中低放廢液槽車式運輸系統的設計

□邢運曈 楊昕未

一、引言

早在1955年，法國就已經決定在工業上采取高放廢液集中處理，中低放廢液采用容器來運輸的模式。對于放射性廢液的運輸，法國研制了兩類設備，其中一種為“灰姑娘(Cendrillon)”容器，另一種為由拖車拖動的“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，用于運輸低放廢液。目前法國已擁有3輛，已運送111TBq(3,000Ci)液體放射性物質，總路程達300,000km。二是可用容積為4.5m3的LR56型槽車，用于運輸中放溶液，其生物屏蔽層的厚度相當于15mm鉛。到目前為止，該槽車已運送50TBq(1,350Ci)液體放射性物質，總路程達10,000km。三是可用容積為1,280L的LR44型槽車，用于運輸高放溶液，其生物屏蔽層的厚度達150mm鉛。該槽車已為法國原子能委員會內外的設施進行了約200次運輸，運輸的放射性活度達33×103TBq(9×105Ci)液體放射性物質，運輸總路程超過170,000km。

槽式運輸車作為放射性廢液的運輸載體，主要是針對中放廢液的運輸，也可兼顧低放廢液。經過多年的發展改進，如今槽車一般用于中、低放射性廢液的場內運輸，且在全世界范圍內被廣泛運用著，國際上放射性廢液運輸已經積累了很多經驗，德國、法國、美國和日本等國已經成功實現對放射性廢液的槽車運輸[1]。我國目前在放射性廢液槽車運輸方面的運用還比較少，但是很多有放射性廢液產生的廠房也已經開始考慮選用槽車作為其放射性廢液運輸方案，本文主要介紹了一種具有普遍適用性的槽車運輸系統的設計情況。

二、車載系統

在槽車的設計中同時設置了壓空和真空系統，可實現真空進料、壓空進料、自流進料、泵送進料以及壓空出料、自流出料，從而使其適用于各廢液產生以及接受廠房不同的工況。槽車所包含的主要工藝設備有：廢液貯槽x1，沖洗液槽x1，過濾器x3，分離器x2，真空泵x1，空壓機x1，載重汽車x1。

(二)車載系統流程。槽車的車載系統流程如圖1所示。

圖1 槽車車載系統運輸流程圖

真空抽吸進料時，氣體經過兩個分離器，兩級高效過濾器(過濾器1、2)后由真空泵排出；空壓機送出料液時，氣體經分離器進入廢液貯槽。通過高效過濾器3平衡車載系統內外壓差。

在廢液貯槽設置上、下液位報警，槽車廢液貯罐液位計與真空泵、空壓機以及廠房內廢液的動力系統連鎖，在倒罐完畢時發出信號停止倒料；在沖洗液槽設置液位計，以方便在沖洗連接管時定量；在分離器2上設置液位計，在達到一定量時通過出液管將兩個分離器內的液體排出，或根據運輸的次數定期排出，由容器接收送至廢液綜合處理車間。在過濾器上設置有壓差計，并設置高壓差(失效)報警和低壓差(過濾器短路)報警。當阻力過大或低于正常值時，更換過濾器芯子。

(二)車載系統布置。槽車車載系統布置如圖2所示。

圖2 槽車車載系統布置圖

三、槽車進料系統

(一)真空進料。若廢液發送廠房無動力系統，不能將廢液輸送到槽車內，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及廢液進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送廠房廢液出口。

2.槽車進料及流程參數。進料過程為：首先用軟管連接槽車廢液入口與廢液發送廠房廢液出口，打開廢液貯槽進液閥及進/排氣閥、真空泵進氣閥、分離器/1進氣閥，待廢液發送廠房準備完畢后，開真空泵，廢液進入槽車貯槽，它的有效容積為2m3，3～5分鐘內即可裝滿(時間視管路長短而定)。當槽車上的中放廢液貯槽到達高液位或廠房內的中放廢液貯存罐液位達到低液位時，廠房和槽車上的液位計發出信號，關閉真空泵，停止進料。

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；關閉沖洗液槽閥門(為避免滴液的情況發生，待軟管內液體自流入貯罐，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。關閉沖洗液槽閥門。

4.后續操作。關閉已打開的閥門，將過濾器3閥門打開，平衡系統內外壓差。斷開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上設置液位計，在達到一定量時通過出液管將兩個分離器內的液體排出，或根據運輸的次數定期排出。兩個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)壓空進料。若廢液發送廠房有壓空系統，只需要將廢液貯槽與壓空系統連接，通過廠房內壓空系統進料。其進料速度由廠房內壓空系統的能力決定。

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及廢液進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送廠房廢液出口。

2.槽車進料及流程參數。進料過程為：首先用軟管連接槽車廢液入口與廢液發送廠房的壓空系統，打開廢液貯槽的進口閥門和進/排氣閥、過濾器3的閥門，待廢液發送廠房準備完畢后，開空壓機，廢液進入槽車貯槽，它的有效容積為2m3，3～5分鐘內即可裝滿(時間視管路長短而定)。當槽車上的中低放廢液貯槽到達高液位或廠房內的中低放廢液貯存罐液位達到低液位時，廠房和槽車上的液位計發出信號，關閉壓空系統，停止進料。

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；關閉沖洗液槽閥門(為避免滴液的情況發生，待軟管內液體自流入貯罐，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。關閉沖洗液槽閥門。

4.后續操作。關閉已打開的閥門，將過濾器3閥門打開，平衡系統內外壓差。斷開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上設置液位計，在達到一定量時通過出液管將兩個分離器內的液體排出，或根據運輸的次數定期排出。兩個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)自流進料。若廢液發送廠房內廢液貯槽或貯罐位置較高，出液口位置高于槽車廢液進口位置則可以采取自流進料方式。其操作方式與壓空進料相同，但時間相對較長。

(四)泵送進料。若廢液發送廠房內有廢液輸送泵，則采用泵送進料的方式。其操作步驟與壓空進料相同，時間由泵的輸送能力決定。

四、槽車卸料系統

槽車將中放廢液運至廢液接收廠房，同樣可利用槽車上的壓空機壓空卸料；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及廢液進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.槽車進料及流程參數。進料過程為：打開廢液貯槽進液閥及進/排氣閥、空壓機排氣閥、廢液貯槽廢液排出閥，待接收廠房準備完畢后，啟動空壓機，在壓力作用下廢液進入接收廠房廢液接收槽。槽車貯槽的有效容積為2m3，10～15分鐘內即可卸完料液(時間視管路長短而定)當槽車上的中放廢液貯槽到達低液位或廠房內的中放廢液接收槽液位達到高液位時，廠房和槽車上的液位計發出信號，關閉空壓機，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；關閉沖洗液槽閥門(為避免滴液的情況發生，待軟管內液體自流入貯罐，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。關閉沖洗液槽閥門。

4.后續操作。關閉已打開的閥門，將過濾器3閥門打開，平衡系統內外壓差。斷開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上設置液位計，在達到一定量時通過出液管將兩個分離器內的液體排出，或根據運輸的次數定期排出。兩個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、運輸注意事項

(一)運輸準備工作。廢液產生單位廢液達到一定量時，申請廢液轉運，廢液發送及接收廠房作好準備工作。在廢物轉運前一天通告所使用的運輸道路，并在運輸前，清理該路段，在專用道路的各個路口設置禁止通行標識，以避免其他人員誤入。

(二)運輸道路。根據《放射性物質安全運輸規定》(GB11806-89)的規定，作為槽車運輸系統的運輸通道，需要在廠房內使用部分專用道路以避開廠區內交通主干道和生活區道路，避免放射性物質的污染。此外，若路面破損嚴重，為保證中放廢液的安全運輸，還需對路面破損嚴重的路段進行翻新修繕。

六、結語

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

因此，將槽車運用在國內的含放射性廢液廠房有一定的可取性，有些因為其自身條件，無法通過傳統的管道運輸放射性廢液的廠房可以選取槽車作為其運輸手段；并且放射性廢液槽車運輸技術可以讓我國的相關廠房的選址范圍不再局限于沿海地區，為內陸發展打下了基礎。所以，槽車運輸技術對于我國核工業的發展具有很大的意義。