[實用新型]一種高放廢物地質(zhì)處置裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820584585.X
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN208225532U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳雨薇;胡俊;汪樹成
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學(xué)
• 主分類號: G21F9/04
• 分類號: G21F9/04;G21F9/22
• 代理公司: 濟(jì)南領(lǐng)升專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37246
• 代理人: 王吉勇;李鵬

本實用新型公開了一種高放廢物地質(zhì)處置裝置，包括處置庫，所述處置庫底部安裝隔板，所述隔板上面放置透水石，所述透水石上面鋪設(shè)一層黏土，在黏土上面放置高放廢物罐，所述處置庫空余部分填滿黏土，所述該施工裝置還包括廢液回收罐、曝氣裝置及裝有微生物菌液的第一容器和裝有培養(yǎng)液的第二容器；所述廢液回收罐經(jīng)第一管道與處置庫底部連通，所述曝氣裝置經(jīng)第二管道連通至處置庫內(nèi)隔板的下；所述第一容器和第二容器分別通過第三管道和第四管道與處置庫連通，所述第三管道和第四管道的一端插入處置庫的黏土中，本實用新型具有導(dǎo)熱性、可塑性和長期穩(wěn)定性，降低了施工裝置的造價，有效保證處置高放廢物的安全并能實現(xiàn)極好的經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種處置裝置，尤其涉及一種高放廢物地質(zhì)處置裝置。

背景技術(shù)

核能不斷的開發(fā)和利用、核工業(yè)的生產(chǎn)研究以及核技術(shù)應(yīng)用均會產(chǎn)生一定量的核廢物，按照其放射性水平，將其劃分為低放廢物、中放廢物和高放廢物，對于低中放廢物，目前國際上已經(jīng)有較為成熟的技術(shù)來對其最終安全處置。

高放廢物通常是指乏燃料后處理所產(chǎn)生的高放廢液及其固化體，以及直接當(dāng)作廢物處置的乏燃料原件。高放廢物的特點為放射性水平高、發(fā)熱量大，并含有對生物極有害的α放射性的長壽命核素。高放廢物含有壽命很長的放射性核素，且釋放量大持續(xù)好幾百年的衰變熱，必須與生物圈保持長期的隔離，因此急需有效的安全處置方法。

深地質(zhì)處置目前被國際公認(rèn)為處置高放廢物的有效方法，其目標(biāo)是將減容和穩(wěn)定處理后并密封在合適容器里的高放廢物放入與生物圈有足夠距離的穩(wěn)定安全場所中的設(shè)施里，封閉隔離，并在相當(dāng)長的時期內(nèi)阻止有害核素向生物圈遷移，使將來可能產(chǎn)生的核素泄漏和遷移引起的照射劑量不超過國家法律、法規(guī)規(guī)定的劑量限值。

中國高放廢物地質(zhì)處置庫概念模型是一個多重屏障系統(tǒng)，從里往外依次為廢物固化體、廢物容器及其外包裝、緩沖材料和處置庫圍巖，前三者為人工屏障，后者為天然屏障。緩沖材料是最后一道人工屏障，因此緩沖材料的選擇和工程特性對于整個高放廢物處置系統(tǒng)顯得非常重要。緩沖材料作為高放廢物處置庫中的工程阻擋層，填充在廢物容器和圍巖之間，其作用為:①工程屏障作用：緩沖圍巖壓力對廢物罐的影響，保持廢物罐處于處置孔中心，維護(hù)處置庫結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；②水力學(xué)屏障作用：充填廢物容器與圍巖間的孔隙和近場巖石中的裂隙或孔隙，阻止地下水(可能含有腐蝕物質(zhì))流到廢物罐表面；③化學(xué)屏障作用：阻滯核素遷移阻止氧化劑到達(dá)廢物罐表面；處置庫設(shè)計有一個重要前提：避免氧化侵蝕，因為氧化環(huán)境下腐蝕過程會加速，廢物溶解度會增加，廢物容器被穿透和其內(nèi)襯被腐蝕必須有水通過裂口加入，同時緩沖材料阻止放射性氣體和水溶化合物滲漏到圍巖中；④導(dǎo)熱作用：傳導(dǎo)核燃料殘余能量即衰變能及其轉(zhuǎn)化的熱量。

借鑒國外處置庫的概念設(shè)計研究成果，總體上中國的處置庫概念設(shè)計中處置庫的結(jié)構(gòu)型式可參考采用緩沖回填材料的瑞典ＫＢＳ－３Ｖ模式，即多重工程屏障系統(tǒng)和適宜的地質(zhì)圍巖地質(zhì)體共同作用來確保高放廢物與生物圈的安全隔離。設(shè)計思路就是把放射性廢物貯存在準(zhǔn)備好的廢物容器中，廢物容器外面包裹著緩沖材料，再往外就是花崗巖圍巖，后面兩者組成工程屏障系統(tǒng)。在廢物的放置方式和處置巷道與處置孔間距方面可參考以玻璃固化體為處置對象的日本處置庫模式。

通常情況高放廢物處置庫安全有效性應(yīng)大于一萬年, 而且這一時限還可能隨著人類對環(huán)境安全要求的提高而延長。與此相適應(yīng), 對于處置庫屏障層材料的選擇和功能要求也是非常高的。綜合國際上先進(jìn)國家的研究認(rèn)識,緩沖材料的研究應(yīng)涵蓋材料組成及結(jié)構(gòu)特性、材料穩(wěn)定性、材料物理性能、材料化學(xué)緩沖性能、添加劑選擇和緩和體系性能、材料工程特性以及熱水力化學(xué)耦合特性等方面。

使用以花生殼粉末為載體的微生物菌液作為緩沖材料，傳統(tǒng)的高放廢物處置裝置已經(jīng)不能滿足，所以急需新的處置裝置。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的就是為了解決上述問題，提供一種高放廢物地質(zhì)處置裝置，該施工裝置具有導(dǎo)熱性、可塑性和長期穩(wěn)定性，大大降低了施工裝置的造價，有效保證處置高放廢物的安全并能實現(xiàn)極好的經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)點。