桶7与加注罩6密封对接,然后使用上料泵4将中转槽13内的放射性废液输送至计量槽2中准确计量。计量完成后打开计量槽2底部出口阀门,将准确计量的放射性废液加注至废料桶7内。
优选的,计量槽2与中转槽13之间还设有回流管道。通过回流管道,计量槽2内的超量放射性废液由溢流口回流至中转槽13中。
具体的,上料泵4为气动隔膜泵。
具体的,废料桶7需符合EJ1042-2014《低、中水平放射性固体废物容器钢桶》的要求。
其次,开启微波发生器3对废料桶7内放射性废液进行加热。随着温度升高废液中水分不断蒸发减少,废液中的盐分逐渐析出结晶留在桶中,盐分等固体废料累积满废料桶7后对废料桶7进行封盖及无损检测,合格后进行再包装送至后续处理工段。
最后,由于干燥过程中放射性废液中的水分被蒸发,且由于加注罩6通过管道与计量槽2连接,计量槽2通过管道与冷凝冷却器1连接,计量槽2便可作为加注罩6和冷凝冷却器1的中间通路。则蒸发的水分便可依次经过计量槽2、冷凝冷却器1、汽水分离器15处理,形成凝结水收集至冷凝液槽14内,剩余气体则经汽水分离器15排气口通过管道排出。
优选的,计量槽2和冷凝冷却器1之间的管道上设有过滤器,产生的蒸汽通过过滤器去除蒸发过程中夹带的气溶胶及微量核素。
在一些实施例中,干燥站5内外分别设有第一输送辊道9和第二输送辊道12,干燥站5在第一输送辊道9和第二输送辊道12对接处设有屏蔽门11。
优选的,第一输送辊道9的干燥工位处设有提升装置10和夹紧装置8,提升装置10用于提升废料桶7与加注罩6装配,夹紧装置8用于对废料桶7夹紧固定。
在本实施例中,在输送辊道、提升装置10和夹紧装置8三者的配合下,实现了对桶装高放废液的自动运送、密封和微波加热蒸发,整个过程几乎不需要人工现场操作,提高了整个装置的安全性。
其中,第一输送辊道9和第二输送辊道12起到方便转运废料桶7的作用。夹紧装置8则能从侧面固定住装有放射性废液的废料桶7,可避免放射性废液溅出、桶倾倒等意外发生,降低辐射风险。
在一些实施例中,微波发生器3包括微波源、微波调整器、波导管、稳压器和电源控制柜。提供稳定的微波能量及大功率微波源自身安全防护。
在一些实施例中,汽水分离器15的排气管道与引风机16连接。引风机16能加强气体的排出强度,使气液分离更加彻底。
参阅图2,在一些实施例中,废液接收计量系统19、微波干燥系统20、尾气处理系统18集成安装在集装箱17内构成撬装式装置。
在本实施例中,将废液接收计量系统19、微波干燥系统20、尾气处理系统18各个系统集成在集装箱17内构成撬装式装置,撬装式是指将功能组件集成于一个整体底座上,可以整体安装、移动的一种集成方式。此结构下可使得整个装置结构简洁紧凑,占地面积小,便于转运移动。兼具使用便捷、灵活性高的优点,提高了整个装置的适用性。
优选的,集装箱17内还安装有集散控制系统21、辐射监测设备、通风设备和消防设备。
其中,放射性废液微波干燥装置的集散控制系统21包括UPS、控制盘柜、I/O模块、通讯模块、组态软件及人机操作界面、嵌入式操作控制软件等,其功能是操作控制成套装备,保证整个装置的正常运行。
优选的,还可对集装箱17局部进行加厚处理以满足辐射屏蔽要求。
此外,为防止放射性气溶胶外泄至环境,整套装置内介质始终在密闭环境下流动,微波蒸发及尾气处理部分处于微负压状态。装置通过高度集成化控制系统监控废液处理各个子流程,保障整体运行安全。
以下将综合上述实施例,并结合数据参数对放射性废液微波干燥装置的技术效果进行说明,本装置可达到的技术指标为:
1、平均干燥速率≥6L/h,峰值干燥速率可达10L/h;
2、产品盐桶装桶率>90vol%,堆积密度>2000kg/m3;
3、产品游离水含量≤1wt%;
4、净化系数≥1.0E+5;
5、减容倍数≥5;
6、微波能量利用率≥90%。
如上即为本实用新型的实施例。上述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型的验证过程,并非用以限制本实用新型的专利保护范围,本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准,凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于,包括:
废液接收计量系统(19),所述废液接收计量系统(19)包括通过管道依次连接的中转槽(13)、上料泵(4)和计量槽(2);
微波干燥系统(20),所述微波干燥系统(20)包括干燥站(5)和微波发生器(3);所述干燥站(5)内设有互相适配的废料桶(7)和加注罩(6),所述加注罩(6)通过管道与计量槽(2)连接;
尾气处理系统(18),所述尾气处理系统(18)包括通过管道依次连接的冷凝冷却器(1)、汽水分离器(15)和冷凝液槽(14),所述冷凝冷却器(1)通过管道与计量槽(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述干燥站(5)内外分别设有第一输送辊道(9)和第二输送辊道(12),所述干燥站(5)在第一输送辊道(9)和第二输送辊道(12)对接处设有屏蔽门(11)。
3.根据权利要求2所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述第一输送辊道(9)的干燥工位处设有提升装置(10)和夹紧装置(8),所述提升装置(10)用于提升废料桶(7)与加注罩(6)装配,所述夹紧装置(8)用于对废料桶(7)夹紧固定。
4.根据权利要求1所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述微波发生器(3)包括微波源、微波调整器、波导管、稳压器和电源控制柜。
5.根据权利要求1所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述计量槽(2)与中转槽(13)之间还设有回流管道。
6.根据权利要求1所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述汽水分离器(15)的排气管道与引风机(16)连接。
7.根据权利要求1所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述计量槽(2)和冷凝冷却器(1)之间的管道上设有过滤器。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述废液接收计量系统(19)、微波干燥系统(20)、尾气处理系统(18)集成安装在集装箱(17)内构成撬装式装置。
9.根据权利要求8所述的一种放射性废液微波干燥装置,其特征在于:
所述集装箱(17)内还安装有集散控制系统(21)、辐射监测设备、通风设备和消防设备。
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