[发明专利]利用过热蒸汽的低水平放射性废弃物的体积减量系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用过热蒸汽的低水平放射性废弃物的体积减量系统，更详细而言，涉及利用在过热蒸汽发生器产生的过热蒸汽碳化干燥低水平放射性废弃物来减少体积的系统。

背景技术

通常，若将压力保持预定的状态下加热液体，则温度上升，达到预定温度时开始蒸发。此时，即便再加热，直到液体全部蒸发为止温度不变，液体和蒸汽共存。将其叫做湿饱和蒸汽(Wet Saturated Vapor)，液体全部变成蒸汽的状态叫做干饱和蒸汽(Dry Saturated Vapo)。并且，将干饱和蒸汽再次加热时，蒸汽的温度上升，此时的蒸汽叫做过热蒸汽(Superheated Vapor)。

图1a中，过热蒸汽是在大气压下对饱和蒸汽施加热而同时具有冷凝潜热和显热的蒸汽，保有热量非常高，可在大气压下生成，因此，容易适用于低压高温设备。并且，图1b中，过热蒸汽通过由对流、辐射及冷凝的复合传热进行加热，因此，传热效率非常出色。过热蒸汽在100℃以上不能使用冷凝传热，因此，只能使用对流及辐射传热。

图1c中，作为因过热蒸汽而产生的被加热物质的质量和温度变化，在升温初期的被加热物质的表面产生冷凝现象，质量一时增加。然后，在100℃以上的被加热物质的表面的冷凝现象消失，转换为蒸发，回复原状态的质量后逐渐减少。

图1d中，在大气压下被加热物质的干燥速度变化中，当加热介质的温度低时，因加热空气而干燥速度变快，当加热介质的温度高时，因过热蒸汽而干燥速度变快。所以，过热蒸汽的传热能力及干燥能力非常高，达热风能力的约10倍。

过热蒸汽在低氧气氛下加热水蒸气而成为氧气几乎不存在的状态。通过加热的空气来加热空气时，由于周围存在氧气而会发生氧化反应。过热蒸汽有效适用于能引起氧化反应的物质的加热，可以防止爆发性。

目前，在韩国的庆州已建设低水平放射性废弃物的永久处理场并运行，当到达将包括已送到处理场的放射性废弃物、以及目前在核电站保管中的中低水平放射性废弃物桶全部送到处理场的时点时，会存在超过储藏容量的可能性，并发生需要提前设置新处理场的建设计划的情况，所以，迫切需要减少在核电站发生的放射性废弃物。目前，放射性废弃物桶的处理费用每桶约1300万韩币。今后放射性废弃物会更增加，处理费用也会随之增多。

在核电站发生的需要移送到处理场的放射性废弃物是浓缩液体废弃物、废树脂、废过滤器、杂固体、泥浆等，其中杂固体的发生量占放射性废弃物的总量的约80％。杂固体废弃物是防护服、袜子、手套、中和纸、塑料、塑胶、木材、金属类、橡胶、保温材料等，压缩后储藏及保管在滚筒。

杂固体放射性废弃物中能减少体积的废弃物占相当量，因此，若能减少体积，则能大大减少需要移送到处理场的废弃物桶的数量，这不仅能延长处理场的寿命，还能减少处理费用，从而，能提高核电站的运营效率。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明是为解决所述问题点而提出的，其目的在于，利用过热蒸汽干燥碳化能减少体积的可燃性杂固体低水平放射性废弃物之后进行压缩而减少放射性废弃物的体积。

本发明的其他目的在于，利用过热装置碳化干燥低水平放射性废弃物来减少体积的系统中，通过将电能变换为热能，将以烟雾状态供给的蒸汽产生低压超高温的过热蒸汽并供给，从而，碳化干燥能减少体积的可燃性杂固体低水平放射性废弃物来减少放射性废弃物的体积。

本发明的其他另一目的在于，在利用过热蒸汽干燥及碳化低水平放射性废弃物的工艺中，抑制发生粉尘飞散，最大限度地减少环境污染。

(二)技术方案

本发明为达成所述目的，提供一种利用过热蒸汽的低水平放射性废弃物的体积减量系统，包括：再热蒸汽发生器，加热从喷雾器喷射的烟雾生成过热蒸汽之后向蒸汽供应管排放；干燥炉，对投入至在所述再热蒸汽发生器供应的一次蒸汽及过热蒸汽的低水平放射性废气物进行碳化干燥后，将经碳化干燥的低水平放射性废弃物冷却至预定温度；换热器，将在所述干燥炉对低水平放射性废弃物进行碳化干燥后从蒸汽排放管排放的蒸汽进行热交换后，通过蒸汽输送管供应至再热蒸汽发生器，将在排放蒸汽的热交换后发生的冷凝水向冷凝水输送管排放，向干燥炉通过冷却输送管供应经热交换的冷却水；以及冷却塔，冷却在所述换热器热交换后在干燥炉循环的冷却水，然后，再次传送至换热器。

并且，本发明可以包括将对在所述干燥炉碳化干燥低水平放射性废弃物的期间产生的排放蒸汽及排放气体进行冷凝而产生的冷凝水，在换热器热交换之后通过过滤器进行过滤，然后，储藏在冷凝水储藏槽，用冷凝水泵按压冷凝水后通过冷凝水输送管传送至喷雾器。