[發明專利]核電廠放射性有機廢物處理裝置和方法

在審

• 申請號: 201711142477.3
• 申請日: 2017-11-17
• 公開（公告）號: CN107958716A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 劉勇;張志東;霍明;潘躍龍;楊林君
• 申請（專利權）人: 深圳中廣核工程設計有限公司;中廣核工程有限公司;中國廣核集團有限公司
• 主分類號: G21F9/06
• 分類號: G21F9/06;G21F9/16
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 王基才

技術領域

本發明屬于核電領域，更具體地說，本發明涉及一種核電廠放射性有機廢物處理裝置和方法。

背景技術

核電廠、核設施在運行和維修期間會產生一定數量的有機廢物，主要為廢油、廢有機溶劑和廢樹脂。這些有機廢物通常含有放射性，且容易發生熱解和生物降解，容易帶來輻射危害和環境污染。

目前，國內外主要采用水泥固化或裝高整理容器(HIC桶)的方法進行暫存或者焚燒的方法對放射性有機廢物進行處理，但都存在一些缺點：

1)采用水泥固化或裝高整理容器(HIC桶)進行暫存時，對核電廠的貯存能力要求較高，且貯存過程中存在泄漏風險；

2)放射性廢有機溶劑會對設備進行腐蝕，不適于長期貯存；

3)采用水泥固化貯存時，體積包容率低，增容比大，對后期的貯存空間要求較高，不符合廢物最小化的要求；

4)高整理容器(HIC桶)價格昂貴，不利于廣泛采用；

5)進行焚燒處理時，會產生大量的酸性氣體，如SOx，NOx、HCl等，給環境帶來極大的危害。

有鑒于此，確有必要提供一種結構簡單、性能高效安全、環境友好的核電廠放射性有機廢物處理裝置和方法，安全有效的將放射性有機廢物中的放射性核素轉化為無機鹽滯留固體殘渣中。

發明內容

本發明的發明目的在于：克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、性能高效安全、環境友好的核電廠放射性有機廢物處理裝置和方法，安全有效的將放射性有機廢物中的放射性核素轉化為無機鹽滯留固體殘渣中。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種核電廠放射性有機廢物處理裝置，包括：

反應器；

有機廢物進料系統，通過進料管線與所述反應器連接；

氧化劑供給系統，通過氧化劑供給管線與所述反應器連接；

除鹽水供給系統，通過除鹽水供給管線與所述反應器連接；以及

換熱器和加熱器，串聯設置在所述除鹽水供給系統與反應器之間的除鹽水供給管線上。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理裝置的一種改進，所述有機廢物進料系統包括依次連接的進料罐、進料泵和套接在進料管線上的冷卻水夾套。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理裝置的一種改進，所述氧化劑供給系統包括依次連接的氧化劑儲罐和氧化劑輸送泵。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理裝置的一種改進，所述除鹽水供給系統包括依次連接的除鹽水罐和除鹽水輸送泵。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理裝置的一種改進，所述除鹽水輸送泵出口后的除鹽水供給管線通過沖洗管線與進料管線連接。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理裝置的一種改進，所述反應器與換熱器之間設置有回收管線，并從換熱器出口延伸至所述除鹽水罐上部入口，所述反應器與換熱器之間的回收管線上設置有背壓閥，所述換熱器與除鹽水罐之間的回收管線上設置有冷卻器。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理裝置的一種改進，所述反應器外部的底部設置有夾套，反應器的底部通過管線連接有固體殘渣收集裝置。

為了實現上述發明目的，本發明還提供了一種核電廠放射性有機廢物處理方法，包括：

通過除鹽水供給系統向反應器中輸送除鹽水，使反應器升壓；

加熱反應器，使反應器達到超臨界狀態；

通過有機廢物進料系統向反應器中投入待處理的放射性有機廢物；

通過氧化劑供給系統向反應器中通入氧化劑，使所述放射性有機廢物在超臨界狀態被氧化分解；

無機鹽溶液處理。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理方法的一種改進，所述有機廢物進行系統包括通過進料管線連接的進料泵和冷卻水夾套，有機廢物通過進料管線進入反應器前的溫度低于120℃。

作為本發明核電廠放射性有機廢物處理方法的一種改進，所述超臨界狀態為溫度不小于374℃，壓力不小于23MPa。

相對于現有技術，本發明核電廠放射性有機廢物處理裝置和方法具有以下有益技術效果：

1)放射性廢油、廢溶劑和廢樹脂等有機廢物在超臨界水環境下發生氧化反應后，有機物大分子被氧化成CO₂、H₂O、硫酸鹽、硝酸鹽等無機物，CO₂和H₂O均可直接排放，硫酸鹽、硝酸鹽等無機鹽因具有放射性，可進行水泥固化處理，經超臨界水氧化處理后，有機廢物體積明顯減少，減輕了后續固化處理的難度，節省了固體廢物處理處置成本；