[实用新型]一种超高压超临界二氧化碳流载干冰的切割装置

说明书

本实用新型属于核设施退役技术领域，具体涉及一种超高压超临界二氧化碳流载干冰的切割装置。本实用新型中，工业气瓶通过补充泵与储罐连接，储罐与干冰造粒机和增压泵连接，干冰造粒机与干冰破碎机连接，增压泵与加热器连接；从干冰破碎机生产出的干冰颗粒落入到漏斗中，漏斗与喷射切割装置连接；经过增压泵、加热器的超高压超临界二氧化碳与喷射切割装置连接，喷射切割装置一端连接有切割解体件，外围设有负压导流罩，负压导流罩收集到的二氧化碳气体通过干燥器、回收泵、两级过滤器与储罐连通。本实用新型能够实现对核设施退役现场的金属废物的切割解体，提高切割效率，降低二次放射性废物处置量，保护工作人员、公众和环境安全。

技术领域

本实用新型属于核设施退役技术领域，具体涉及一种超高压超临界二氧化碳流载干冰的切割装置。

背景技术

在核设施退役现场实施过程中，无论是设备的拆除还是拆除物项的解体，均要涉及到放射性切割作业。比如，在核电厂退役过程中，反应堆压力容器的切割解体，一回路系统主管道的切割解体等。目前，常用的切割方式主要分为冷切割和热切割两种。其中，冷切割技术主要包括金刚石绳锯、圆盘锯、高压水射流切割等；热切割技术主要包括水下等离子切割、氧乙炔割炬切割等。但是，金刚石绳锯、圆盘锯等机械冷切割方式切割效率低下，耗材使用较多；高压水射流切割、水下等离子切割会产生大量的二次废水；氧乙炔割炬切割会产生大量的放射性气溶胶。在退役现场，二次废物量的增多，将直接导致退役经费的增加。因此，核设施退役现场亟需一种切割效率高、二次废物产生量少的切割方式。

目前，在国内外已广泛将超临界二氧化碳射流技术应用于石油开采中。超临界二氧化碳是压力和温度均高于其临界值(Pc＝7.39MPa，Tc＝31.06℃)的二氧化碳流体，其密度接近液态二氧化碳的密度；其粘度与气态二氧化碳相当；其扩散系数是液态二氧化碳的100倍，接近于气态。随着超临界二氧化碳压力的升高，其性质更接近于液态二氧化碳。

中国石油大学的研究表明，当超临界二氧化碳射流的压力为30MPa时，在硬度为3Mos的大理石上的切割深度达6mm；射流压力为50MPa时，切割深度可达11mm。另外，在我国核动力装置退役时采用的磨料水射流技术，当水射流压力为380MPa时，可以切割100mm厚的不锈钢(硬度为4Mos～5Mos)；同时，在研究中发现，射流切割主要是依靠射流的冲击作用，也就是射流压力转化成的冲击动能，射流中添加磨料主要是增加切割速度、提高切割效率的。

发明内容

本实用新型解决的技术问题：本实用新型提供一种超高压超临界二氧化碳流载干冰的切割装置，能够实现对核设施退役现场的金属废物的切割解体，提高切割效率，降低二次放射性废物处置量，保护工作人员、公众和环境安全。

本实用新型采用的技术方案：

一种超高压超临界二氧化碳流载干冰的切割装置，包括工业气瓶，补充泵，储罐，干冰造粒机，干冰破碎机，振动筛，漏斗，增压泵，加热器，负压导流罩，喷射切割装置，干燥器，回收泵，两级过滤器，切割解体件；工业气瓶通过补充泵与储罐连接，储罐同时与干冰造粒机和增压泵连接，干冰造粒机与干冰破碎机连接，增压泵与加热器连接；从干冰破碎机生产出的干冰颗粒落入到漏斗中，漏斗上设振动筛，漏斗与喷射切割装置连接；经过增压泵、加热器的超高压超临界二氧化碳与喷射切割装置连接，喷射切割装置一端连接有切割解体件，外围设有负压导流罩，负压导流罩收集到的二氧化碳气体通过干燥器、回收泵、两级过滤器与储罐连通。

本实用新型的有益效果：

(1)实现了超高压超临界二氧化碳流载干冰颗粒对金属废物的切割解体；

(2)提高了核设施退役中大量金属废物的拆解效率；

(3)减少了拆解过程中二次废物的产生量；

(4)节约了核设施退役废物处置经费；

(5)保护了工作人员和环境的安全，具有显著的经济和社会效益。