放射性浓缩液的处理方法
阅读说明：本技术 放射性浓缩液的处理方法 (The processing method of radioactivity concentrate ) 是由 张志银 高瑞发 刘铁军 王艺霖 张敬辉 田思思 于 2019-08-05 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种放射性浓缩液的处理方法,包括以下步骤：将放射性浓缩液输送到包装桶内；对包装桶进行加热,包装桶内的放射性浓缩液蒸发,得到放射性固体物料(如盐饼)；将盛有放射性固体物料(如盐饼)的包装桶,装入到高完整性容器内。本发明中的处理方法使得放射性浓缩液的减容比达到6～8,相比传统水泥固化工艺(增容过程)提高10倍以上,本发明利用包装桶作为蒸发的容器,放射性固体物料可以直接在包装桶内形成,其与包装桶一起装入高完整性容器内,避免了放射性固体物料在装卸过程中的泄漏问题(如产生放射性粉尘,气溶胶等),便于后续的放射性固体物料的运输和处置,提高核电厂的废物最小化水平,减少放射性固体废物对环境的影响。(The invention discloses a kind of processing methods of radioactivity concentrate, comprising the following steps: radioactivity concentrate is transported in pail pack；Pail pack is heated, the radioactivity concentrate evaporation in pail pack obtains solid radiation material (such as salt-cake)；The pail pack that solid radiation material (such as salt-cake) will be filled is encased in high integrality container.Processing method in the present invention makes the volume reduction ratio of radioactivity concentrate reach 6~8, 10 times or more are improved compared to traditional cement curing process (capacity increasing process), the present invention is using pail pack as the container of evaporation, solid radiation material can be formed directly in pail pack, it is packed into high integrality container together with pail pack, leakage problem of the solid radiation material in cargo handling process is avoided (as generated radioactive dust, aerosol etc.), convenient for the transport and disposition of subsequent solid radiation material, the waste for improving nuclear power plant minimizes level, reduce influence of the radioactive solid waste to environment.)
技术领域
本发明属于放射性废物处理技术领域，具体涉及一种放射性浓缩液的处理方法。
背景技术
在压水堆核电厂中，当放射性废液活度浓度超过排放限值，经过滤仍无法排放或化学杂质含量高，无法采用除盐器处理时，会采用蒸发器进行蒸发浓缩，蒸发器产生的冷凝液监测排放，蒸发浓缩液含有较高的盐分和绝大多数的放射性核素，需要进行固化或采用其他方式处理。目前，国内的在役核电厂采用水泥固化工艺处理低、中放射性水平的浓缩液，废物增容较大，对废物包在核电厂的暂存和最终处置都造成了一定压力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种放射性浓缩液的处理方法，放射性浓缩液在包装桶内蒸发结晶形成固体盐块，放射性固体物料(比如盐饼)连包装桶一起装入高完整性容器内，有效避免了放射性固体物料(比如盐饼)在装卸过程中的泄漏问题，便于后续的放射性固体物料的运输和处置，能够提高核电厂的废物最小化水平。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种放射性浓缩液的处理方法，包括以下步骤：
将放射性浓缩液输送到包装桶内；
对包装桶进行加热，包装桶内的放射性浓缩液蒸发，得到放射性固体物料；
将盛有放射性固体物料的包装桶，装入到高完整性容器内。
优选的是，放射性固体物料为结晶盐。
优选的是，所述步骤对包装桶进行加热时，包装桶内的压力为微负压。
优选的是，所述步骤将盛有放射性固体物料的包装桶，装入到高完整性容器内前还包括步骤：对包装桶内的放射性固体物料进行烘干。
优选的是，所述的放射性浓缩液的处理方法，还包括以下步骤：通过净化装置对加热的包装桶的排气进行气液分离，气液分离出的液体流回到包装桶内，将气液分离出的气体通入冷凝装置进行冷凝，对冷凝分离出的液体进行收集，通过冷凝装置冷凝分离出不凝气。
优选的是，所述加热步骤的条件为：加热温度为50～300℃。
优选的是，所述步骤对包装桶进行加热具体为：对包装桶的一个或几个区域加热，加热区域为部分包装桶。
优选的是，所述步骤将放射性浓缩液输送到包装桶内具体为：通过计量装置将放射性浓缩液连续输送到包装桶内，或者，通过计量装置每次以预设的体积输送到包装桶内。
优选的是，所述步骤对包装桶进行加热具体为：通过电加热装置、热空气、热油中的任意一种进行加热。
优选的是，对包装桶进行加热结束的条件为：包装桶内的液位、放射性固体物料含水率、温度、排气温度、排气湿度中的一个或几个达到预设要求条件。
优选的是，包装桶的材质为导热的金属。
本发明中的放射性浓缩液的处理方法，使得放射性浓缩液的减容比达到6～8，是传统水泥固化工艺(增容过程)的提高10倍以上，本发明利用包装桶作为放射性浓缩液蒸发的容器，放射性固体物料(比如盐饼)可以直接在用作包装容器的包装桶内形成，放射性固体物料(比如盐饼)连包装桶一起装入高完整性容器内，有效避免了放射性固体物料在装卸过程中的泄漏问题，便于后续的放射性固体物料的运输和处置，能够提高核电厂的废物最小化水平，减少放射性固体废物对环境的影响。
附图说明
图1是本发明实施例2中的放射性浓缩液的处理系统的结构示意图。
图中：1-缓冲罐；2-计量装置；3-阀门；4-包装桶；5-桶本体；6-密封桶盖；7-加热装置；8-净化装置；9-冷凝装置；10-第一阀门；11-冷凝液接收槽；12-第二阀门；13-第三阀门；14-风机；15-调节阀；16-第四阀门。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例1
本实施例提供一种放射性浓缩液的处理方法，包括以下步骤：
将放射性浓缩液输送到包装桶内；
对包装桶进行加热，包装桶内的放射性浓缩液蒸发，得到放射性固体物料；
将盛有放射性固体物料的包装桶，装入到高完整性容器内。
本实施例中的放射性浓缩液的处理方法，使得放射性浓缩液的减容比达到6～8，是传统水泥固化工艺(增容过程)的提高10倍以上，本实施例利用包装桶作为放射性浓缩液蒸发的容器，放射性固体物料可以直接在用作包装容器的包装桶内形成，放射性固体物料连包装桶一起装入高完整性容器内，有效避免了放射性固体物料在装卸过程中的泄漏问题，便于后续的放射性固体物料的运输和处置，能够提高核电厂的废物最小化水平，减少放射性固体废物对环境的影响。
实施例2
如图1所示，本实施例提供一种放射性浓缩液的处理系统，包括：
缓冲罐1，用于缓冲放射性浓缩液；
计量装置2，与缓冲罐1连接，计量装置2用于计量由缓冲罐1流向包装桶4的放射性浓缩液的流量，具体的，计量装置2包括两个依次连接的阀门3，两个阀门3设置在缓冲罐1与包装桶4之间的管道上，两个阀门3配合使放射性浓缩液分次加入包装桶4，每次的加入量为两个阀门3之间管道的容积。
包装桶4，与计量装置2连接，包装桶4用于盛放待蒸发结晶的放射性浓缩液；包装桶4包括桶本体5和密封桶盖6，桶本体5通过顶升装置与密封桶盖6配合并密封。
加热装置7，用于对包装桶4进行加热；加热装置7设置于包装桶4的桶壁和桶底。
净化装置8，与包装桶4连接，净化装置8用于对加热的包装桶4的排气进行气液分离，气液分离出的液体流回到包装桶4内，气液分离出的气体流入冷凝装置9进行冷凝；净化装置8可以除去但不限于雾沫。净化装置8为采用再清洗净化装置或采用一次性净化装置。采用再清洗净化装置，使用时将清洗水反冲至包装桶4内进行蒸发，减少了二次废物产生量。
冷凝装置9，与净化装置8连接，冷凝装置9用于对气液分离出的气体进行冷凝；冷凝装置9包括冷却水管道，冷却水管道用于提供冷量，冷却水管道的入口上设置有第二阀门12，具体的，本实施例中的冷凝装置9为蒸汽冷凝装置；
第一阀门10，设置于净化装置8与冷凝装置9之间的管道上；
冷凝液接收槽11，与冷凝装置9连接，冷凝液接收槽11用于接收冷凝装置9冷凝分离下来的液体；
第三阀门13，设置于冷凝液接收槽11与冷凝装置9之间的管道上；
风机14，与冷凝液接收槽11连接，风机14用于对其所连接的风机14与冷凝液接收槽11之间的管道进行抽吸；
调节阀15，设置于风机14与冷凝液接收槽11之间的管道上；
第四阀门16，设置于冷凝液接收槽11的出口管道上，由冷凝液接收槽11出口管道排出冷凝液。
本实施例提供一种使用上述处理装置的放射性浓缩液的处理方法，包括以下步骤：
(1)通过计量装置2将缓冲罐1内的放射性浓缩液连续输送到包装桶4内，或者，通过计量装置2每次以预设的体积输送到包装桶4内。具体的，本实施例中通过计量装置2将缓冲罐1内的放射性浓缩液每次以预设的体积输送到包装桶4内，通过计量装置2的阀门3调节流量。
(2)对包装桶4进行加热，加热温度为50～300℃，在微负压条件下，包装桶4内的放射性浓缩液温度升高，并蒸发结晶，液相变浓并形成盐，得到放射性固体物料，放射性固体物料为结晶盐，得到的放射性固体物料为盐饼(块)。具体的，本实施例中的加热温度为200℃。微负压条件可以有效防止放射性物质向环境释放。
优选的是，微负压可以通过风机14、压缩机或其他气体输送装置在下游抽吸来实现；也可以设置具有调节功能的阀门3配合风机14、压缩机或其他气体输送装置来控制包装桶4内压力。具体的，本实施例中的微负压通过风机14在下游抽吸来实现。
优选的是，对包装桶4进行加热具体为：通过电加热装置7、热空气、热油中的任意一种进行加热。具体的，本实施例中通过电加热装置7进行加热。电加热装置7通过给不同位置的电热元件通电来控制加热的范围，通过控制功率来控制加热的强度。
优选的是，所述步骤对包装桶4进行加热具体为：对包装桶4的一个或几个区域加热，加热区域为部分包装桶4。具体的，本实施例中对包装桶4的几个区域加热，包括对包装桶4的桶壁、桶底加热。本实施例中每次以预设的体积通过的加料方式，随物料的物(液)位升高，逐渐增加加热区域的高度可以使包装桶4内的放射性浓缩液均匀受热，有助于防止盐饼高度不均匀的情况发生。
优选的是，对包装桶4进行加热结束的条件为：包装桶4内的液位、放射性固体物料含水率、温度、排气温度、排气湿度中的一个或几个达到预设要求条件。当预设要求条件达到后，即可停止加热。当然，也可以通过上述参数随时间的变化规律来确定，也可以通过某几个参数随时间的变化规律的结合来判定，也可以通过上述参数之间的关系来确定。
具体的，本实施例中，当包装桶4内的液位达到桶高度的60％～95％，包装桶4内物料含水率达到10mas％以下，停止加热。优选的是，包装桶4的材质为导热的金属。具体的，本实施例中的包装桶4为钢桶。
(3)通过净化装置8对加热的包装桶4的排气(包括二次蒸汽、不凝气、二次蒸汽与不凝气的混合物中的任意一种)进行气液分离，气液分离出的液体流回到包装桶4内，将气液分离出的气体通入冷凝装置9进行冷凝，冷凝分离出的液体收集到冷凝液接收槽11中，通过冷凝装置9冷凝分离出不凝气。根据冷凝液接收槽11中冷凝液的增加量来判断包装桶4内的蒸发量，并通过计量装置2向包装桶4补充放射性浓缩液。风机14与调节阀15配合控制体系在微负压，防止放射性气体泄漏。蒸发过程中密封桶盖6与桶本体5密封，防止放射性气体泄漏。
(4)对包装桶4内的放射性固体物料进行烘干。
优选的是，对包装桶4内的放射性固体物料进行烘干结束的条件为：包装桶4内的液位、放射性固体物料含水率、温度、排气温度、排气湿度中的一个或几个达到预设要求条件。
(5)烘干结束后，通过顶升装置将包装桶4卸下，将盛有放射性固体物料的包装桶4，装入到高完整性容器内。
本实施例中的放射性浓缩液的处理方法，对放射性浓缩液采用批次处理的操作方式。
本实施例中的放射性浓缩液的处理方法，使得放射性浓缩液的减容比达到6～8，是传统水泥固化工艺(增容过程)的10倍以上，本实施例利用包装桶4作为放射性浓缩液蒸发的容器，放射性固体物料(比如盐饼)可以直接在用作包装容器的包装桶4内形成，放射性固体物料连包装桶4一起装入高完整性容器内，有效避免了放射性固体物料在装卸过程中的泄漏问题(如产生放射性粉尘，气溶胶等)，便于后续的放射性固体物料的运输和处置，能够提高核电厂的废物最小化水平，减少放射性固体废物对环境的影响。
可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。