[發明專利]核廢料封存容器制備系統

在審

• 申請號: 202111426660.2
• 申請日: 2021-11-27
• 公開（公告）號: CN114242297A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 秦文明;王春來;雷潔珩;趙木;鐘林;李陽;鄧健;雷澤勇
• 申請（專利權）人: 湖南核工業宏華機械有限公司;南華大學;中核環保工程設計研究有限公司
• 主分類號: G21F9/30
• 分類號: G21F9/30;G21F5/06
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所(普通合伙) 43101
• 代理人: 劉政旺

核廢料封存容器制備系統，包括噴丸去污裝置、金屬熔煉上料總成和砂模；噴丸去污裝置、金屬熔煉上料總成和砂模在核廢料封存容器的制備流程中先后使用；噴丸去污裝置包括噴槍、砂塵分離器、砂塵收集器、鋼珠清洗機、鋼珠遣返器、干冰供給裝置、高壓空氣氣源和負壓抽氣設備；金屬熔煉上料總成包括總框架、垂直提升機、熔煉爐組件、小車組件、投料對接機構、負壓除塵機構和物料輸送機構。本發明以核廢金屬為原料，通過噴丸和熔煉兩個步驟，使核廢金屬中的放射劑量大幅度降低，再通過砂模鑄造核廢料封存容器的各個組件，最后焊接組裝形成核廢料封存容器。上述流程實現了核廢金屬的回收再利用，可充分滿足“放射性廢物最小化”的要求。

技術領域

本發明涉及核廢金屬處理技術領域，特別是一種核廢料封存容器制備系統。

背景技術

隨著核工業的快速發展，核電站和核工企業產生的核廢料也越來越多，主要由達到使用年限的老舊設備退役所產生。這些核廢料具有較強的放射性，半衰期長達數千年、數萬年甚至幾十萬年，若隨意處置則會嚴重污染環境和危害人體健康。

國際原子能機構對核廢料的處理和處置有嚴格的要求，對于輻射劑量超過安全閾值的核廢金屬無法處理，只能做永久深埋處置，以確保核廢料能夠地質封存數萬年甚至數十萬年不泄漏。

永久深埋處置必須要解決兩個問題：1、要將核廢料安全、永久的封閉在一個容器內，并保證數萬年不泄露出放射性，所述容器通常為可屏蔽輻射的金屬罐；2、尋找一處安全、永久存放核廢料的地點，所述地點通常為建在地下超厚巖石層中的核廢料處置庫。

現有的永久深埋處置方案需要額外制造盛裝核廢料的金屬罐。一方面，為了保證數萬年不泄露出放射性的效果，金屬罐的壁厚設計的非常厚，制造所需材料非常多；另一方面，金屬罐盛裝過核廢料后會被放射性污染，自身會產生一定劑量的放射性，無法另做它用，相當于在處置核廢料的過程中引入了新的放射性廢物，產生廢物增容。

國際原子能機構于1992年出版的技術文件《放射性廢物最小化和分離》中，首次提出“放射性廢物最小化”的概念。所述的“放射性廢物最小化”是將放射性廢物的數量和活度降低至可合理達到的水平，可通過限制放射性污染的產生、限制放射性污染的擴散、減少核廢料貯存的體積，達到降低核廢料對環境造成的不良影響，降低核廢料處置成本的目的。顯然，現有的盛裝核廢料的金屬罐的制造工藝無法滿足“放射性廢物最小化”的要求。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，而提供一種核廢料封存容器制備系統，它解決了現有的盛裝核廢料的金屬罐的制造工藝無法滿足“放射性廢物最小化”的要求的問題。

本發明的技術方案是：核廢料封存容器制備系統，其用于核廢料封存容器的制備；其包括噴丸去污裝置、金屬熔煉上料總成和封存容器制備總成；噴丸去污裝置、金屬熔煉上料總成和封存容器制備總成在核廢料封存容器的制備流程中先后使用；

噴丸去污裝置包括噴槍、砂塵分離器、砂塵收集器、鋼珠清洗機、鋼珠遣返器、干冰供給裝置、高壓空氣氣源和負壓抽氣設備；

噴槍內部設有匯合腔、鋼珠射入通道和鋼珠回收通道；鋼珠射入通道的前端和鋼珠回收通道的前端分別連通至匯合腔的后端，匯合腔的前端、鋼珠射入通道的后端、鋼珠回收通道的后端分別在噴槍上形成噴丸操作口、鋼珠入口A、鋼珠出口A；

砂塵分離器包括從上至下依次設置的篩選倉、回收倉和三通接頭；篩選倉的上端兩側分別設有鋼珠入口B和砂塵出口，篩選倉下端設有鼓風口A、鋼珠下落口和鋼珠出口B；鋼珠入口B通過氣路管道與噴槍的鋼珠出口A連通；鋼珠下落口上設有電控閥A；鋼珠出口B上設有電控閥D；回收倉上端設有正對篩選倉的鋼珠下落口A的敞口，回收倉下端設有鋼珠出口C，回收倉側壁上設有負壓排氣口和鋼珠遣返口；三通接頭上設有第一端口、第二端口和第三端口，第一端口連接在回收倉的鋼珠出口C上，第二端口通過氣路管道與噴槍的鋼珠入口A連通；