中低放廢液槽車式運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

□邢運(yùn)曈 楊昕未

一、引言

早在1955年，法國(guó)就已經(jīng)決定在工業(yè)上采取高放廢液集中處理，中低放廢液采用容器來(lái)運(yùn)輸?shù)哪Ｊ?。?duì)于放射性廢液的運(yùn)輸，法國(guó)研制了兩類設(shè)備，其中一種為“灰姑娘(Cendrillon)”容器，另一種為由拖車拖動(dòng)的“槽車”。目前，已有三種類型的“槽車”在使用：一是可用容積為19.5m3的LR54型槽車，用于運(yùn)輸?shù)头艔U液。目前法國(guó)已擁有3輛，已運(yùn)送111TBq(3,000Ci)液體放射性物質(zhì)，總路程達(dá)300,000km。二是可用容積為4.5m3的LR56型槽車，用于運(yùn)輸中放溶液，其生物屏蔽層的厚度相當(dāng)于15mm鉛。到目前為止，該槽車已運(yùn)送50TBq(1,350Ci)液體放射性物質(zhì)，總路程達(dá)10,000km。三是可用容積為1,280L的LR44型槽車，用于運(yùn)輸高放溶液，其生物屏蔽層的厚度達(dá)150mm鉛。該槽車已為法國(guó)原子能委員會(huì)內(nèi)外的設(shè)施進(jìn)行了約200次運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)姆派湫曰疃冗_(dá)33×103TBq(9×105Ci)液體放射性物質(zhì)，運(yùn)輸總路程超過(guò)170,000km。

槽式運(yùn)輸車作為放射性廢液的運(yùn)輸載體，主要是針對(duì)中放廢液的運(yùn)輸，也可兼顧低放廢液。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展改進(jìn)，如今槽車一般用于中、低放射性廢液的場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸，且在全世界范圍內(nèi)被廣泛運(yùn)用著，國(guó)際上放射性廢液運(yùn)輸已經(jīng)積累了很多經(jīng)驗(yàn)，德國(guó)、法國(guó)、美國(guó)和日本等國(guó)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)對(duì)放射性廢液的槽車運(yùn)輸[1]。我國(guó)目前在放射性廢液槽車運(yùn)輸方面的運(yùn)用還比較少，但是很多有放射性廢液產(chǎn)生的廠房也已經(jīng)開(kāi)始考慮選用槽車作為其放射性廢液運(yùn)輸方案，本文主要介紹了一種具有普遍適用性的槽車運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況。

二、車載系統(tǒng)

在槽車的設(shè)計(jì)中同時(shí)設(shè)置了壓空和真空系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)真空進(jìn)料、壓空進(jìn)料、自流進(jìn)料、泵送進(jìn)料以及壓空出料、自流出料，從而使其適用于各廢液產(chǎn)生以及接受廠房不同的工況。槽車所包含的主要工藝設(shè)備有：廢液貯槽x1，沖洗液槽x1，過(guò)濾器x3，分離器x2，真空泵x1，空壓機(jī)x1，載重汽車x1。

(二)車載系統(tǒng)流程。槽車的車載系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 槽車車載系統(tǒng)運(yùn)輸流程圖

真空抽吸進(jìn)料時(shí)，氣體經(jīng)過(guò)兩個(gè)分離器，兩級(jí)高效過(guò)濾器(過(guò)濾器1、2)后由真空泵排出；空壓機(jī)送出料液時(shí)，氣體經(jīng)分離器進(jìn)入廢液貯槽。通過(guò)高效過(guò)濾器3平衡車載系統(tǒng)內(nèi)外壓差。

在廢液貯槽設(shè)置上、下液位報(bào)警，槽車廢液貯罐液位計(jì)與真空泵、空壓機(jī)以及廠房?jī)?nèi)廢液的動(dòng)力系統(tǒng)連鎖，在倒罐完畢時(shí)發(fā)出信號(hào)停止倒料；在沖洗液槽設(shè)置液位計(jì)，以方便在沖洗連接管時(shí)定量；在分離器2上設(shè)置液位計(jì)，在達(dá)到一定量時(shí)通過(guò)出液管將兩個(gè)分離器內(nèi)的液體排出，或根據(jù)運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)定期排出，由容器接收送至廢液綜合處理車間。在過(guò)濾器上設(shè)置有壓差計(jì)，并設(shè)置高壓差(失效)報(bào)警和低壓差(過(guò)濾器短路)報(bào)警。當(dāng)阻力過(guò)大或低于正常值時(shí)，更換過(guò)濾器芯子。

(二)車載系統(tǒng)布置。槽車車載系統(tǒng)布置如圖2所示。

圖2 槽車車載系統(tǒng)布置圖

三、槽車進(jìn)料系統(tǒng)

(一)真空進(jìn)料。若廢液發(fā)送廠房無(wú)動(dòng)力系統(tǒng)，不能將廢液輸送到槽車內(nèi)，則利用槽車自帶的真空泵將中放廢液從廠房貯罐抽吸到槽車廢液貯槽。

1.接口的連接。在廢液輸送前，首先檢查槽車上廢液貯槽和真空系統(tǒng)及廢液進(jìn)出料三通閥的接口是否已連接，再用軟管連接槽車廢液入口與廢液發(fā)送廠房廢液出口。

2.槽車進(jìn)料及流程參數(shù)。進(jìn)料過(guò)程為：首先用軟管連接槽車廢液入口與廢液發(fā)送廠房廢液出口，打開(kāi)廢液貯槽進(jìn)液閥及進(jìn)/排氣閥、真空泵進(jìn)氣閥、分離器/1進(jìn)氣閥，待廢液發(fā)送廠房準(zhǔn)備完畢后，開(kāi)真空泵，廢液進(jìn)入槽車貯槽，它的有效容積為2m3，3～5分鐘內(nèi)即可裝滿(時(shí)間視管路長(zhǎng)短而定)。當(dāng)槽車上的中放廢液貯槽到達(dá)高液位或廠房?jī)?nèi)的中放廢液貯存罐液位達(dá)到低液位時(shí)，廠房和槽車上的液位計(jì)發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉真空泵，停止進(jìn)料。

3.沖洗。停止卸料后，快速接口三通閥連接沖洗液槽與軟管，打開(kāi)沖洗液槽閥門，沖洗液自流入廠房廢液貯罐沖洗軟管1～2次，沖洗廢液流入廠房廢液貯罐；關(guān)閉沖洗液槽閥門(為避免滴液的情況發(fā)生，待軟管內(nèi)液體自流入貯罐，取下軟管)，將三通閥連接沖洗液槽與廢液貯槽，打開(kāi)沖洗液槽閥門和廢液貯罐入口閥門，沖洗貯槽入口管1～2次，沖洗液流入廢液貯罐。關(guān)閉沖洗液槽閥門。

4.后續(xù)操作。關(guān)閉已打開(kāi)的閥門，將過(guò)濾器3閥門打開(kāi)，平衡系統(tǒng)內(nèi)外壓差。斷開(kāi)廠房與槽車的連接軟管，所有操作完畢。

5.分離器排液。在分離器2上設(shè)置液位計(jì)，在達(dá)到一定量時(shí)通過(guò)出液管將兩個(gè)分離器內(nèi)的液體排出，或根據(jù)運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)定期排出。兩個(gè)分離器所排出的液體由容器接收送至廢液綜合處理車間。

(二)壓空進(jìn)料。若廢液發(fā)送廠房有壓空系統(tǒng)，只需要將廢液貯槽與壓空系統(tǒng)連接，通過(guò)廠房?jī)?nèi)壓空系統(tǒng)進(jìn)料。其進(jìn)料速度由廠房?jī)?nèi)壓空系統(tǒng)的能力決定。

1.接口的連接。在廢液輸送前，首先檢查槽車上廢液貯槽和真空系統(tǒng)及廢液進(jìn)出料三通閥的接口是否已連接，然后用軟管連接槽車廢液入口與廢液發(fā)送廠房廢液出口。

2.槽車進(jìn)料及流程參數(shù)。進(jìn)料過(guò)程為：首先用軟管連接槽車廢液入口與廢液發(fā)送廠房的壓空系統(tǒng)，打開(kāi)廢液貯槽的進(jìn)口閥門和進(jìn)/排氣閥、過(guò)濾器3的閥門，待廢液發(fā)送廠房準(zhǔn)備完畢后，開(kāi)空壓機(jī)，廢液進(jìn)入槽車貯槽，它的有效容積為2m3，3～5分鐘內(nèi)即可裝滿(時(shí)間視管路長(zhǎng)短而定)。當(dāng)槽車上的中低放廢液貯槽到達(dá)高液位或廠房?jī)?nèi)的中低放廢液貯存罐液位達(dá)到低液位時(shí)，廠房和槽車上的液位計(jì)發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉壓空系統(tǒng)，停止進(jìn)料。

3.沖洗。停止卸料后，快速接口三通閥連接沖洗液槽與軟管，打開(kāi)沖洗液槽閥門，沖洗液自流入廠房廢液貯罐沖洗軟管1～2次，沖洗廢液流入廠房廢液貯罐；關(guān)閉沖洗液槽閥門(為避免滴液的情況發(fā)生，待軟管內(nèi)液體自流入貯罐，取下軟管)，將三通閥連接沖洗液槽與廢液貯槽，打開(kāi)沖洗液槽閥門和廢液貯罐入口閥門，沖洗貯槽入口管1～2次，沖洗液流入廢液貯罐。關(guān)閉沖洗液槽閥門。

4.后續(xù)操作。關(guān)閉已打開(kāi)的閥門，將過(guò)濾器3閥門打開(kāi)，平衡系統(tǒng)內(nèi)外壓差。斷開(kāi)廠房與槽車的連接軟管，所有操作完畢。

5.分離器排液。在分離器2上設(shè)置液位計(jì)，在達(dá)到一定量時(shí)通過(guò)出液管將兩個(gè)分離器內(nèi)的液體排出，或根據(jù)運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)定期排出。兩個(gè)分離器所排出的液體由容器接收送至廢液綜合處理車間。

(三)自流進(jìn)料。若廢液發(fā)送廠房?jī)?nèi)廢液貯槽或貯罐位置較高，出液口位置高于槽車廢液進(jìn)口位置則可以采取自流進(jìn)料方式。其操作方式與壓空進(jìn)料相同，但時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。

(四)泵送進(jìn)料。若廢液發(fā)送廠房?jī)?nèi)有廢液輸送泵，則采用泵送進(jìn)料的方式。其操作步驟與壓空進(jìn)料相同，時(shí)間由泵的輸送能力決定。

四、槽車卸料系統(tǒng)

槽車將中放廢液運(yùn)至廢液接收廠房，同樣可利用槽車上的壓空機(jī)壓空卸料；或者，廢液接收廠房的廢液接收槽為±0.000以下可采用自流卸料的方式，但自流速度較慢，建議采用壓空卸料的方式。

(一)壓空卸料。

1.接口的連接。在廢液輸送前，首先檢查槽車上廢液貯槽和真空系統(tǒng)及廢液進(jìn)出料三通閥的接口是否已連接，用軟管連接槽車廢液出口與廢液接收廠房廢液入口。

2.槽車進(jìn)料及流程參數(shù)。進(jìn)料過(guò)程為：打開(kāi)廢液貯槽進(jìn)液閥及進(jìn)/排氣閥、空壓機(jī)排氣閥、廢液貯槽廢液排出閥，待接收廠房準(zhǔn)備完畢后，啟動(dòng)空壓機(jī)，在壓力作用下廢液進(jìn)入接收廠房廢液接收槽。槽車貯槽的有效容積為2m3，10～15分鐘內(nèi)即可卸完料液(時(shí)間視管路長(zhǎng)短而定)當(dāng)槽車上的中放廢液貯槽到達(dá)低液位或廠房?jī)?nèi)的中放廢液接收槽液位達(dá)到高液位時(shí)，廠房和槽車上的液位計(jì)發(fā)出信號(hào)，關(guān)閉空壓機(jī)，停止卸料。

3.沖洗。卸料完畢后，快速接口三通閥連接沖洗液槽與軟管，打開(kāi)沖洗液槽閥門，沖洗液自流入廠房廢液貯罐沖洗軟管1～2次，沖洗廢液流入廠房廢液貯罐；關(guān)閉沖洗液槽閥門(為避免滴液的情況發(fā)生，待軟管內(nèi)液體自流入貯罐，取下軟管)，將三通閥連接沖洗液槽與廢液貯槽，打開(kāi)沖洗液槽閥門和廢液貯罐入口閥門，沖洗貯槽入口管1～2次，沖洗液流入廢液貯罐。關(guān)閉沖洗液槽閥門。

4.后續(xù)操作。關(guān)閉已打開(kāi)的閥門，將過(guò)濾器3閥門打開(kāi)，平衡系統(tǒng)內(nèi)外壓差。斷開(kāi)廠房與槽車的連接軟管，所有操作完畢。

5.分離器排液。在分離器2上設(shè)置液位計(jì)，在達(dá)到一定量時(shí)通過(guò)出液管將兩個(gè)分離器內(nèi)的液體排出，或根據(jù)運(yùn)輸?shù)拇螖?shù)定期排出。兩個(gè)分離器所排出的液體由容器接收送至廢液綜合處理車間。

五、運(yùn)輸注意事項(xiàng)

(一)運(yùn)輸準(zhǔn)備工作。廢液產(chǎn)生單位廢液達(dá)到一定量時(shí)，申請(qǐng)廢液轉(zhuǎn)運(yùn)，廢液發(fā)送及接收廠房作好準(zhǔn)備工作。在廢物轉(zhuǎn)運(yùn)前一天通告所使用的運(yùn)輸?shù)缆?，并在運(yùn)輸前，清理該路段，在專用道路的各個(gè)路口設(shè)置禁止通行標(biāo)識(shí)，以避免其他人員誤入。

(二)運(yùn)輸?shù)缆?。根?jù)《放射性物質(zhì)安全運(yùn)輸規(guī)定》(GB11806-89)的規(guī)定，作為槽車運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)輸通道，需要在廠房?jī)?nèi)使用部分專用道路以避開(kāi)廠區(qū)內(nèi)交通主干道和生活區(qū)道路，避免放射性物質(zhì)的污染。此外，若路面破損嚴(yán)重，為保證中放廢液的安全運(yùn)輸，還需對(duì)路面破損嚴(yán)重的路段進(jìn)行翻新修繕。

六、結(jié)語(yǔ)

從目前已投入使用的運(yùn)輸槽車的情況來(lái)看，槽車具有加工制造技術(shù)成熟、運(yùn)用手段靈活、輻射防護(hù)水平較高、安全措施可靠等特點(diǎn)，槽車可以運(yùn)用在很多放射性廢液無(wú)法就近排放的廠區(qū)，并適用于不同的廠房情況，讓放射性廢液的排放和運(yùn)輸有了新的選擇，也在一定程度上解除了有放射性廢液產(chǎn)生的廠房的廠址選擇限制，讓廢液排放更加的靈活。

因此，將槽車運(yùn)用在國(guó)內(nèi)的含放射性廢液廠房有一定的可取性，有些因?yàn)槠渥陨項(xiàng)l件，無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的管道運(yùn)輸放射性廢液的廠房可以選取槽車作為其運(yùn)輸手段；并且放射性廢液槽車運(yùn)輸技術(shù)可以讓我國(guó)的相關(guān)廠房的選址范圍不再局限于沿海地區(qū)，為內(nèi)陸發(fā)展打下了基礎(chǔ)。所以，槽車運(yùn)輸技術(shù)對(duì)于我國(guó)核工業(yè)的發(fā)展具有很大的意義。