核電廠放射性干廢物的處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種核電廠放射性干廢物的處理，具體地說(shuō)是一種核電廠放射性干廢物的處理裝置，特別是涉及一種采用真空熱解方法的核電廠放射性干廢物的處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]核電站在運(yùn)行、檢修期間，會(huì)產(chǎn)生包括工作服、工作鞋、紙、衣服、塑料、橡膠等在內(nèi)的大量可壓縮檢修干廢物，其體積為125m3/機(jī)組.年左右。此類廢物產(chǎn)生后將廢棄不用，但是由于其具有放射性，其中少部分表面劑量率> 2mSv/h，為避免廢物中包含的放射性核素?cái)U(kuò)散危害公眾和環(huán)境安全，需要對(duì)其進(jìn)行整備處理。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，核電廠放射性固體廢物體積為處理后不大于50 m3/機(jī)組.年，因此，需要對(duì)核電廠放射性可壓縮廢物進(jìn)行妥善處理，以滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0003]目前，現(xiàn)有核電廠放射性可壓縮干廢物處理在國(guó)內(nèi)主要采用水泥固化或者壓縮后加水泥固化的處理模式，該模式存在以下缺點(diǎn)。一是水泥固化方法使用大量水泥，使處理后的固體廢物體積不僅不減容反而增容較大。二是水泥固化方法使用無(wú)機(jī)體材料固化有機(jī)體物料，經(jīng)實(shí)踐證明固化體在經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的儲(chǔ)存過(guò)程中會(huì)發(fā)生輻解反應(yīng)，輻解氣體會(huì)使固化體破裂。三是壓縮加水泥固化方法因物理壓縮的局限性，經(jīng)實(shí)踐證明也只能達(dá)到不增容也不減容的效果。四是壓縮加水泥固化方法因最終固體廢物體積較大，地質(zhì)處置費(fèi)用較高，對(duì)環(huán)境影響較大。五是壓縮加水泥固化方法本身固有的特點(diǎn)還決定了所需的工藝設(shè)備較多，接口復(fù)雜。
[0004]也有采用焚燒處理方法，其技術(shù)成熟，減容效果明顯。但是，焚燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生二惡英等有毒有害氣體，對(duì)環(huán)境有一定影響，此外，焚燒爐的運(yùn)行溫度較高，維護(hù)成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種采用真空熱解方法的核電廠放射性干廢物的處理裝置。
[0006]本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種核電廠放射性干廢物的處理裝置，它包括真空熱解爐，真空熱解爐的出氣口通過(guò)管道依序連接有前置過(guò)濾器、U型水罐、高效過(guò)濾器，高效過(guò)濾器的出口與水力噴射器的吸入口連接，水栗一端與水箱連接，另一端與水力噴射器的進(jìn)水口連接，水力噴射器的噴射口與水箱連接；將干廢物投入真空熱解爐，產(chǎn)生的熱解氣體經(jīng)前置過(guò)濾器過(guò)濾濾除顆粒物，通入U(xiǎn)型水罐濾除可溶氣體，經(jīng)高效過(guò)濾器進(jìn)一步濾除顆粒物后，不可溶氣體經(jīng)水力噴射器排出，真空熱解爐中放射性干廢物完全反應(yīng)后的灰分從出料口導(dǎo)出進(jìn)行水泥固化處理。
[0007]為熱解發(fā)應(yīng)完全，本發(fā)明真空熱解爐內(nèi)設(shè)有攪拌器。
[0008]為將U型水罐的熱量導(dǎo)出，本發(fā)明U型水罐安裝有外置熱交換器。
[0009]本發(fā)明所述前置過(guò)濾器的濾芯為無(wú)紡布或尼龍網(wǎng)或鋁波網(wǎng)，用于過(guò)濾多5μπι粒徑的顆粒物；高效過(guò)濾器的濾芯為活性炭材料。
[0010]為實(shí)時(shí)檢測(cè)尾氣，本發(fā)明高效過(guò)濾器與水力噴射器的吸入口之間連接有尾氣在線監(jiān)測(cè)儀。
[0011]為調(diào)節(jié)真空熱解爐內(nèi)的真空度，本發(fā)明高效過(guò)濾器與水力噴射器的吸入口之間連接有流量調(diào)節(jié)閥；水栗與水力噴射器的進(jìn)水口之間連接有水量調(diào)節(jié)閥。
[0012]本發(fā)明所述干廢物包括工作服或工作鞋或運(yùn)行及檢修期間所產(chǎn)生的廢塑料、橡膠中的一種或多種。
[0013]本發(fā)明真空熱解爐的工作爐溫為300°C?600°C，真空度為一 0.6pa?一 0.9pa。
[0014]由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，采用低溫真空熱解，方法可靠，裝置簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生的二次廢物較少且不會(huì)產(chǎn)生二惡英等有毒有害氣體，減容效果與焚燒相近，純棉工作服可達(dá)到80:1以上的減容效果；顯著降低了核電廠最終放射性固體廢物的體積，緩解了核電廠放射性固體廢物暫存庫(kù)的暫存壓力，極大的降低了放射性固體廢物最終處置的成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0017]由圖1可知，一種核電廠放射性干廢物的處理裝置，它包括真空熱解爐1，真空熱解爐1的出氣口通過(guò)管道依序連接有前置過(guò)濾器2、U型水罐3、高效過(guò)濾器4，高效過(guò)濾器4的出口與水力噴射器5的吸入口連接，水栗9 一端與水箱連接，另一端與水力噴射器5的進(jìn)水口連接，水力噴射器5的噴射口與水箱6連接；將干廢物投入真空熱解爐1，產(chǎn)生的熱解氣體經(jīng)前置過(guò)濾器2過(guò)濾濾除顆粒物，通入U(xiǎn)型水罐3濾除可溶氣體，經(jīng)高效過(guò)濾器4進(jìn)一步濾除顆粒物后，不可溶氣體經(jīng)水力噴射器5排出，真空熱解爐1中放射性干廢物完全反應(yīng)后的灰分從出料口導(dǎo)出進(jìn)行水泥固化處理。
[0018]為熱解發(fā)應(yīng)完全，本發(fā)明真空熱解爐1內(nèi)設(shè)有攪拌器7。
[0019]為將U型水罐3的熱量導(dǎo)出，本發(fā)明U型水罐3安裝有外置熱交換器12。
[0020]本發(fā)明所述前置過(guò)濾器2的濾芯為無(wú)紡布或尼龍網(wǎng)或鋁波網(wǎng)，用于過(guò)濾多5 μπι粒徑的顆粒物；高效過(guò)濾器4的濾芯為活性炭材料。
[0021]為實(shí)時(shí)檢測(cè)尾氣，本發(fā)明高效過(guò)濾器4與水力噴射器5的吸入口之間連接有尾氣在線監(jiān)測(cè)儀11。
[0022]為調(diào)節(jié)真空熱解爐1內(nèi)的真空度，本發(fā)明高效過(guò)濾器4與水力噴射器5的吸入口之間連接有流量調(diào)節(jié)閥8 ;水栗9與水力噴射器5的進(jìn)水口之間連接有水量調(diào)節(jié)閥10。
[0023]本發(fā)明所述干廢物包括工作服或工作鞋或運(yùn)行及檢修期間所產(chǎn)生的廢塑料、橡膠中的一種或多種。
[0024]本發(fā)明真空熱解爐1的工作爐溫為300°C?600°C，真空度為一 0.6pa?一 0.9pa。
[0025]本發(fā)明真空熱解爐1的容量為100L?800L，本實(shí)施例為100L ;為反應(yīng)完全，每次投入的干廢物為真空熱解爐1爐容的50 %左右，前置過(guò)濾器2的濾芯為鋁波網(wǎng)，高效過(guò)濾器4作為末端過(guò)濾，其濾芯為活性炭材料，主要用于捕集0.5 μ m以下的顆粒物和放射性物質(zhì)；高效過(guò)濾器4與水力噴射器5的吸入口之間連接有尾氣在線監(jiān)測(cè)儀11和流量調(diào)節(jié)閥8。
[0026]本發(fā)明工作時(shí)，首先對(duì)收集到放射性廢物廠房暫存的干廢物進(jìn)行分揀，將不可真空熱解的物料揀出(主要為金屬材料)，然后將可真空熱解的物料進(jìn)行粉碎處理；物料粉碎處理的目的一是防止大塊物料纏繞在攪拌器上造成攪拌器電機(jī)負(fù)荷較大；二是使物料可以在較短的時(shí)間內(nèi)反應(yīng)完全。本實(shí)施例以處理棉質(zhì)工作服為例，在100L的真空熱解爐1中，通過(guò)進(jìn)料機(jī)構(gòu)13分批次加入50 L經(jīng)過(guò)預(yù)處理的可壓縮干廢物，將真空熱解爐1升溫至400°C，升溫過(guò)程中，水栗9啟動(dòng)，水力噴射器5工作，使真空熱解爐1內(nèi)的真空度達(dá)到一
0.7pa，并間歇工作使真空熱解爐1爐內(nèi)的真空度維持在一 0.7pa左右；當(dāng)溫度升至300°C以上時(shí)，熱解反應(yīng)開始，爐內(nèi)攪拌器7持續(xù)動(dòng)作使?fàn)t內(nèi)物料完全反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為4小時(shí)左右，真空熱解爐1爐內(nèi)物料反應(yīng)所產(chǎn)生的熱解氣體隨著水力噴射器5的工作而被抽出，先通過(guò)管道進(jìn)入前置過(guò)濾器2，過(guò)濾濾除多5μπι粒徑的顆粒物；再進(jìn)入U(xiǎn)型水罐3將熱解氣體中的可溶氣體濾除，同時(shí)，也降低了熱解氣體的溫度，U型水罐3的升溫由外置熱交換器12導(dǎo)出；然后，進(jìn)入高效過(guò)濾器4吸附未濾除的顆粒物，尾氣在線監(jiān)測(cè)儀11可監(jiān)控尾氣的排放情況；最后尾氣通過(guò)水力噴射器5排出，水力噴射器5的噴射口噴出的水送入水箱6循環(huán)使用；干廢物完全熱解后的灰分(主要成分為碳分子)沉積于真空熱解爐1爐內(nèi)，由出料口排出，收集后進(jìn)行水泥固化處理。通過(guò)調(diào)節(jié)水量調(diào)節(jié)閥10和調(diào)節(jié)流量調(diào)節(jié)閥8的大小，可調(diào)節(jié)真空熱解爐1內(nèi)的真空度大小，也用于調(diào)試及檢修過(guò)程中測(cè)試系統(tǒng)參數(shù)。水箱6中的水在自然蒸發(fā)及消耗后需及時(shí)補(bǔ)水。
[0027]為保證過(guò)濾效果，前置過(guò)濾器2的濾芯在處理900 m3?1200 m 3物料后進(jìn)行更換處理，高效過(guò)濾器4的濾芯在處理2200 m3?2500 m 3物料后進(jìn)行更換處理，換下的濾芯可與干廢物完全反應(yīng)后的灰分一起進(jìn)行水泥固化處理。
[0028]本發(fā)明方法可行，裝置簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生的二次廢物較少且不會(huì)產(chǎn)生二惡英等有毒有害氣體，減容效果與焚燒相近，對(duì)純棉工作服可達(dá)到80:1以上的減容效果；顯著降低了核電廠最終放射性固體廢物的體積，緩解了核電廠放射性固體廢物暫存庫(kù)的暫存壓力，極大的降低了放射性固體廢物最終處置的成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是它包括真空熱解爐，真空熱解爐的出氣口通過(guò)管道依序連接有前置過(guò)濾器、U型水罐、高效過(guò)濾器，高效過(guò)濾器的出口與水力噴射器的吸入口連接，水栗一端與水箱連接，另一端與水力噴射器的進(jìn)水口連接，水力噴射器的噴射口與水箱連接；將干廢物投入真空熱解爐，產(chǎn)生的熱解氣體經(jīng)前置過(guò)濾器過(guò)濾濾除顆粒物，通入U(xiǎn)型水罐濾除可溶氣體，經(jīng)高效過(guò)濾器進(jìn)一步濾除顆粒物后，不可溶氣體經(jīng)水力噴射器排出，真空熱解爐中放射性干廢物完全反應(yīng)后的灰分從出料口導(dǎo)出進(jìn)行水泥固化處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是真空熱解爐內(nèi)設(shè)有攪拌器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是U型水罐安裝有外置熱交換器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是所述前置過(guò)濾器的濾芯為無(wú)紡布或尼龍網(wǎng)或鋁波網(wǎng)，用于過(guò)濾多5 μπι粒徑的顆粒物；高效過(guò)濾器的濾芯為活性炭材料。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是高效過(guò)濾器與水力噴射器的吸入口之間連接有尾氣在線監(jiān)測(cè)儀。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是高效過(guò)濾器與水力噴射器的吸入口之間連接有流量調(diào)節(jié)閥；水栗與水力噴射器的進(jìn)水口之間連接有水量調(diào)節(jié)閥。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是所述干廢物包括工作服或工作鞋或運(yùn)行及檢修期間所產(chǎn)生的廢塑料、橡膠中的一種或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3或4或5或6或7所述核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是真空熱解爐的工作爐溫為300°C?600°C，真空度為一 0.6pa?一 0.9pa。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采用真空熱解方法的核電廠放射性干廢物的處理裝置，其特征是它包括真空熱解爐，真空熱解爐的出氣口通過(guò)管道依序連接有前置過(guò)濾器、U型水罐、高效過(guò)濾器，高效過(guò)濾器的出口與水力噴射器的吸入口連接，水泵一端與水箱連接，另一端與水力噴射器的進(jìn)水口連接，水力噴射器的噴射口與水箱連接；本發(fā)明采用低溫真空熱解，方法可靠，裝置簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)生的二次廢物較少且不會(huì)產(chǎn)生二惡英等有毒有害氣體，減容效果與焚燒相近，純棉工作服可達(dá)到80:1以上的減容效果；顯著降低了核電廠最終放射性固體廢物的體積，緩解了核電廠放射性固體廢物暫存庫(kù)的暫存壓力，極大的降低了放射性固體廢物最終處置的成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性。
【IPC分類】G21F9/32
【公開號(hào)】CN105405486
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510942567
【發(fā)明人】鄭硯國(guó), 劉明章, 王松平, 李俊雄, 邱乙畝, 張旭, 陶幼林, 江文陽(yáng), 周海洋, 吳文凱, 彭沛星, 陸煒
【申請(qǐng)人】湖南桃花江核電有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請(qǐng)日】2015年12月16日