[发明专利]核电厂放射性有机废物处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于核电领域，更具体地说，本发明涉及一种核电厂放射性有机废物处理装置和方法。

背景技术

核电厂、核设施在运行和维修期间会产生一定数量的有机废物，主要为废油、废有机溶剂和废树脂。这些有机废物通常含有放射性，且容易发生热解和生物降解，容易带来辐射危害和环境污染。

目前，国内外主要采用水泥固化或装高整理容器(HIC桶)的方法进行暂存或者焚烧的方法对放射性有机废物进行处理，但都存在一些缺点：

1)采用水泥固化或装高整理容器(HIC桶)进行暂存时，对核电厂的贮存能力要求较高，且贮存过程中存在泄漏风险；

2)放射性废有机溶剂会对设备进行腐蚀，不适于长期贮存；

3)采用水泥固化贮存时，体积包容率低，增容比大，对后期的贮存空间要求较高，不符合废物最小化的要求；

4)高整理容器(HIC桶)价格昂贵，不利于广泛采用；

5)进行焚烧处理时，会产生大量的酸性气体，如SOx，NOx、HCl等，给环境带来极大的危害。

有鉴于此，确有必要提供一种结构简单、性能高效安全、环境友好的核电厂放射性有机废物处理装置和方法，安全有效的将放射性有机废物中的放射性核素转化为无机盐滞留固体残渣中。

发明内容

本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种结构简单、性能高效安全、环境友好的核电厂放射性有机废物处理装置和方法，安全有效的将放射性有机废物中的放射性核素转化为无机盐滞留固体残渣中。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电厂放射性有机废物处理装置，包括：

反应器；

有机废物进料系统，通过进料管线与所述反应器连接；

氧化剂供给系统，通过氧化剂供给管线与所述反应器连接；

除盐水供给系统，通过除盐水供给管线与所述反应器连接；以及

换热器和加热器，串联设置在所述除盐水供给系统与反应器之间的除盐水供给管线上。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理装置的一种改进，所述有机废物进料系统包括依次连接的进料罐、进料泵和套接在进料管线上的冷却水夹套。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理装置的一种改进，所述氧化剂供给系统包括依次连接的氧化剂储罐和氧化剂输送泵。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理装置的一种改进，所述除盐水供给系统包括依次连接的除盐水罐和除盐水输送泵。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理装置的一种改进，所述除盐水输送泵出口后的除盐水供给管线通过冲洗管线与进料管线连接。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理装置的一种改进，所述反应器与换热器之间设置有回收管线，并从换热器出口延伸至所述除盐水罐上部入口，所述反应器与换热器之间的回收管线上设置有背压阀，所述换热器与除盐水罐之间的回收管线上设置有冷却器。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理装置的一种改进，所述反应器外部的底部设置有夹套，反应器的底部通过管线连接有固体残渣收集装置。

为了实现上述发明目的，本发明还提供了一种核电厂放射性有机废物处理方法，包括：

通过除盐水供给系统向反应器中输送除盐水，使反应器升压；

加热反应器，使反应器达到超临界状态；

通过有机废物进料系统向反应器中投入待处理的放射性有机废物；

通过氧化剂供给系统向反应器中通入氧化剂，使所述放射性有机废物在超临界状态被氧化分解；

无机盐溶液处理。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理方法的一种改进，所述有机废物进行系统包括通过进料管线连接的进料泵和冷却水夹套，有机废物通过进料管线进入反应器前的温度低于120℃。

作为本发明核电厂放射性有机废物处理方法的一种改进，所述超临界状态为温度不小于374℃，压力不小于23MPa。

相对于现有技术，本发明核电厂放射性有机废物处理装置和方法具有以下有益技术效果：

1)放射性废油、废溶剂和废树脂等有机废物在超临界水环境下发生氧化反应后，有机物大分子被氧化成CO₂、H₂O、硫酸盐、硝酸盐等无机物，CO₂和H₂O均可直接排放，硫酸盐、硝酸盐等无机盐因具有放射性，可进行水泥固化处理，经超临界水氧化处理后，有机废物体积明显减少，减轻了后续固化处理的难度，节省了固体废物处理处置成本；