[发明专利]一种基于微波的用于堆芯废水处理的干燥装置及干燥方法

说明书

本发明涉及一种基于微波的用于堆芯废水处理的干燥装置及干燥方法，属于核电运行过程中堆芯废水处理技术领域，所述干燥装置包括干燥区和微波馈入区，干燥区用于盛放待处理的堆芯废水，微波从微波馈入区的侧面馈入并照射堆芯废水的液面，对堆芯废水进行非接触式加热，同时，微波馈入区的上方设有蒸气出口，用于排出水蒸气，本发明将堆芯废水中水通过蒸发的方式排出，同时，将堆芯废水中NaNO₃固化，固化的NaNO₃大大小于原来堆芯废水的体积，实现堆芯废水的干燥、减容和固化，通过补液口不断补充堆芯废水，可以多桶堆芯废水集中在一个干燥桶，实现集中处置，不需要固化处理，可以直接进处置场。

技术领域

本发明属于核电运行过程中堆芯废水处理技术领域，具体地说涉及一种基于微波的用于堆芯废水处理的干燥装置及干燥方法。

背景技术

在核电机组内，堆芯的冷却水是去离子水，反应堆的辐照使得该冷却水不断变成含有放射性物质(如Cs、Co、Sr等)的强酸或强碱溶液，由于强酸或强碱对管道的腐蚀，这些溶液不断排除，用硝酸或NaOH来中和成硝酸钠溶液(即核电堆芯废水)，就这样核电机组不断产生核电堆芯废水(即含有放射性物质的NaNO₃溶液)，这种放射性堆芯废水的常规处理方法是水泥固化。

水泥固化技术,因其来源丰富、操作简单、价格低廉以及安全可靠等优点而被世界各国的核电广泛采用,我国除台湾地区外，己运行的及在建的压水堆核电站都采用了水泥固化技术处理放射性湿废物。但是，水泥固化增容比较大，既不符合放射性废物最小化的原则，也使处置费用增加，如一个100kW的机组每年的核电堆芯废水是1000吨，堆芯废水用200公斤的桶来装，就有核电堆芯废水5000桶，由于水泥固化的增容因素(1桶变成2桶)，这样就产生1万桶水泥固化固化体，使处置费用极大提高。因此，有必要开发减容系数比较高的堆芯废水处理技术。

发明内容

发明人在长期实践中发现：桶内干燥技术是一种高减容系数的处理方法，桶内干燥技术是将放射性废物装入桶内，然后将桶运入干燥室内进行加热，去除其中水分的干燥技术。加热产生的水蒸气从干燥室内排出后，经冷凝后通过监测，确定排放还是再处理。桶内干燥的热源可以是循环的热空气、适当围绕在桶外的电加热带或者是微波加热装置。

发明人考虑到NaNO₃溶液(即堆芯废水)的比重随温度升高而降低、溶解度随温度升高而提高的特性以及微波对溶液加热具有非接触、穿透性特点，通过微波馈入区实现微波从侧面馈入，对溶液从上向下的微波加热方式，将干燥桶内NaNO₃溶液中水通过蒸发的方式排出，同时，NaNO₃溶液中NaNO₃固化，固化的NaNO₃大大小于原来NaNO₃溶液的体积，实现NaNO₃溶液的干燥、减容和固化，同时通过补液口不断补充NaNO₃溶液，可以多桶NaNO₃溶液集中在一个干燥桶，实现NaNO₃溶液的集中处置，相对于常规水泥处理方式，减容比接近100倍。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于微波的用于堆芯废水处理的干燥装置，包括：

干燥区，其用于盛放待处理的堆芯废水，且干燥区可对堆芯废水进行加热；

微波馈入区，其位于干燥区的上方，微波从微波馈入区的侧面馈入并照射堆芯废水的液面，对堆芯废水进行非接触式加热；

蒸气出口，其位于微波馈入区的上方，自堆芯废水中蒸发的水蒸气经蒸气出口排出。

优选地，所述干燥区为干燥桶，且干燥桶的下方设有电磁感应加热器，所述干燥桶的外围设有保温壳体。

优选地，所述干燥桶的侧壁上设有侧面测温热电偶，其底面设有底部测温热电偶。