一种辐照后高放射性固体废物暂存处理系统及方法与流程

本发明涉及核设施放射性废物处理技术领域，具体涉及一种辐照后高放射性固体废物暂存处理系统及方法。

背景技术：

为进行科研实验，会将不同材料元件放入热室内进行辐照，经辐照后会产生大量的高放射性固体废物，这些固体废物会对人体产生很大的辐照危害，因而必须对其进行严格的管控。传统的做法是将具有辐照危害的固体废物装入不锈钢屏蔽包装罐中，并贮存于地下，等待处置。主要的工艺流程为：先将装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐装入转运容器内，然后将转运容器运输至暂存库并吊放至组装井上方，将装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐卸入组装井内的废靶筒中；待废靶筒满载后，用电焊将废靶筒盖满焊形成废靶罐，并将废靶罐装入乏元件防护容器内，最后通过乏元件防护容器将废靶罐转运并放置于贮存井内暂存。

随着近几年核工业的快速发展，相关的科研实验增多，热室产生的高放射性固体废物数量也逐年增加，暂存压力也越来越大。根据放射性废物管理和放射性物质安全运输规定，现有技术中还没有与高放射性固体废物相匹配的包装运输容器，导致辐照后高放射性固体废物的处置难度大，对暂存在地下的高放射性固体废物还没有可靠安全的技术手段对其实施回取和处置。并且，在将高放射性固体废物暂存于地下前，需要人工对废靶筒盖进行焊接密封，由于高放射性固体废物在装入不锈钢屏蔽包装罐后将不能退回，如果此时放射性水平严重超标，焊接人员将无法实施焊接。即使能勉强实施焊接，焊接人员也会受到较大的辐照危害。

技术实现要素：

本发明所要解决的是现有的辐照后高放射性固体废物处理方法流程复杂繁琐、辐射防护安全风险高、废物处置难度大的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种辐照后高放射性固体废物暂存处理系统，包括运输车、转运容器以及吊车，还包括贮存容器；所述贮存容器包括：箱体；与所述箱体可拆卸连接的箱盖；设置在所述箱体内部的方形围框；填充在所述方形围框和所述箱体之间的水泥屏蔽层；至少一个设置在所述箱盖上的通孔，所述通孔用于连通所述方形围框形成的空间和所述箱体外部；与所述通孔匹配且与所述通孔可拆卸连接的屏蔽塞；与所述屏蔽塞连接的吊耳。

本发明提供的辐照后高放射性固体废物暂存处理系统，贮存容器采用箱体式设计，内部设置方形围框和水泥屏蔽层，方形围框形成的空间用于容纳高放射性固体废物，水泥屏蔽层用于屏蔽高放射性固体废物的辐照。采用本发明提供的贮存容器转运和暂存辐照后高放射性固体废物，放射性固体废物管理和处置成本低，经济效益好，操作人员不会受到严重的辐照危害。

可选的，所述箱体包括底板、左侧板、右侧板、前侧板、后侧板以及连接板；所述左侧板的下端、所述右侧板的下端、所述前侧板的下端以及所述后侧板的下端与所述底板连接，所述左侧板的上端、所述右侧板的上端、所述前侧板的上端以及所述后侧板的上端与所述连接板连接；所述连接板上设置有台阶孔，所述箱盖与所述台阶孔匹配且与所述连接板可拆卸连接。通过在连接板上设置台阶孔、将箱盖设计成与台阶孔匹配的形状，可以使连接板和箱盖之间形成类似于迷宫密封，提高箱体的密封性能。

可选的，所述箱盖通过螺钉与所述连接板连接。

可选的，所述连接板的下表面设置有环形槽；所述左侧板的上端、所述右侧板的上端、所述前侧板的上端以及所述后侧板的上端嵌入所述环形槽中。通过在连接板的下表面设置环形槽，可以使连接板与所有侧板之间形成类似于迷宫密封，进一步提高箱体的密封性能。

可选的，所述箱体还包括对应设置在每个顶角的角件。通过在每个顶角设置角件，方便在转运过程中对箱体进行吊装操作。

可选的，所述贮存容器还包括第一隔板和第二隔板；所述第一隔板和所述第二隔板设置在所述方形围框形成的空间中且相互垂直。辐照后高放射性固体废物是装在不锈钢屏蔽包装罐中，不锈钢屏蔽包装罐卸入箱体中后一旦发生倾倒，由于其辐射剂量水平高，无法将其在箱体内扶正。为了提高箱体内部空间的装填率，根据废物最小化原则在箱体内通过设置第一隔板和第二隔板，将方形围框形成的空间均匀地分为四个小空间，每个小空间可容纳一个不锈钢屏蔽包装罐。

可选的，所述一种辐照后高放射性固体废物暂存处理系统还包括导向塞；所述导向塞为一端开口大于另一端开口的管道结构。

可选的，所述转运容器包括：下端开口的屏蔽壳；设置在所述屏蔽壳顶部的定滑轮，所述定滑轮的钢丝绳穿过所述屏蔽壳、设置在所述屏蔽壳内部；设置在所述屏蔽壳外表面的挂耳；水平插入所述屏蔽壳内部、用于控制所述下端开口启闭的抽拉板。

基于上述一种辐照后高放射性固体废物暂存处理系统，本发明还提供一种辐照后高放射性固体废物暂存处理方法，包括：将装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐装入转运容器内；采用运输车将转运容器运输至贮存容器放置处；采用吊车将转运容器内的不锈钢屏蔽包装罐卸入贮存容器内；采用吊车将贮存容器吊运至暂存区。

可选的，采用吊车将转运容器内的不锈钢屏蔽包装罐卸入贮存容器内包括：打开所述箱盖，采用吊车将转运容器吊运至贮存容器的正上方；将转运容器内的不锈钢屏蔽包装罐卸入所述方形围框形成的空间；待所述方形围框形成的空间满载后盖上所述箱盖；打开所述屏蔽塞，通过所述通孔向方形围框内浇灌水泥进行整备固定；关闭所述屏蔽塞。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

本发明提供的辐照后高放射性固体废物暂存处理系统及方法，将辐照后高放射性固体废物的处理方式由传统的地下暂存井贮存改为地上箱式贮存。地下暂存井贮存操作流程复杂、人员受辐照危害风险大，且辐照后高放射性固体废物不能外运和处置。而更改为地上箱式贮存后，可以缓解辐照后高放射性固体废物的暂存压力、简化操作流程，减少操作人员受辐照危害的风险，使辐照后高放射性固体废物能安全、可靠、便捷地运输至放射性废物处置场进行处置，降低放射性废物管理风险。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1是本发明实施例的贮存容器的垂直剖面图；

图2是本发明实施例的贮存容器的水平剖面图；

图3是本发明实施例的贮存容器的俯视图；

图4是本发明一种实施例的导向塞的结构示意图；

图5是本发明另一种实施例的导向塞的结构示意图；

图6是本发明再一种实施例的导向塞的结构示意图；

图7是本发明实施例的转运容器的结构示意图；

图8～图10是本发明实施例的辐照后高放射性固体废物暂存处理过程的示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

11-箱盖，12-方形围框，13-水泥屏蔽层，14-通孔，15-屏蔽塞，16-吊耳，21-底板，22-左侧板，23-右侧板，24-前侧板，25-后侧板，26-连接板，27-台阶孔，31-第一隔板，32-第二隔板；51-屏蔽壳，52-定滑轮，53-钢丝绳，54-挂耳，55-抽拉板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例

本实施例提供一种辐照后高放射性固体废物暂存处理系统，所述辐照后高放射性固体废物暂存处理系统包括运输车、转运容器、吊车以及贮存容器。与现有技术中类似，运输车用于对转运容器进行运输，转运容器用于对装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐进行转运，吊车用于对转运容器进行吊运操作。所述贮存容器用于对装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐进行暂存，图1～图3分别是本实施例的贮存容器的垂直剖面图、水平剖面图以及俯视图。参考图1～图3，所述贮存容器包括箱体、箱盖11、方形围框12、水泥屏蔽层13、至少一个通孔14、屏蔽塞15以及吊耳16。

具体地，所述箱体与所述箱盖11可拆卸连接。在本实施例中，所述箱体包括底板21、左侧板22、右侧板23、前侧板24、后侧板25以及连接板26。所述左侧板22的下端、所述右侧板23的下端、所述前侧板24的下端以及所述后侧板25的下端与所述底板21连接，所述左侧板22的上端、所述右侧板23的上端、所述前侧板24的上端以及所述后侧板25的上端与所述连接板26连接。进一步，所述左侧板22、所述右侧板23、所述前侧板24以及所述后侧板25可以为成本较低且加工方便的碳钢板，可以通过焊接等方式与所述底板21和所述连接板26连接。所述连接板26上设置有台阶孔27，所述箱盖11与所述台阶孔27匹配且与所述连接板26可拆卸连接。所述台阶孔27包括上孔和下孔，本领域技术人员知晓，若所述台阶孔27向上设置，即上孔的尺寸小于下孔的尺寸，则所述箱盖11无法开启。因此，所述台阶孔27为向下设置，即上孔的尺寸大于下孔的尺寸。进一步，所述台阶孔27的形状可以为方形孔，也可以为圆形孔。在本实施例中，所述台阶孔27可以为方形孔，所述箱盖11通过螺钉与所述连接板26连接。

所述连接板26的下表面设置有环形槽，所述左侧板22的上端、所述右侧板23的上端、所述前侧板24的上端以及所述后侧板25的上端嵌入所述环形槽中。在本实施例中，所述连接板26的一个侧面对应与一个侧板的外表面位于同一平面上，即所述环形槽仅有一个侧壁。进一步，所述箱体还包括对应设置在每个顶角的角件28。

所述方形围框12设置在所述箱体内部，所述水泥屏蔽层13填充在所述方形围框12和所述箱体之间。所述通孔14设置在所述箱盖11上，用于连通所述方形围框12形成的空间和所述箱体外部。所述屏蔽塞15与所述通孔14匹配，并且与所述通孔14可拆卸连接。所述通孔14可以为向下的台阶孔，所述屏蔽塞15通过螺钉与所述箱盖11连接；所述通孔14也可以为圆形通孔，所述屏蔽塞15通过螺纹与所述箱盖11连接。所述吊耳16与所述屏蔽塞15连接，可以为吊环螺栓，也可以为焊接在所述屏蔽塞15上的吊环。在本实施例中，所述贮存容器还包括第一隔板31和第二隔板32，所述第一隔板31和所述第二隔板32设置在所述方形围框12形成的空间中且相互垂直，垂直交叉处位于所述方形围框12形成的空间正中心，所述第一隔板31、所述第二隔板32以及所述方形围框12构成格架。

在对辐照后高放射性固体废物暂存处理过程中，为了便于将装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐快速稳定地卸入所述第一隔板31、所述第二隔板32以及所述方形围框12构成的格架中，本实施例的系统还可以包括图4所示的导向塞。所述导向塞为一端开口大于另一端开口的管道结构，例如，可以为图4所示的倒圆台管道结构，也可以为图5所示的从上至下为倒圆台管道结构和直管道结构的组合，还可以为图6所示的从上至下为直管道结构和倒圆台管道结构的组合，本实施例对此不作限定。

本实施例还提供所述转运容器的一种具体结构，参考图7，所述转运容器包括屏蔽壳51、定滑轮52、钢丝绳53、挂耳54以及抽拉板55。具体地，所述屏蔽壳51可以为圆柱体形状，也可以为长方体形状。所述屏蔽壳51的下端开口，将内部腔体和外部连通。所述定滑轮52设置在所述屏蔽壳51顶部，其钢丝绳53穿过所述屏蔽壳51、设置在所述屏蔽壳51内部，所述钢丝绳53用于吊装不锈钢屏蔽包装罐。所述挂耳54设置在所述屏蔽壳51外表面，用于供吊车进行提拉。所述抽拉板55沿水平方向插入所述屏蔽壳(51)内部，用于控制所述屏蔽壳51下端开口的启闭。

基于上述辐照后高放射性固体废物暂存处理系统，本实施例还提供一种辐照后高放射性固体废物暂存处理方法。图8～图10是本实施例的辐照后高放射性固体废物暂存处理过程的部分示意图，包括：将装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐装入转运容器内；采用运输车将转运容器运输至贮存容器放置处；采用吊车将转运容器内的不锈钢屏蔽包装罐卸入贮存容器内；采用吊车将贮存容器吊运至暂存区。

其中，将装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐装入转运容器内包括：向外拉出所述抽拉板55，以开启所述屏蔽壳51的下端开口；放低所述钢丝绳53，通过所述定滑轮52将装有高放射性固体废物的不锈钢屏蔽包装罐提拉进所述屏蔽壳51的容纳腔内；向内抽入所述抽拉板55，以关闭所述屏蔽壳51的下端开口。采用吊车将转运容器内的不锈钢屏蔽包装罐卸入贮存容器内包括：打开所述箱盖11，即将吊车的挂钩挂在所述吊耳16上吊起所述箱盖11，采用吊车将转运容器吊运至贮存容器的正上方；将转运容器内的不锈钢屏蔽包装罐卸入所述方形围框12形成的空间，在设置有所述第一隔板31和所述第二隔板32时，将导向塞置于格架上，转运容器内的不锈钢屏蔽包装罐通过导向塞进入所述方形围框12形成的空间；待所述方形围框12形成的空间满载后盖上所述箱盖11；打开所述屏蔽塞15，通过所述通孔14向方形围框12内浇灌水泥进行整备固定；关闭所述屏蔽塞15。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。