[发明专利]废液处理系统放射性废液旋流分离净化方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于核电环保领域，涉及一种连续运行周期长、放射性固废产生量低、且能有效脱除放射性废液中颗粒杂质的旋流分离方法及装置，具体涉及一种集成微旋流分离器及过滤灰斗净化核电站废液处理系统放射性废液中夹带的树脂及其他颗粒杂质的方法，以及实施该方法所用的装置。

背景技术

自1995年IAEA(国际原子能组织)发表《核电厂和核燃料循环终端放射性废物的最少化》(技术报告丛书377号)以来，废物最小化已经成为放射性废物管理以及核安全文化素养的重要组成部分，并从一定程度上反映了核电站的设计水平、设备系统可靠性、安全运行和维修管理水平。90年代初美国核电用户要求文件(URD)和欧洲核电用户要求文件(EUR)中对压水堆核电厂每台机组最终产生的废物总体积(睦邻目标值)做出规定，要求最终放射性固体废物包体积<50m³/年。目前国际核电界已用这一睦邻目标值和正在运行的核电厂进行比较，并以此作为评判该核电厂是否是性能优良的核电厂的10项指标之一。而URD和EUR在对下一代核电站的安全和设计技术提出要求的同时，尤其对过滤器的选用提出了“要求与其他可行性技术进行优劣势比较”的建议。

过滤器在核电站中应用广泛，以大亚湾核电站为例，应用到过滤器的系统有化学和容积控制系统(RCV)、废液处理系统(TEU)、反应堆硼和水供给系统(REA)、反应堆乏燃料水池冷却和处理系统(PTR)等等；据初步统计，当前运行中的CPR 1000机型核电站机组每台大约有近百台过滤器。这些过滤器在核电站中承担着净化水质、保护下游设备安全的作用。然而，这些过滤器中大部分都处在放射性环境中，其滤芯达到寿命后需按要求更换，成为带放射性的废滤芯并需要进行隔离储存；周期性的滤芯更换不仅成本高昂，造成大量放射性固废，也给维护更换工作带来潜在的核辐射风险。

当前探索核电站新型高效分离方法的研究包括：中国专利ZL201010128657.8公开了一种利用超临界水对核电站细微颗粒混合物进行过滤的装置，中国专利ZL 201110220075.7公开了一种在固液分离槽内设置浸泡式膜用于核电站放射性设备内放射性固废回收的装置，中国专利ZL 201010272918.3公开了一种利用精密过滤器用于核电站凝结水精处理系统进行净化过滤的方法，但以上方法均未能有效解决放射性固废二次污染、使装置长期稳定运行等共性问题。

目前，旋流器已广泛应用至石油化工、生物医药、采矿选煤等众多行业，相关研究包括：中国专利ZL 200910045839.6公开了一种利用旋流器脱除煤焦油中颗粒的方法装置，中国专利ZL 200810042716.2公开了一种利用微旋流器回收MTO(甲醇制烯烃)急冷水和水洗水中废催化剂的方法，但目前核电工业上暂无应用旋流器进行放射性废液净化应用的研究报道。

因此，本领域迫切需要开发出一种克服了上述现有技术的缺陷的，在核电站放射性废液净化时固废产生量更少、装置连续运行周期更长的分离工艺及装置。

发明内容

本发明提供了一种新颖的废液处理系统放射性废液旋流分离净化方法及装置，在核电环保领域用微旋流分离器取代过滤器以脱除放射性废液中夹带的树脂及其它颗粒杂质，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种废液处理系统放射性废液旋流分离净化方法，该方法包括以下步骤：

(i)提供微旋流分离成套装置，该装置包括：包含上部腔体、中部腔体和下部腔体的壳体；置于中部腔体中的微旋流分离器；置于上部腔体中的灰斗；

(ii)将含有颗粒杂质的放射性废液输送到该微旋流分离成套装置的中部腔体中，通过微旋流分离器对放射性废液进行旋流分离，以将颗粒杂质从放射性废液中分离出来，得到含颗粒杂质的浓缩液和清液；

(iii)将所得的含颗粒杂质的浓缩液送入上部腔体中，以在灰斗中沉降，得到滤液；

(iv)将所得的滤液和所得的清液汇合后流至下游设备。

在一个优选的实施方式中，所述微旋流分离器的分离效率为90％或更高，压降不超过0.15MPa。

在另一个优选的实施方式中，在步骤(iii)中，颗粒杂质被灰斗周边的滤网阻拦沉降在底部，而滤液通过灰斗周边的滤孔滤出或通过灰斗边缘溢出。

另一方面，本发明提供了一种废液处理系统放射性废液旋流分离净化装置，该装置包括：

包含上部腔体、中部腔体和下部腔体的壳体；

置于中部腔体中的微旋流分离器；

置于上部腔体中的灰斗。