一种高放废物处置坑、处置系统及处置方法

技术领域

本发明涉及高放废物处置技术领域，具体涉及一种高放废物处置坑、处置系统及处置方法。

背景技术

高水平放射性废物(以下简称高放废物)是指核工业产生的放射性强、发热量大、毒性大、半衰期长的废物。现有处置手段多为将高放废物处置在地下几百米至数千米的岩体(如花岗岩、粘土岩等)中。由地表开挖竖井及斜坡道，至处置深度后开挖水平巷道，在各水平巷道中在开挖垂向处置坑。不同于低中放废物，高放废物在处置后会在较长的时间(几十至数千年)持续释放热量，因此在垂向处置坑的布置中需要考虑高放废物处置后的散热问题，为减弱处置后散热的叠加影响必须保证处置坑保持一定的距离。

在高放废物的处置过程中，需由处置设施转运车将高放废物(多为由玻璃固化体包装的容器)转运至垂向处置坑区域，由高放废物旋转机具将高放废物包装由水平转为垂直，然后缓慢下放到垂向处置坑中，为保证高放废物能够平稳下放到处置坑中，需使高放废物直立，因此必须保证水平处置巷道有足够的高度(至少大于单个高放废物包装的高度)，在完成处置后添加回填材料，然后对水平巷道进行回填。

现有处置坑之间的距离使得在设置一定数量处置坑的需求下，需要占用较大的完整围岩，而天然状态下大规模完整围岩较难获得，多存在裂隙，现有垂直处置坑的设计，空间利用率低，对大规模完整围岩要求高，给相关选址工作造成困难，因此需提高有限空间(完整围岩)下处置坑的利用率。垂直悬空下放高放废物(多为玻璃固化体)，一旦发生废物坠落，高放废物包自由落体造成破损风险高。此外，水平巷道开挖的高度越高，开挖土方(岩体)量越大，对原始围岩的扰动及破坏越大，施工困难，施工成本高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于有限规模完整围岩下提高处置坑空间利用率，在设置相同数量处置坑的情况下，减少完整围岩的规模要求。克服现有技术中处置坑竖直布置对原始围岩的扰动较大，施工困难且对围岩结构破坏较大的缺陷，降低高放废物包坠落破损风险，从而提供一种高放废物处置坑、处置系统及高放废物处置方法。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高放废物处置坑，包括：

水平巷道和至少一个适于盛放高放废物的处置坑道，所述处置坑道倾斜于所述水平巷道的轴线设置。

可选地，所述处置坑道内设有回填部，所述回填部适于填设在高放废物的四周。

可选地，所述回填部内设有滑板；

处置容器，适于盛放高放废物，所述处置容器外侧设有适于与滑板相配合的滑片。

可选地，所述处置坑道与水平巷道形成的钝角的一侧形成有倒角。

可选地，所述处置坑道具有多个，多个所述处置坑道在水平巷道上间隔排布。

可选地，所述处置坑道与水平巷道轴向方向形成的夹角为第一夹角，所述处置坑道与水平巷道径向方向形成的夹角为第二夹角，所述第一夹角的角度大于所述第二夹角的角度。

可选地，第一夹角的角度为30°-60°。

可选地，所述第二夹角的角度范围为0°-30°。

还提供了一种高放废物处置系统，包括上述的高放废物处置坑，还包括有适于装载高放废物的转运车，所述转运车适于在水平巷道内移动将高放废物移送至处置坑道入口位置处；

下放装置，转动安装在所述转运车上，所述下放装置适于下放装有高放废物的所述处置容器。

可选地，所述下放装置包括第一气缸和固定板，所述固定板转动安装在转运车上，所述第一气缸固定安装在固定板上；

顶起气缸，安装在转运车上，所述顶起气缸的驱动端与所述固定板连接，所述顶起气缸适于将固定板顶起以使固定板绕其中一边进行转动；

所述第一气缸的固定端安装在固定板上，驱动端与处置容器连接。

可选地，还包括第二气缸，所述第二气缸设置在转运车上，所述第二气缸的驱动端与第一气缸的固定端连接，所述第二气缸适于驱动第一气缸、固定板及处置容器同时进行移动。

可选地，所述下放装置包括第一气缸和固定板，所述固定板包括两个可相对滑动伸缩的滑板，分别为第一滑板和第二滑板，所述第一滑板转动安装在转运车上，所述第二滑板滑动安装在第一滑板上，所述第一气缸的固定端安装在所述第二滑板上。

还提供了一种处置方法，包括上述的高放废物处置系统，还包括以下步骤：

高放废物装至处置容器内，处置容器放到转运车上，并与转运车上的下放装置进行连接；

转运车沿着水平巷道进行移动，将带有高放废物的处置容器移动至预定处置坑道位置后；

处置容器转动一定角度，下放装置将处置容器下放至处置坑道入口处，处置容器下滑至处置坑道底部。

可选地，所述处置容器上设有滑片、处置坑道内设有滑板，所述处置容器通过下放装置、滑片与滑板之间的滑动配合下滑至处置坑道底部。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的高放废物处置坑，处置坑道倾斜于水平巷道布置，高放废物在运输至处置坑道位置时，只需将高放废物旋转预设角度，将高放废物下放至处置坑道内即可，无需将高放废物旋转至垂直状态，倾斜布置的处置坑道可以使高放废物无需转动至竖直状态，倾斜一定角度便可下放至处置坑道内，可以降低水平巷道的高度，下放装置的多种组合，进一步降低水平巷道的高度需求

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1提供的高放废物处置坑的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的处置容器与滑片的连接结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的处置坑道的截面示意图；

图4为本发明实施例1提供的处置坑道的侧视图；

图5为本发明实施例1提供的高放废物处置坑倒角的结构示意图；

图6为本发明实施例2提供的固定板与处置容置之间的第一种连接示意图；

图7为本发明实施例2提供的固定板与处置容器之间的第二种连接示意图；

图8为本发明实施例2提供的固定板与处置容器之间的第三种连接示意图。

附图标记说明：

1、水平巷道；2、处置坑道；3、处置容器；4、回填部；5、滑板；6、第一夹角；7、释热影响区；8、转运车；9、下放装置；10、巷道高度；11、滑片；12、第二夹角；13、倒角；14、固定板；141、第一滑板；142、第二滑板；15、第一气缸；16、第二气缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供了高放废物处置坑的一种具体的实施方式，如图1所示，包括水平巷道1和至少一个处置坑道2，处置坑道2倾斜于水平巷道1的轴线设置，高放废物装载处置容器3内后，将带有高放废物的处置容置旋转至预设角度，使处置容器3能够滑入至处置坑道2内，处置容器3通过下放装置9、滑片11与滑板5配合滑入至处置坑到底部。高放废物的释热影响区7之间的间距缩小，巷道高度10降低，提高高放废物处置空间的利用率。

本实施例中，处置坑道2与水平巷道1轴向方向形成的角度为第一夹角6，处置坑道2与水平巷道1径向方向形成的角度为第二夹角12，第一夹角6的角度大于第二夹角12的角度，且第一夹角6的角度优选为45°，第二夹角12的角度优选为0°－30°。第一夹角6的角度影响处置空间的高度便于向下码放，降低水平巷道1的高度，避免对围岩的扰动。

本实施例中，处置坑道2内设有回填部4，回填部4为在处置坑道2内装填有回填材料，回填材料优选为膨润土，且回填材料为块状堆砌状态，内部预留出放置处置容器3的空间。具体的，在回填材料形成的空间轴向方向上，铺设有滑板5，滑板5呈圆弧状，便于高放废物下滑。处置容器3通过下放装置9、滑片11与滑板5的配合滑落至处置坑道2底部。在下放过程中，下放装置9的驱动端在处置容器3达到底部前都跟处置容器3紧密连接，防止高放废物坠落；即，第一气缸的驱动端连接处置容器3，对处置容器3施加向下滑动的推力，使处置容器3在自身的重力和第一气缸的推力共同作用或仅靠自身重力下滑，同时，在处置容器3仅靠自身重力进行下滑时，第一气缸也可以对处置容器3施加一个拉力，防止处置容器3下滑速度过快，高放废物坠落。

本实施例中，处置坑道2与水平巷道1的连接位置处，处置坑道2与水平巷道1之间的夹角呈钝角的一侧形成有倒角13，能够更加方便处置容器3对准处置坑道2的入口，便于处置容器3缓慢放置至处置坑道2内。

本实施例中，水平巷道1可以具有多条，每条水平巷道1中设置多组处置坑道2，多组处置坑道2间隔排布在水平巷道1上。

通过上述设置可缩短处置坑道2间距，提高高放废物处置空间利用率，同时采用倾斜式处置坑道2设计可有效降低水平巷道1的高度，减少对原始围岩的扰动及关闭后回填材料的使用量，降低经济成本。采用倾斜式处置坑道2可有效减小高放废物释热空间叠加效应，通过倾斜式下滑下放方式可以进一步降低处置容器3坠落破损风险。

实施例2

本实施例提供了高放废物处置系统的一种具体的实施方式，包括实施例1中的高放废物处置坑，还包括有转运车8，转运车8可以在水平巷道1内进行移动，将带有高放废物的处置容器3移动至处置坑道2的入口位置处，且处置容器3转动安装在转运车8上。具体的，转运车8上转动安装有下放装置，下放装置的驱动端连接处置容器3，下放装置在转运车8上旋转时，带动处置容置进行旋转。

下放装置可以在转运车8上旋转至预设角度后，下放装置9可以驱动处置容器3向下移动，使处置容器3滑入处置坑道2内。具体的，下放装置包括第一气缸和固定板，固定板转动安装在转运车8上，第一气缸固定安装在固定板上，固定板上可以放置处置容器3，具体的，固定板通过转轴转动安装在转运车8上，并且可以通过电机进行角度调整。

本实施例中，如图6所示，固定板14转动安装在转运车上，第一气缸15安装在固定板14上，固定板14与转运车8之间设有顶起气缸，可参考翻斗车的顶起气缸。在顶起气缸将固定板14顶起一定角度后，第一气缸15推动处置容器3向下滑动，滑至处置坑道2内。

作为一种可替换的实施方式，还包括第二气缸16，如图7所示，第二气缸16设置在转运车8上，第二气缸16的驱动端与第一气缸15的固定端连接，第二气缸16可以驱动第一气缸15、固定板14级处置容器3同时进行移动。在顶起气缸将固定板14顶起一定角度的过程中，第二气缸16同时进行收缩，带动第一气缸15、固定板14和处置容器3向下移动，由于第二气缸16在固定板14转动过程中已经驱动第一气缸15、固定板14和处置容器3向下进行了移动，使得在固定板14转动至预设角度后，其高度进一步降低，减小了固定板14在旋转过程中所占用的垂向空间高度，可进一步降低水平巷道的高度；同时，由于第二气缸16已经预先下降了一定距离，可以缩小第一气缸15的体积。

作为一种可替换的实施方式，如图8所示，还可以将固定板14设计为可伸缩的，包括第一滑板141和第二滑板142，第一滑板141转动安装在转运车8上，顶起气缸设置在第一滑板141与转运车8之间，第二滑板142滑动安装在第一滑板141上，第一气缸的固定端安装在第二滑板上。在顶起气缸将固定板14顶起一定角度的过程中，第二滑板142向第一滑板141内滑动，带动第一气缸15及处置容器3向下滑动，缩短处置容器3与处置坑道2底部之间的距离，由于第二滑板142在固定板14转动过程中已经带动第一气缸15、固定板14和处置容器3向下进行了移动，使得在固定板14转动至预设角度后，其高度进一步降低，减小了固定板14在旋转过程中所占用的垂向空间高度，可进一步降低水平巷道的高度；同时，由于第二滑板142预先下降了一定距离，可以缩小第一气缸15的体积

实施例3

本实施例提供了处置方法的一种具体的实施方式，采用实施例1中的高放废物处置坑进行实施，高放废物装至处置容器3内，处置容器3放到转运车8上，并与转运车8上的下放装置9进行连接，转运车8沿着水平巷道1进行移动，将带有高放废物的处置容器3移动至预定处置坑道2位置后，处置容器3转动一定角度，下放装置9将处置容器3下放至处置坑道2入口处，处置容器3下滑至处置坑道2底部。

具体地，处置容器上设有滑片、处置坑道内设有滑板，处置容器通过滑片与滑板之间的滑动配合下滑至处置坑道底部，通过滑片与滑板，能够更加便于处置容器携带高放废物在处置坑道内下滑。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。