一种用于大体积放射性废液贮槽的安全保护装置的制作方法

本实用新型属于放射性废液贮存技术领域，具体涉及一种用于大体积放射性废液贮槽的安全保护装置。

背景技术：

目前，世界各国核燃料后处理厂大多采用Purex流程。在Purex流程的共去污分离循环工序，乏燃料中微量的铀和钚和几乎所有裂片元素进入本工序一循环萃取器的萃余相中成为高放废液。采用Purex流程，每吨乏燃料大约产生5～10立方米高放废液。为了减少废液体积，以降低贮存或进一步玻璃固化的费用，在高放废液被输送去玻璃固化之前，通常要对其进行蒸发浓缩并在几百至上千立方米的大体积放射性废液贮槽中进行中间贮存。对于大体积放射性废液贮槽及其所在厂房的相关设计在国家标准《高水平放射性废液贮存厂房设计规定》(GB 11929-2011)中均有相应规定。其中在本标准中5.1.11节规定：“应保证贮槽内压力异常情况下对贮槽的保护”。此处所指的压力异常情况包括超正压和超负压两种情况。

放射性废液贮槽在运行过程中，如果不能保证贮槽内压力异常情况下对贮槽的保护，将可能造成放射性废液贮槽泄漏并造成严重的后果。为保证压力异常情况下对放射性废液贮槽的保护，国内现有的设计采用在贮槽上专设一根呼排管道与放射性废液贮槽设备室联通，并在呼排管道上安装过滤器和节流装置的方式。在贮槽维持正常负压及超负压需要补气时，设备室内的气体经过滤器后进入贮槽。当贮槽内超压需要排气时，贮槽内的气体经过滤器净化后排放至设备室。

现有的保护措施采用的技术存在以下方面的缺点：(1)由于配备了过滤器，需要考虑过滤器的布置及滤芯的更换问题，增加了厂房面积并给厂房布置的设计增加了难度；(2)过滤器在运行中由于滤芯过滤阻力的增加或放射性水平的增加需要定期更换，会增加固体废物及运行成本；(3)如果过滤器出现严重堵塞将不能正常吸入和排放气体，不能保证压力异常情况下对贮槽的保护。因此，对放射性废液贮槽的压力异常情况的保护技术措施有待提高。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的是提供一种安全保护装置。该装置能够避免大体积放射性废液贮槽内的放射性气氛外泄、降低厂房面积、优化厂房布局、降低固体废物量和运行成本并使之成为解决废液贮槽压力异常情况的固有安全措施。

为达到以上目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于大体积放射性废液贮槽的安全保护装置，设置在位于设备室内的大体积放射性废液贮槽的顶盖的开口上，其中，包括顶部向上凸起、底部开口朝下密封设置在所述顶盖的所述开口上的水封盖；所述水封盖的顶部中心贯穿设有顶部密封、底部开口一端朝下的水封罩；所述水封罩的开口一端向下延伸到所述水封盖的内部，所述水封罩的靠近顶部附近的侧壁上设有若干个第二通气孔；还包括设置在所述水封盖和水封罩之间的、底部密封、开口朝上的水封杯，所述水封杯的开口与所述水封盖的顶部内表面密封连接，在所述水封杯的侧壁上设有若干个第一通气孔；所述水封杯、水封罩之间构成能够通过液体的通道；所述第二通气孔的位置高于所述第一通气孔的位置。

进一步，所述第一通气孔均匀布置在所述水封杯的侧壁的同一高度上，第二通气孔均匀布置在所述水封罩的侧壁的同一高度上。

更进一步，所有所述第一通气孔构成的通气面积与所有所述第二通气孔构成的通气面积相同。

进一步，在所述水封罩的顶部设有补水管道，所述补水管道的一端向上延伸在所述水封罩的顶部之外，另一端向下延伸至靠近所述水封杯的底部。

更进一步，在对所述大体积放射性废液贮槽的所述顶盖的所述开口进行密封时，通过所述补水管道向所述水封杯内注入去离子水，所述去离子水能够将通道密封，从而隔绝所述第一通气孔、所述第二通气孔之间的气体流通；所述水封罩与所述补水管道通过焊接实现密封连接。

进一步，在所述水封罩的顶部还贯穿设有第一测量管道、第二测量管道，用于安装吹气式液位计，其中，所述第一测量管道的位于所述水封罩内的一端高于所述第二通气孔的高度，所述第二测量管道的位于所述水封罩内的一端向下延伸至靠近所述水封杯的底部。

更进一步，所述水封罩与所述第一测量管道、第二测量管道通过焊接实现密封连接。

进一步，所述水封杯、水封盖、水封罩的横截面均为圆形且同轴，所述水封杯的直径大于所述水封罩的直径、小于所述水封盖的直径。

进一步，所述水封杯、水封盖、水封罩、顶盖之间的密封连接通过焊接实现。

本实用新型的有益效果有以下几点：

1.由于通道10连接第一通气孔4和第二通气孔5，并且水封杯1内的去离子水将通道10密封，因此大体积放射性废液贮槽内的放射性气氛正常情况下无法通过第一通气孔4进入第二通气孔5，避免了放射性气氛的外泄；同时能够通过第一通气孔4、去离子水、第二通气孔5将大体积放射性废液贮槽内的压力与外部的空气压力进行平衡，保持大体积放射性废液贮槽内的压力处于正常水平范围内；安全保护装置运行期间只需监测水封杯1内液位和及时补水，费用低廉，且安全可靠；

2.通过设置第一测量管道7、第二测量管道8，方便了吹气式液位计的安装和使用，便于更准确的掌握水封杯1内的去离子水的液位情况，避免发生放射性气氛的外泄；

3.通过第一通气孔4、去离子水、第二通气孔5来传递大体积放射性废液贮槽内的压力，省略了过滤装置，也就无需考虑过滤装置的布置及滤芯的更换，进而减少了厂房面积，减少了厂房布置的设计难度，同时减少了放射性废物(如滤芯)的产生，减少了运行成本；

4.通过第一通气孔4、去离子水、第二通气孔5来传递大体积放射性废液贮槽内的压力，避免了传统的过滤器因为滤芯堵塞造成的压力异常情况下的保护失效。

附图说明

图1是本实用新型具体实施方式中所述一种用于大体积放射性废液贮槽的安全保护装置的剖视图；

图2是本实用新型具体实施方式中所述一种用于大体积放射性废液贮槽的安全保护装置的俯视图；

图中：1-水封杯，2-水封盖，3-水封罩，4-第一通气孔，5-第二通气孔，6-补水管道，7-第一测量管道，8-第二测量管道，9-顶盖，10-通道。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

如图1所示，一种用于大体积放射性废液贮槽的安全保护装置，设置在位于设备室内的大体积放射性废液贮槽的顶盖9的开口上，包括水封杯1、水封盖2、水封罩3、补水管道6、第一测量管道7、第二测量管道8等部件。

其中，水封盖2的横截面为圆形，顶部向上凸起，底部的开口朝下密封设置在顶盖9的开口上的(即水封盖2笼罩在顶盖9的开口上，顶盖9与水封盖2之间的密封连接通过焊接实现)；水封盖2的顶部为密封结构，在顶部的中心设有一个开孔，在开孔上设有水封罩3(水封罩3贯穿在水封盖2的顶部的开孔上)。水封盖2、水封罩3之间为密封连接，通过焊接实现。

水封罩3的横截面为圆形(直径小于水封盖2的直径)，顶部同样为密封结构，并向上延伸到水封盖2的顶部之外；水封罩3的底部同样设有朝下的开口，且开口一端向下延伸到水封盖2的内部。在水封罩3的靠近顶部附近的侧壁上设有若干个第二通气孔5，第二通气孔5均匀布置在水封罩3的侧壁的同一高度上。

水封杯1设置在水封盖2和水封罩3之间，水封杯1的横截面为圆形(如图2所示，水封杯1、水封盖2、水封罩3三者同轴，水封杯1的直径大于水封罩3的直径、小于水封盖2的直径)，水封杯1的底部为密封结构、顶部的开口朝上，水封杯1的开口与水封盖2的顶部内表面密封连接(通过焊接实现)，水封罩3的开口一端位于水封杯1和水封盖2构成的闭合空间内部，但是不与水封杯1接触)，在水封杯1的侧壁上设有若干个第一通气孔4，第一通气孔4均匀布置在水封杯1的侧壁的同一高度上；水封杯1、水封罩3之间构成能够通过液体的通道10；第二通气孔5的位置高于第一通气孔4的位置。

其中，所有第一通气孔4构成的通气面积与所有第二通气孔5构成的通气面积相同。

在水封罩3的顶部设有补水管道6、第一测量管道7、第二测量管道8。补水管道6的一端向上延伸在水封罩3的顶部之外，另一端向下延伸至靠近水封杯1的底部。在对大体积放射性废液贮槽的顶盖9的开口进行密封时，通过补水管道6向水封杯1内注入去离子水，去离子水能够将通道10密封，从而隔绝第一通气孔4、第二通气孔5之间的气体流通，实现对顶盖9的开口的密封。水封罩3与补水管道6之间通过焊接实现密封连接。

第一测量管道7、第二测量管道8，同样贯穿设在水封罩3的顶部，第一测量管道7、第二测量管道8用于安装吹气式液位计(通常，吹气式液位计设有两根插入高度不同的吹气管，可以分别通过第一测量管道7、第二测量管道8进行安装，从而对水封杯1内的去离子水的液位高度进行测量)，其中，第一测量管道7的位于水封罩3内的一端高于第二通气孔5的高度，第二测量管道8的位于水封罩3内的一端向下延伸至靠近水封杯1的底部。水封罩3与第一测量管道7、第二测量管道8之间通过焊接实现密封连接。

当大体积放射性废液贮槽内的气压高于设备的设计压力时，大体积放射性废液贮槽内的气体通过第一通气孔4进入通道10，并将通道10内的去离子水向下进行挤压，使得水封罩3内的去离子水的液面提高，最终将过高的内部气压通过第二通气孔5泄压到大体积放射性废液贮槽所在的设备室中，保证大体积放射性废液贮槽的压力正常；反之，如果大体积放射性废液贮槽内的气压低于设备的设计压力，设备室中的气体通过第二通气孔5进入水封罩3内，将水封罩3内的去离子水向下挤压，使得通道10内的去离子水的液面提高，最终将外贮槽所在设备室的气体通过第一通气孔4压入大体积放射性废液贮槽内，保证大体积放射性废液贮槽的压力正常。

本实用新型所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本实用新型的技术创新范围。