一种放射性淤积物压滤脱水装置及方法与流程

本发明属于放射性废物处理，具体涉及一种放射性淤积物压滤脱水装置及方法。

背景技术：

1、在核电厂的运行及维护过程中，在系统容器的底部、地坑中会产生大量的低放射性淤积物，这些淤积物的放射性活度通常稍高于解控水平，并且含水率较高，无法直接排放，也不满足处置要求。针对放射性淤积物的处理，国内外暂无成熟的装置及方法，国内核电厂多将放射性淤积物暂存于钢桶或水泥桶内，不仅占据了大量的废物暂存库空间，也存在安全隐患。若直接对淤积物进行干燥处理，则因淤积物含水率过高导致干燥时间长，干燥效果不佳。有将放射性淤积物与其他放射性废物混合后水泥固化处理的案例，但由于不同批次及不同产生位置的放射性淤积物组分差异较大，水泥固化体效果较差且性能不稳定，无法推广应用。

2、如何实现放射性淤积物的安全有效处理，已成为影响核电厂安全运行的重要因素。

技术实现思路

1、针对现有技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种放射性淤积物压滤脱水装置及方法，该方案采用压滤脱水工艺，可将流动态的放射性淤积物转化为稳定的固态泥饼，降低放射性淤积物的体积和暂存风险。

2、为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

3、一种放射性淤积物压滤脱水装置，包括防护罩、用于实现设备及阀门启停的plc控制系统、厢式压滤单元、离心泵、压榨水槽、底座、接料桶托架、接料桶、液压站、螺杆泵、压滤单元支架、接料斗和振打装置，所述厢式压滤单元设置在压滤单元支架上，所述压滤单元支架设置在底座上，底座上设有接料桶托架，用于固定和支撑接料桶，接料桶与设置在厢式压滤单元下方的接料斗的底部紧密结合，所述液压站与厢式压滤单元配合实现滤板压紧/松开功能，所述螺杆泵与厢式压滤单元配合实现压滤功能，所述离心泵和压榨水槽与厢式压滤单元配合实现二次压榨功能，所述振打装置与厢式压滤单元配合实现振打功能。

4、进一步，所述plc控制系统采用触屏plc可编程式控制柜，实现设备及阀门的启停、运行数据检测、仪器仪表联动控制，实现滤板压紧/松开、压滤、二次压榨、振打工作情况下的自动控制，并集成实时显示记录进料流速、出液流速、滤板压紧压力、压滤压力和二次压榨压力的运行参数数据。

5、进一步，所述厢式压滤单元由若干个厢式压滤滤板组成，厢式压滤滤板上设有滚轮，相邻厢式压滤滤板间设有链条，所述液压站驱动与厢式压滤滤板头板连接的液压杆配合厢式压滤滤板上的滚轮及链条实现厢式压滤滤板的压紧/松开。

6、进一步，所述振打装置设置在所述厢式压滤滤板两侧，厢式压滤滤板侧面对应设置凸起，通过振打电机驱动翻板的旋转，与厢式压滤滤板侧面的凸起相配合，不断将厢式压滤滤板顶起落下，实现振打功能，辅助泥饼自动脱落。

7、进一步，所述厢式压滤滤板两面均向内凹陷，外部包裹滤布，厢式压滤滤板压紧后，相邻的厢式压滤滤板凹陷处形成独立的压滤腔室，放射性淤积物通过螺杆泵驱动由进料口进入压滤腔室后，在压力及滤布的作用下实现固液分离，滤液透过滤布由压滤腔室流出，进入厢式压滤滤板内的滤液汇集口，由出液孔流出，固态的泥饼留在压滤腔室内。

8、进一步，所述厢式压滤单元的二次压榨功能是在压滤结束后，由离心泵和压榨水槽向厢式压滤滤板内注入高压液体，高压液体的压力范围为1.2-2.0mpa，使厢式压滤滤板鼓起挤压压滤腔室内的泥饼，以获得含水率更低的泥饼。

9、进一步，所述防护罩由不锈钢材料制成，采用多向双开门的设计，并且顶部留有一定的裕量，方便后续维修及保养操作，防护罩的外侧设有微负压系统和气体过滤器。

10、进一步，采用上述装置进行放射性淤积物压滤脱水的方法，包括以下步骤：

11、步骤1，开启装置电源，接料桶由抱桶车抬起，放置在接料桶托架上,接料桶托架将接料桶水平移动到接料工位，随后将接料桶升起与接料斗底部边缘环形槽紧密结合；

12、步骤2，液压站开始工作，液压油缸驱动液压杆开始顶紧所有厢式压滤滤板直到设定的压紧压力范围停止，并自动开启微负压系统；

13、步骤3，把进料管放入物料桶内，开启进料螺杆泵，放射性淤积物通过螺杆泵进入厢式压滤单元的压滤腔室开始压滤，泥饼留在压滤腔室内，滤液由厢式压滤滤板底部的出液孔排出，当出液孔不再有液体流出时，关闭螺杆泵停止进料；

14、步骤4，开启离心泵抽取压榨水槽内的液体开始二次压榨，此时会有滤液再次由厢式压滤滤板底部的出液孔排出，待出液孔不再出液，关闭离心泵停止二次压榨，打开压榨回水阀门排出压榨水；

15、步骤5，液压站开始工作，液压油缸后退开始卸压，链条带动每块厢式压滤滤板依次拉开，当厢式压滤滤板退回至限位后，振打装置自动启动，厢式压滤滤板内泥饼自动掉落至下方接料桶内；

16、步骤6，关闭微负压系统，关闭装置电源，完成一批次的放射性淤积物处理，待接料桶装满后，接料桶随接料桶托架移动至装置外部。

17、进一步，步骤4中，二次压榨压力应高于进料压力0.3mpa以上，二次压榨压力上限为2.0mpa。

18、本发明的有益效果如下：

19、1、可实现放射性淤积物的减量化和固态化处理；

20、2、放射性淤积物经压滤脱水转化为固态的泥饼，不仅可以提升放射性淤积物暂存的安全性，泥饼经评估后可作低弥散放射性物品直接进行处置；

21、3、采用压滤的物理方法处理放射性淤积物，运行操作简单，安全可靠，自动化程度高。

技术特征：

1.一种放射性淤积物压滤脱水装置，其特征在于：包括防护罩(1)、用于实现设备及阀门启停的plc控制系统(2)、厢式压滤单元(3)、离心泵(4)、压榨水槽(5)、底座(6)、接料桶托架(7)、接料桶(8)、液压站(9)、螺杆泵(10)、压滤单元支架(11)、接料斗(12)和振打装置(13)，所述厢式压滤单元(3)设置在压滤单元支架(11)上，所述压滤单元支架(11)设置在底座(6)上，底座(6)上设有接料桶托架(7)，用于固定和支撑接料桶(8)，接料桶(8)与设置在厢式压滤单元(3)下方的接料斗(12)的底部紧密结合，所述液压站(9)与厢式压滤单元(3)配合实现滤板压紧/松开功能，所述螺杆泵(10)与厢式压滤单元(3)配合实现压滤功能，所述离心泵(4)和压榨水槽(5)与厢式压滤单元(3)配合实现二次压榨功能，所述振打装置(13)与厢式压滤单元(3)配合实现振打功能。

2.如权利要求1所述的一种放射性淤积物压滤脱水装置，其特征在于：所述plc控制系统(2)采用触屏plc可编程式控制柜，实现设备及阀门的启停、运行数据检测、仪器仪表联动控制，实现滤板压紧/松开、压滤、二次压榨、振打工作情况下的自动控制，并集成实时显示记录进料流速、出液流速、滤板压紧压力、压滤压力和二次压榨压力的运行参数数据。

3.如权利要求1所述的一种放射性淤积物压滤脱水装置，其特征在于：所述厢式压滤单元(3)由若干个厢式压滤滤板组成，厢式压滤滤板上设有滚轮，相邻厢式压滤滤板间设有链条，所述液压站(9)驱动与厢式压滤滤板头板连接的液压杆配合厢式压滤滤板上的滚轮及链条实现厢式压滤滤板的压紧/松开。

4.如权利要求3所述的一种放射性淤积物压滤脱水装置，其特征在于：所述振打装置(13)设置在所述厢式压滤滤板两侧，厢式压滤滤板侧面对应设置凸起，通过振打电机驱动翻板的旋转，与厢式压滤滤板侧面的凸起相配合，不断将厢式压滤滤板顶起落下，实现振打功能，辅助泥饼自动脱落。

5.如权利要求3所述的一种放射性淤积物压滤脱水装置，其特征在于：所述厢式压滤滤板两面均向内凹陷，外部包裹滤布，厢式压滤滤板压紧后，相邻的厢式压滤滤板凹陷处形成独立的压滤腔室，放射性淤积物通过螺杆泵(10)驱动由进料口进入压滤腔室后，在压力及滤布的作用下实现固液分离，滤液透过滤布由压滤腔室流出，进入厢式压滤滤板内的滤液汇集口，由出液孔流出，固态的泥饼留在压滤腔室内。

6.如权利要求1所述的一种放射性淤积物压滤脱水装置，其特征在于：所述厢式压滤单元(3)的二次压榨功能是在压滤结束后，由离心泵(4)和压榨水槽(5)向厢式压滤滤板内注入高压液体，高压液体的压力范围为1.2-2.0mpa，使厢式压滤滤板鼓起挤压压滤腔室内的泥饼，以获得含水率更低的泥饼。

7.如权利要求1所述的一种放射性淤积物压滤脱水装置，其特征在于：所述防护罩(1)由不锈钢材料制成，采用多向双开门的设计，并且顶部留有一定的裕量，方便后续维修及保养操作，防护罩(1)的外侧设有微负压系统和气体过滤器。

8.一种采用权利要求1-7中任意一项所述装置进行放射性淤积物压滤脱水的方法，其特征在于：包括以下步骤：

9.如权利要求8所述的进行放射性淤积物压滤脱水的方法，其特征在于：步骤4中，二次压榨压力应高于进料压力0.3mpa以上，二次压榨压力上限为2.0mpa。

技术总结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淤积物压滤脱水装置及方法，包括防护罩(1)、用于实现设备及阀门启停的PLC控制系统(2)等，厢式压滤单元(3)设置在压滤单元支架(11)上，压滤单元支架(11)设置在底座(6)上，底座(6)上设有接料桶托架(7)，用于固定和支撑接料桶(8)，接料桶(8)与设置在厢式压滤单元(3)下方的接料斗(12)的底部紧密结合，液压站(9)与厢式压滤单元(3)配合实现滤板压紧/松开功能，螺杆泵(10)与厢式压滤单元(3)配合实现压滤功能，离心泵(4)和压榨水槽(5)与厢式压滤单元(3)配合实现二次压榨功能，振打装置(13)与厢式压滤单元(3)配合实现振打功能。技术研发人员：王浩,万勇,高凯,张惠炜,柳兆峰,罗刚,高超,何小平,樊丽阳,范慧宇受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/17