[發明專利]放射性廢棄物凝固處理方法及裝置

有效

• 申請號: 200980128879.5
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN102105944A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 李相國;李相敦
• 申請（專利權）人: 株式會社召命特殊建業
• 主分類號: G21F9/16
• 分類號: G21F9/16
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及一種放射性廢棄物凝固處理方法及裝置，尤其涉及在顆粒狀放射性廢棄物及為對難于滲透凝固材質的粉沫小粒子形及多種形態的廢棄物中通過注入聚合物和真空吸力的交叉控制易于密實地滲透凝固材質，使固化體內部的空隙最小化而增強固化體的強度；并通過多重安全裝置事前防止在凝固工作中引起的無法預料的流出事故，從而增進運行中的安全性并將廢棄物的載重量最大化，使能夠更安全、更低廉的儲藏在放射性廢棄物處理廠中。

背景技術

在原子能發電站的運營中，在放射線管理區域內，必然地大量發生的放射性液體廢棄物通常由蒸發器蒸發處理，但是這個過程中在蒸發器下部殘留有濃縮的廢液。這個廢液作為低級放射性廢棄物根據濃縮廢液干燥設備CWDS蒸發、濃縮成粉沫化，對這個粉沫由多種方法進行凝固處理。

這時使用的多種凝固方法中的水泥凝固方法的情況下，作為最傳統的凝固方法雖然壓縮強度及耐久性好，但存在廢棄物載重量低的問題。并且，還會發生因水泥內存在的游離水使固化體的內浸出性降低且在長期存儲時，鐵質滾桶腐蝕的問題，并且具有因水泥的放射性遮蔽能力降低需要大量的水泥且因固化體的體積增加占較大儲藏空間的問題。

在瀝青凝固方法的情況下，雖然廢棄物載重量與內浸出性非常好，但形態穩定性及壓縮強度等耐久性降低且存在制造過程中發生火災的危險性。實際上，在過去的1997年，在日本東海再處理設施的瀝青凝固處理設施中發生過火災事故。

在石蠟凝固的情況下，根據制造過程中的層分離而容易引起不均勻的凝固，并且壓縮強度及內浸出特性不良。

接著，最近在國內作為廢棄物處理概念的再定義提出濃縮廢液的處理方案的改善，選擇代替現有的濃縮廢液處理法（水泥凝固，瀝青凝固和石蠟凝固）可以解決上述技術上的問題，并且得到美國核管理委員會NRC認證的聚合物凝固技術。

對放射性廢棄物使用聚合物凝固技術時，填充在凝固滾桶中的粉沫化的廢棄物呈現包括粒徑數?的粉沫小粒子形的多種大小與形態，在其中占大部分的粉沫小粒子形的情況下，因屬于凝固材質的聚合物的滲透極其困難，所以選擇將這期間采用機械地混合聚合物并凝固的方法。但是，如果以機械的方法混合并凝固凝固材質，則在單位固化體內的廢棄物載重量降低、追加廢棄物量增加而導致需要龐大的處理費用，因此不僅經濟性降低，而且混合過程在放射性安全層面也非常不利。

并且，凝固處理工作因放射性廢棄物的有害性需要遠程實行，但由于如工作中停電等的無法預料的狀況或因裝置的故障導致聚合物的流出或因不時停止導致聚合物的凝固。這種小的失誤或事故也因放射性廢棄物的特性上在恢復原狀時需要很多的努力與犧牲，因此迫切需要能事先防止在工作中引起的無法預料的事故的安全裝置的設計。

作為相關的技術，韓國專利第0848507號是關于放射性廢棄粉沫凝固處理裝置以及方法的，揭示了噴射放射性廢棄粉沫的同時噴射聚合物形成粘著體并將其加熱凝固或將上述粘著體環成形為環成形體，再向環成形體注入聚合物并加熱而凝固的裝置與方法。這個技術作為機械混合方法的變形的形態，與利用聚合物注入和真空吸力的交叉控制強制滲透廢棄物粉沫間的本發明有著根本的區別，并由于在單位固化體內的廢棄物載重量減少的機械混合的弊端，和放射性粉沫的噴射在放射線安全層面也很不利，并且，在聚合物硬化階段所必要的固化體加熱與限制聚合物的發熱量的技術要件對峙的，很難作為原子能發電站的內部設施收容的技術。。

韓國專利第0848505號提示了使放射性廢棄物凝固處理裝置內置在集裝箱并搭載在車輛上，隨著移動采集放射性污泥或廢液等的液體狀放射性廢棄物并在現場直接將放射性廢棄物進行凝固處理的裝置，但這是與本發明無關的技術。

美國專利第4,851,155號是關于放射性廢棄物凝固裝置，其特征在于，在滾桶外部機械地混合凝固材質并將混合的凝固材質注入蓋有蓋子的密封的凝固滾桶，并利用脫氣裝置通過發生在密封的滾桶內的負壓促進凝固材質的注入，因為設有填充檢測裝置所以如果凝固材質注入一定量以上，就在停止注入后利用間接加熱裝置將滾桶內的凝固材質以熱硬化成為廢棄物固化體。