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中低放射性废物桶标准化探讨

文/林一山

摘要:中低放射性废物桶直接影响放射性废物运输和储存的安全,是废物处理系统中的核心设备。由于我国中低放射性废物桶设计的多样化,导致对其操作和处置管理方法也多样化,不利于中低放射性废物的运输和处置;因此,对中低放射性废物桶标准化进行了研究,提出了中低放射性废物桶的类型、基本尺寸和技术要求等。

关键词:中低放射性废物桶;标准化;安全

 

随着核工业、军工及其他工业的快速发展,中低放射性固体废物不断增加。目前,国内已有19台核电机组在运行,预计到2020年将会有近40台核电机组运行,将会相应产生4000m3/a放射性废物;此外,还需将军事工业放射性废物、医疗放射性废物和工业放射性辐照源等放射性废物运转到处置厂处理。可见,放射性废物的运输、储存和处置是不可缺少的重要环节;而放射性废物运输又是安全上相对薄弱的一个环节,存在着可能对从业者、公众和环境产生辐射危害的风险。

放射性废物运输的主要防护结构是以包装容器为主体的货包,其是构成放射性废物运输和储存过程中的一道安全屏障,是关键的核心技术设备。国内中低放射性废物桶设计的多样化使其操作、处置管理以及配套设备各不相同;因此,提出中低放射性废物桶标准化,提高废物处理效率,促进国内中低放射线性废物处理技术的发展。目前,国内EJ 1042标准对中低放射性固体废物桶提出了标准化要求,但该标准并没有被广泛应用。

 

1 我国中低放射线废物桶现状

1.1 EJ 1042中低放射性固体废物桶结构的特点

国内EJ 1042标准对中低放射性固体废物桶进行了标准化,金属废物桶容量分为50、80、100、200和400L。80L以上(含80L)的金属桶桶壁采用2道环筋,环筋的形状和尺寸与GB/T 325.1-2008相符;50L金属桶不加设环筋。桶壁与桶底的卷封需充填密封填料,<400L的金属桶桶底采用二重平卷边、二重圆卷边或三重圆卷边;400L金属桶的桶底采用二重圆卷边或三重圆卷边。<400L的金属桶桶顶采用封闭箍式螺杆型封闭器;400L的金属桶采用法兰连接和螺栓螺母紧固的封闭结构,结构简图如图1和图2所示。EJ 1042标准中的中低放射性固体废物桶紧固方式不适用于自动开盖和封盖的情况,桶底与桶盖之间无配合设计,不利于废物桶的堆积。


图1 50L、80L、100L和200L废物桶结构简图


图2 400L废物桶结构简图

1.2 AP1000中低放射性废物桶结构的特点

国内AP1000类型的核电站200L中低放射性废物桶的桶壁采用2道环筋,桶盖与筒体之间采用法兰连接和螺栓固紧的封闭结构,桶盖上焊接1个吊环,桶底采用二重圆卷边,中心部位局部凸起,结构简图如图3所示。


图3 200L AP1000废物桶结构简图

1.3 EPE中低放射性废物桶结构的特点

台山一期核电工程200L中低放射性废物桶的桶壁采用2道环筋,桶盖与筒体之间采用法兰连接和螺栓固紧的封闭结构,桶盖上焊接1个吊环,桶底与桶体采用焊接的方式,中心部位局部凸起,结构简图如图4和图5所示。


图4 台山一期核电厂200L奥氏体不锈钢废物桶结构简图


图5 台山一期核电厂200L铁素体不锈钢废物桶结构简图

1.4 CPR1000中低放射性废物桶结构特点

国内CPR1000类型的核电站200L中低放射性废物桶采用单道环筋,桶盖与桶体之间采用拉手封闭箍结构,桶底与桶体采用三重圆卷边,结构简图如图6所示。


图6 CPR1000类型核电厂200L废物桶

国内CPR1000类型的核电站400L中低放射性废物桶采用2道环筋,桶盖与桶体之间采用法兰连接和螺栓固紧的封闭结构,桶盖上焊接1个吊环,桶底与桶体采用焊接的方式,中心部位局部凸起,结构简图如图7所示。


图7 CPR1000类型核电厂400L废物桶

2 标准化探讨

我国中低放射性废物桶的结构和容量设计多样化,导致对其配套设备如废物桶抓具和运输设备等均不能进行批量化生产,处置管理方法也不能统一;因此,提出对中低放射性废物桶进行标准化,以提高废物处理效率。

中低放射线性废物标准化设计如下:

1)中低放射性废物桶采用圆柱形钢桶;

2)中低放射性废物桶采用200和400L2种规格;

3)桶盖与桶底采用法兰连接和螺栓紧固结构,采用10个M12×50螺栓,便于自动化开盖和封盖;

4)桶盖上焊接1个吊环,便于吊车对废物桶的抓取,并与桶底相配合,缩短相邻桶体的储存净距离,如图8所示;

5)桶底与桶体采用焊接的方式,桶底采用凸起设计,有助于承载废物质量。

6)中低放射性废物桶基本尺寸见表1。


图8 标准废物桶结构简图

表1 中低放射性废物桶基本尺寸(mm)

型号

L

D

d

d1

d2

d3

d4

H

H1

H2

400

704

700

588

678

742

772

1151

1080

63

200

563

560

440

520

592

625

928

867

56

注:L是容量;D是外径;d是内径;d1是封盖顶部内径;d2是封盖顶部外径;d3是螺栓孔孔径;d4是封盖外径;H是桶外高;H1是桶内高;H2是封盖高。

 

3 结语

对中低放射性废物桶标准化进行了探讨,有利于中低放射性废物的运输、操作和处置。建议尽快制定中低放射性废物桶国家标准,以尽早实现中低放射性废物桶标准化。


 

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