本发明专利技术公开了一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置及干燥方法，属于放射性废物处理领域，包括桶盖和微波波导，所述微波波导连接在桶盖的侧壁上，微波波导的一端穿过通孔伸入干燥桶内部并向下弯折，另一端位于桶盖外侧并与微波磁控管连接，微波波导设置有若干个且微波波导端口长边在桶盖下部圆周表面处沿径向分布，在桶盖的顶部设置有进料口和蒸汽出口。本装置可以有效增加微波功率分布的均匀性，减少热点的产生，提高了装置的安全性能。
A drying device and drying method for radioactive concentrate in microwave drum
【技术实现步骤摘要】
一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置及干燥方法
本专利技术属于放射性废物处理领域，涉及一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置及干燥方法。
技术介绍
放射性废物是含有放射性核素或被放射性核素污染，其放射性浓度或活度大于国家审管部门规定的清洁解控水平，且不再被利用的物质。放射性废物通常产生于核燃料生产过程(主要包括铀矿开采、冶炼和燃料元件加工等)、反应堆运行过程、核燃料后处理过程、核工业部门退役的核设施、核武器生产和试验以及其他使用放射性物质的部门如医院、学校、科研单位、工厂等。放射性物质产生的电离辐射对人体健康有很大的影响，当放射性电离辐射达到一定剂量时，会出现头痛、头晕、食欲下降、睡眠障碍及神经系统、消化系统等症状，使白细胞、血小板减少等。超剂量在体内长期作用，则会产生远期效应：出现肿瘤、白血病和遗传障碍等。现行的针对放射性废液处理方法是先将废液进行浓缩分离，清液直接排放或回用，而浓缩液则进行固化处理或深埋地下处置。主要处理工艺有蒸发、化学沉淀、离子交换、膜分离及电化学等，其中前三种方法比较常用。放射性废液浓缩分离过程中产生的浓缩液在接收最终处置之前必须经过额外的干燥/固化过程，而干燥/固化过程通常在废物处置桶内进行。桶内干燥根据加热方式可分为热风干燥、电加热干燥和微波干燥。热风干燥和电加热干燥属于外热式干燥，干燥时采用热空气或电加热带加热废物桶外壁，然后利用热传导使桶内浓缩液蒸发干燥。这样的加热方式会使桶壁与桶中心之间存在较大的温度梯度，由于桶壁处温度最高，因此浓缩液将会在桶壁处先发生结晶并形成固体盐层，从而导致传热热阻增加，导热系数降低。其结果就是，处于桶中心的浓缩液通常不会完全结晶，从而需要更长的干燥时间和更高的外部加热温度。而微波干燥属于内加热方式，与其他干燥方式相比，加热更均匀，能量利用率更高，过程控制更迅速，加热无惯性，但是由于微波加热过程中微波功率分布的非均匀性，会导致加热物料某些位置一直具有很高的微波功率值，致使该位置温度急剧上升，从而产生热点，使微波干燥的危险性增加。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，解决了现有的微波干燥装置对放射性浓缩液进行加热时因为产生局部热点使得干燥产物高温分解而导致操作危险性增加的问题。为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术公开了一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，包括桶盖和微波波导，所述桶盖的侧壁上设有通孔，微波波导的输出端穿过通孔伸入干燥桶内部并向下弯折，微波波导的馈入口位于通孔外侧并与外接的微波磁控管连接；所述微波波导设置有若干个，若干个微波波导沿桶盖侧壁圆周表面均匀分布，在桶盖的顶部设置有进料口和蒸汽出口，所述蒸汽出口能够依次与蒸汽除沫器、冷凝器和冷凝液储槽连接。优选地，所述进料口向下伸入干燥桶内部并与微波波导输出端的端口平齐。优选地，所述微波波导从桶盖侧壁伸入桶内并在桶盖的半径中点处向下弯折，微波波导输出端的端口平面与桶盖的下表面平齐。优选地，所述微波波导输出端为长边，输出端在桶盖下部圆周表面处沿径向分布或周向分布。优选地，所述微波波导为矩形波导，并在90°弯头转角处有切角，所述切角与微波波导上表面成45°角。优选地，所述桶盖顶部分别安装有雷达液位计接管、温度仪接管和摄像探头接管。进一步优选地，所述温度仪接管的一端连接有红外温度仪。本专利技术还公开了利用上述的放射性浓缩液微波桶内干燥装置进行微波干燥的方法，包括：将桶盖安装在干燥桶上，通过进料口将放射性浓缩液输送至干燥桶内，位于干燥桶外部的微波磁控管产生微波并由微波波导输入到干燥桶内，对桶内的放射性浓缩液进行干燥，干燥产生的水蒸汽通过蒸汽出口排出，排出的蒸汽进入与蒸汽出口外部依次连接的蒸汽除沫器和冷凝器，冷凝之后排放到与冷凝器连接的冷凝液储槽，完成放射性浓缩液的干燥减容处理。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术公开了一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，放射性浓缩液通过进料口进入干燥桶内，位于干燥桶外部的微波磁控管产生微波进入微波波导，微波波导通过桶盖侧壁伸入干燥桶内并向下弯折，使使得产生的微波能够直接辐射至浓缩液表面，沿桶盖侧壁圆周方向均匀布置若干个微波波导，能够增加微波功率分布的均匀性，从而有效减少了热点的产生，提高了放射性浓缩液的干燥效率，提高了微波干燥的操作安全性，微波波导馈入口与微波磁控管相连，能够防止干燥过程中微波泄露的问题，并在干燥完成后可减少桶内干燥产物对外界环境的放射性危害；放射性浓缩液经过干燥之后产生蒸汽，蒸汽通过蒸汽出口外部连接的蒸汽除沫器进行除沫，再通过冷凝器冷凝之后排放到冷凝液储槽，完成了放射性浓缩液的干燥减容处理，本专利技术装置结构简单，实用性强。进一步地，微波波导从桶盖侧壁伸入桶内并在桶盖半径中点处向下弯折，微波波导端口平面与桶盖下表面平齐，该设置可以使微波直接辐射至浓缩液表面，避免桶壁反射造成能量损失，并且可以减轻桶盖上部装置部件的安装空间压力。进一步地，微波波导为矩形波导，并在90°弯头转角处有切角，可以减小微波在弯头处的反射，提高微波能量的利用率。进一步地，桶盖上安装有雷达液位计接管、温度仪接管和摄像探头接管，通过上述接管分别连接的雷达液位计、红外温度仪和摄像探头，可对干燥桶内放射性浓缩液的高度、温度和干燥效果进行实时监测，由于放射性浓缩液具有较高的辐射强度会对直接接触的设备造成损害，采用红外温度仪可以减少放射性浓缩液对温度仪的损害。本专利技术还公开基于上述装置的微波干燥方法，该方法操作简单：将桶盖安装在干燥桶上，通过进料口将放射性浓缩液输送至干燥桶内，微波磁控管产生的微波由微波波导输入到干燥桶内，对桶内的放射性浓缩液进行干燥，干燥产生的水蒸汽通过蒸汽出口排出，经蒸汽除沫器除沫、冷凝器冷凝之后排放到冷凝液储槽，使用该装置能够在操作安全的条件下，有效提高放射性浓缩液的干燥效率。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图；图2为本专利技术装置桶盖的俯视图；图3为本专利技术装置桶盖的主视图；图4是本专利技术装置桶盖的剖面图；图5是本专利技术装置中不同微波波导端口的布置方式示意图；其中：1-桶盖，2-摄像探头接管，3-雷达液位计接管，4-进料口，5-温度仪接管，6-蒸汽出口，7-微波波导。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，其特征在于，包括桶盖(1)和微波波导(7)，所述桶盖(1)的侧壁上设有通孔，微波波导(7)的输出端穿过通孔伸入干燥桶内部并向下弯折，微波波导(7)的馈入口位于通孔外侧并与外接的微波磁控管连接；/n所述微波波导(7)设置有若干个，若干个微波波导(7)沿桶盖(1)侧壁圆周表面均匀分布，在桶盖(1)的顶部设置有进料口(4)和蒸汽出口(6)，所述蒸汽出口(6)能够依次与蒸汽除沫器、冷凝器和冷凝液储槽连接。/n
【技术特征摘要】
1.一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，其特征在于，包括桶盖(1)和微波波导(7)，所述桶盖(1)的侧壁上设有通孔，微波波导(7)的输出端穿过通孔伸入干燥桶内部并向下弯折，微波波导(7)的馈入口位于通孔外侧并与外接的微波磁控管连接；
所述微波波导(7)设置有若干个，若干个微波波导(7)沿桶盖(1)侧壁圆周表面均匀分布，在桶盖(1)的顶部设置有进料口(4)和蒸汽出口(6)，所述蒸汽出口(6)能够依次与蒸汽除沫器、冷凝器和冷凝液储槽连接。
2.如权利要求1所述的一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，其特征在于，所述进料口(4)向下伸入干燥桶内部并与微波波导(7)输出端的端口平齐。
3.如权利要求1所述的一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，其特征在于，所述微波波导(7)从桶盖(1)侧壁伸入桶内并在桶盖(1)的半径中点处向下弯折，微波波导(7)输出端的端口平面与桶盖(1)的下表面平齐。
4.如权利要求1所述的一种放射性浓缩液微波桶内干燥装置，其特征在于，所述微波波导(7)输出端为长边，输出端在桶盖下部圆周表面处沿径向分布或周向分...
【专利技术属性】
技术研发人员：程光旭，吴光辉，李云，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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