專利名稱:核廢料封裝設(shè)施的制作方法
本發(fā)明介紹一種設(shè)施，用于接受置于裝運(yùn)容器中的各種不同輻射水準(zhǔn)的核廢料，并將該種廢料牢固地裝入一個(gè)表面輻射計(jì)數(shù)充分低的組合罐，以便工作人員可以安全地裝卸廢料，并把廢料永久性地埋放在廢料處置場所。
封裝核廢料的系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是有的。在最早的該類系統(tǒng)中，此種廢料只是在現(xiàn)場裝入55加侖的鋼桶。而后將鋼桶運(yùn)到遙遠(yuǎn)的埋放地點(diǎn)。這些鋼桶的表面輻射往往太高，以致不允許由工作人員裝卸它們;因此，鋼桶用長臂起重機(jī)裝卸，卸入埋放它們的簡易壕溝。此種系統(tǒng)被稱作“踢滾式”系統(tǒng)。不幸的是，此種“踢滾式”系統(tǒng)被證明對于核廢料的陸上處置來說是不能令人滿意的。填沒這些壕溝的松土比起形成壕溝容積的實(shí)土或形成壕溝底的具有代表性的密實(shí)巖層來，要更加容易滲水得多。圍繞鋼桶的松土的滲水性使得這些壕溝聚集大量的靜止水，這被稱為“澡盆效應(yīng)”。這種靜止水最終導(dǎo)致埋在壕溝內(nèi)的鋼桶的壁發(fā)生腐蝕和毀壞。鋼桶的毀壞和土壤隨時(shí)間的壓實(shí)，引起土壤的向下運(yùn)動(dòng)或下沉，這使得在壕溝的頂部形成凹陷。這種凹陷轉(zhuǎn)過來又聚集雨水和其它形式的地表水，從而使壕溝在鋼桶上聚集和維持-坑靜止水的傾向進(jìn)一步惡化。靜止水的增加使土壤愈加下沉，并加速埋放在那里的鋼桶的腐蝕和毀壞。此類場所的鋼桶容器的腐蝕和毀壞，造成流經(jīng)那里的地下水的某種放射性污染。
為了解決與此類“踢滾式”封裝處置系統(tǒng)有關(guān)的問題，研究了利用輻射屏蔽混凝土封裝體的系統(tǒng)。與55加侖鋼桶的薄壁相反，這些混凝土封裝體的厚壁把形成的封裝體表面輻射減少到不須用長臂起重機(jī)裝卸。相反，它們可以安全地由操作人員裝卸。此外，厚的混凝土層抵抗地下水侵蝕的能力要大得多。在使用中，這些厚壁混凝土封裝體被運(yùn)到廢料產(chǎn)生的場所，這類場所有代表性的是核電站。廢料被直接扔入這些封裝體的內(nèi)部，封裝體在核電站就地密封。而后將密封的封裝體運(yùn)到遙遠(yuǎn)的處置場所并埋放。這些混凝土封裝體的有關(guān)的表面輻射很低，因此可以用屏蔽的叉車在埋放的壕溝內(nèi)與其它容器封裝的廢料一起順序堆放。
不幸的是，盡管此種混凝土封裝優(yōu)于“踢滾式”系統(tǒng)使用的鋼桶型封裝，但這種特殊的封裝系統(tǒng)仍然有許多缺點(diǎn)。首先，在核電站封裝廢料以埋放到遠(yuǎn)處的處置場所，需要花費(fèi)大量時(shí)間，而將沉重的混凝土封裝體運(yùn)出和運(yùn)到相應(yīng)地點(diǎn)，需要付出巨大的努力。其次，在核電站不隔離地處置廢料，如果在就地封裝過程中出現(xiàn)任何事故，就會(huì)使電站有可能遭受核污染。第三，這樣一種系統(tǒng)中沒有能夠確定廢料是否以液體形狀泵入混凝土封裝體中去了的設(shè)備。目前美國聯(lián)邦政府的條例嚴(yán)格禁止埋放任何液體形狀的廢料;因此，不能快速方便地證實(shí)裝入封裝體的廢料都并非液體形狀這一點(diǎn)是很重要的。第四，這一系統(tǒng)不能夠方便地裝卸高輻射水準(zhǔn)的廢料，如廢控制棒;封裝體的混凝土壁厚度簡直不足以把封裝體的表面輻射減弱到可以接受的水準(zhǔn)。最后，混凝土封裝體的表面輻射隨封裝于其中的特定廢料的放射性而變化;這一系統(tǒng)不具有可以方便地證實(shí)所形成的封裝體的表面輻射不超過可以由工作人員直接裝卸的最高安全水準(zhǔn)的設(shè)備。
顯然，需要一種封裝系統(tǒng)，它能夠把其放射性水準(zhǔn)為可接觸的和不可接觸的放射性廢料封裝入一種組合罐，而這種組合罐的表面輻射不超過能由操作人員安全裝卸的水準(zhǔn)。理想情況是，此種封裝系統(tǒng)能把沉重的封裝體的運(yùn)輸量減至最小，并應(yīng)當(dāng)具有某種萬一在封裝過程中出現(xiàn)事故時(shí)防止周圍地區(qū)產(chǎn)生放射性污染的機(jī)構(gòu)。最后，這樣一種系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠確定廢料中是否存在任何液體。
因此，本發(fā)明屬于一種核廢料封裝設(shè)施，用來將接觸裝卸和遙控裝卸的兩種核廢料放入裝運(yùn)容器并把這些廢料密封入組合罐，該設(shè)施包括一個(gè)用來處理遙控裝卸廢料的第一獨(dú)立屏蔽區(qū)，該第一區(qū)包括遙控裝卸廢料的機(jī)構(gòu);一個(gè)用來處理接觸裝卸廢料的第二獨(dú)立屏蔽區(qū)，以及一個(gè)位于上述第一和第二區(qū)中間的組合罐運(yùn)輸裝載區(qū)，用來將空的組合罐容器放在一個(gè)與兩個(gè)獨(dú)立的設(shè)施區(qū)都鄰近的裝料位置。
將設(shè)施分為兩個(gè)用來處理接觸裝卸和遙控裝卸廢料的獨(dú)立屏蔽區(qū)，使設(shè)施能安全地封裝放射性變化范圍廣泛的廢料，并采用最少的價(jià)格昂貴的遠(yuǎn)距離控制裝卸設(shè)備。此外，使用接觸裝卸區(qū)和遙控裝卸區(qū)共同使用的組合罐運(yùn)輸裝載區(qū)，可以節(jié)約將各種不同廢料密封成永久性埋放形狀所需要的機(jī)械數(shù)量。
設(shè)施的第一和第二區(qū)每個(gè)都可以包括自己的特性檢測站。每個(gè)檢測站可以包括各種不同的輻射和超聲檢測器，用來測定廢料的放射性水準(zhǔn)，并分別確定是否有些廢料成液體形狀。此外，這些輻射和超聲檢測器的輸出值可以連接到一臺計(jì)算機(jī)上，它能夠用來在已經(jīng)完成的組合罐的表面輻射超過一個(gè)預(yù)定水準(zhǔn)之前產(chǎn)生一個(gè)信號，指示需要裝入一個(gè)特定組合罐容器的廢料容器號。計(jì)算機(jī)也可以被編制程序，使得當(dāng)超聲檢測器指示出至少有一些密封廢料成液體形狀時(shí)，啟動(dòng)一個(gè)報(bào)警信號。最后，設(shè)施的接觸裝卸和遙控裝卸廢料的兩個(gè)區(qū)都可以包括加蓋的井，以暫時(shí)存放裝在破裂容器中到達(dá)的廢料和不合法的液體形狀的廢料，也包括獨(dú)立屏蔽的修補(bǔ)操作小區(qū)，在那里可以修理此種破裂的容器，可以把液體形狀的廢料轉(zhuǎn)化成可以埋放的固體形狀。
設(shè)施的組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)可以包括第一和第二平行軌道裝置，分別與設(shè)施的遙控裝卸廢料區(qū)和接觸裝卸廢料區(qū)相鄰接。組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)可以包括軌道車，用來將組合罐容器運(yùn)入鄰近接觸裝卸廢料區(qū)和遙控裝卸廢料區(qū)的裝料位置，而軌道裝置可以包括傾斜的床架，以便軌道車可以由于重力的作用而滾入這些裝料位置。為了在把遙控裝卸的廢料裝入組合罐的過程中隔開設(shè)施的接觸裝卸廢料區(qū)，使其不暴露于危險(xiǎn)輻射中，可以沿設(shè)施的運(yùn)輸和裝載區(qū)設(shè)置一堵屏蔽墻。
最后，設(shè)施可以包括一個(gè)帶延伸槽的灌漿站，用來對從設(shè)施的接觸裝卸或遙控裝卸區(qū)裝入組合罐容器的廢料進(jìn)行灌漿。具有延伸槽的公共灌漿站的使用，補(bǔ)充了設(shè)施的全面配置，把設(shè)施中利用的封裝機(jī)械的效率提到最高。設(shè)施最好靠近陸上處置場所，以便把運(yùn)輸和埋放組合罐的花費(fèi)減到盡可能小。
為了可以更清楚地理解本發(fā)明，現(xiàn)在描述方便的實(shí)施方案作為例子，參考的附圖有圖1為封裝設(shè)施的剖面透視圖;
圖2為圖1所述封裝設(shè)施中所用的強(qiáng)力壓實(shí)機(jī)的剖面透視圖;
圖3為處置場所的剖面透視圖;
圖4A為封裝組合罐的平面頂視圖;
圖4B為該組合罐的部分剖面?zhèn)纫晥D;
圖4C為組合罐的下視圖;
圖5A為組合罐蓋子的上視圖;
圖5B為圖5A所述組合罐蓋子的部分剖面?zhèn)纫晥D;
圖6為裝填和密封后組合罐的透視圖;
圖7為裝填后組合罐的剖面透視圖。
現(xiàn)在參考圖1，圖中相同的參考編號表示所有各圖中相同的部件，本發(fā)明系統(tǒng)的封裝設(shè)施1包括四堵隔離墻2a、2b、2c和2d，它們圍住一個(gè)位于建筑物左邊的遙控裝卸廢料封裝區(qū)3，一個(gè)位于建筑物中央的組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)60，一個(gè)位于建筑物右邊的接觸裝卸廢料區(qū)85。遙控裝卸和接觸裝卸廢料區(qū)3和85分別包括一條行車干線7和87。在這兩條行車干線7和87上，卡車13和95運(yùn)送裝在重量相當(dāng)輕的裝運(yùn)容器(即襯套、55加侖鋼桶和LSA容器)中的遙控裝卸和接觸裝卸核廢料，從位于遠(yuǎn)處的廢料產(chǎn)生地點(diǎn)運(yùn)來，以便封裝到相當(dāng)重的密實(shí)裝填的組合罐200中去。在最佳實(shí)施方案中，由封裝設(shè)施1裝填的組合罐200的最終處置場所150，位于緊靠設(shè)施1的地方，以盡量縮短裝填后組合罐(它可能重達(dá)30，000磅以上)必須運(yùn)輸?shù)木嚯x。在一開始就應(yīng)當(dāng)注意到，遠(yuǎn)離廢料產(chǎn)生地點(diǎn)而靠近最終處置場所150的由隔離墻圍住的設(shè)施，至少有三個(gè)主要的有關(guān)好處。第一，不需要把相當(dāng)重的組合罐200運(yùn)到廢料產(chǎn)生地點(diǎn)。第二，消除了廢料產(chǎn)生地點(diǎn)受封裝偶然事故污染的可能性。第三，隔離墻2a、2b、2c和2d把處置場所150受封裝偶然事故污染的可能性減到最小。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向比較具體地描述設(shè)施1的遙控裝卸廢料區(qū)3。該廢料區(qū)3包括一條車道9，車道9有一個(gè)入口(未示出)和一個(gè)出口11，用來接受運(yùn)送卡車13。此種卡車13通常將核廢料裝在一種可以重復(fù)使用的屏蔽裝運(yùn)罐15中，裝運(yùn)罐15的類型是得到美國運(yùn)輸部或美國核管理委員會(huì)批準(zhǔn)的。此種屏蔽裝運(yùn)罐15的內(nèi)部，配備了實(shí)際上盛放廢料的金屬或塑料襯套(未示出)。設(shè)施1的廢料區(qū)3進(jìn)一步包括一個(gè)高度與卡車13的車身一樣高的處理平臺18，一個(gè)帶有吊鉤裝置21的屏蔽罩19，以及一個(gè)遙控的移動(dòng)式起重機(jī)23。屏蔽罩19最好由帶鉛襯的鋼殼制成，鉛襯厚度要足以將非接觸性廢料產(chǎn)生的輻射量減小到可以接受的水準(zhǔn)。起重機(jī)23包括一個(gè)主提升機(jī)25，它通過一個(gè)電動(dòng)滑輪組裝置27與屏蔽罩19的吊鉤裝置21形成可拆卸的連接。移動(dòng)式起重機(jī)23進(jìn)一步包括一個(gè)使主提升機(jī)25沿“X軸”方向(平行于行車干線7的車道9)移動(dòng)的滑架29，以及一個(gè)使主提升機(jī)25沿“Y軸”方向(平行于設(shè)施1的前沿)移動(dòng)的天車33。垂直可調(diào)的電動(dòng)滑輪組裝置27，與滑架29和天車33相結(jié)合，使移動(dòng)式起重機(jī)23將屏蔽罩19擺動(dòng)到運(yùn)送卡車13的裝運(yùn)罐15上面，從容器15中吊出裝廢料的襯套，并將襯套放置在處理平臺18的所要位置上。雖然在最佳實(shí)施方案中使用了通過電視監(jiān)控器操作的遙控移動(dòng)式起重機(jī)23，但可以使用任何其它類型的現(xiàn)有遙控起重機(jī)設(shè)備來補(bǔ)充本發(fā)明。在主提升機(jī)25之外，在移動(dòng)式起重機(jī)23和屏蔽罩19之間還連接了一個(gè)次級提升機(jī)35。次級提升機(jī)35控制屏蔽罩19內(nèi)的纜繩和吊鉤(未示出)，使得能夠可拆式地約束裝廢料襯套在屏蔽裝運(yùn)罐15內(nèi)的位置。
建筑物1的遙控廢料區(qū)3還包括一個(gè)特性檢測站37，它有各種不同的輻射檢測器39和超聲檢測器41，以檢測證實(shí)裝運(yùn)罐15中襯套的內(nèi)盛物符合裝運(yùn)清單。輻射檢測器39用來測定襯套內(nèi)盛廢料產(chǎn)生的輻射強(qiáng)度，并檢驗(yàn)這種廢料的輻射能譜的名稱是否符合裝運(yùn)清單的精確度范圍。超聲檢測器41用來測定襯套內(nèi)是否存在放射性液體。美國聯(lián)邦政府規(guī)定，嚴(yán)格禁止埋放液體形狀的放射性廢料;因此，由超聲檢測器41提供的信息是最重要的。輻射檢測器39和超聲檢測器41兩者都利用放置在處理平臺18的溝槽43中的電纜與讀數(shù)標(biāo)度盤45的存儲(chǔ)單元進(jìn)行電連接。雖然并沒有特別表示出任何一個(gè)數(shù)字，但輻射檢測器39和超聲檢測器41的輸出卻優(yōu)先輸入一臺中心計(jì)算機(jī)，以便記錄下來，并確定在組合罐200的表面輻射超過一個(gè)預(yù)選限度之前，該特定組合罐能裝載多少量的某一特定種類的廢料。中心計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)一步計(jì)算在一個(gè)特定的裝載組合罐中必須灌入多少灰漿才能合適地密封廢料，并且當(dāng)超聲檢測器41指示襯套內(nèi)盛放的廢料中含有的液狀廢料達(dá)到不能容許的百分比時(shí)，能夠啟動(dòng)報(bào)警電路。
在最佳實(shí)施方案中，處理平臺18的高度選得近似地符合拖掛卡車13車身的高度，因此當(dāng)裝運(yùn)罐15移去蓋子時(shí)，平臺18上的操作人員不會(huì)遭受罐頂射出來的輻射。在操作中，屏蔽罩19下降到打開的裝運(yùn)罐15中，連接住罐內(nèi)的襯套，而后在特性檢測站37的傳感器39和41的上面擺動(dòng)并迅速降低到離這些傳感器幾英寸，以使屏蔽區(qū)3受到的由屏蔽罩19底部射出而由平臺18反射的輻射，減到最小。在最佳實(shí)施方案中，處理平臺18由實(shí)心的混凝土板構(gòu)成，既為了使設(shè)施1在結(jié)構(gòu)上成為一個(gè)整體，也為了屏蔽。在下面解釋了加蓋的存放井50的結(jié)構(gòu)和功能之后，后一個(gè)屏蔽的目的就清楚了。雖然最佳實(shí)施方案的特性檢測站37只包括了輻射檢測器39和超聲檢測器41，但如果需要，也可以包括其它類型的檢測器(例如目視鑒別廢料的遙控電視監(jiān)控器)。
最后，設(shè)施1的遙控裝卸廢料區(qū)3包括四個(gè)加蓋的存放井50，也包括一個(gè)由屏蔽墻54形成而通過屏蔽門55進(jìn)入的修補(bǔ)操作間53。每個(gè)加蓋的存放井50包括一個(gè)用盤狀蓋子封頂?shù)囊话銥閳A桶形的井。加蓋的存放井50提供了一個(gè)安全方便的存放區(qū)域，用來存放被特性檢測站37檢驗(yàn)出存在過量液體或其它不可接受條件的核廢料。此外，當(dāng)灌漿站118阻塞時(shí)，加蓋的存放井可以用來暫時(shí)存放遙控裝卸的廢料蓋住存放井50的盤形蓋的材料和厚度要選得能使貯存在井內(nèi)的遙控裝卸的廢料射至屏蔽區(qū)3的工作區(qū)域的輻射量減小到安全水準(zhǔn)以下。修補(bǔ)操作間提供一個(gè)設(shè)施1的遙控裝卸區(qū)3內(nèi)的獨(dú)立區(qū)域，在那里破裂的襯套(或含液體的襯套)可以適當(dāng)?shù)匦扪a(bǔ)或處理，而沒有污染遙控裝卸區(qū)3的主要部分或設(shè)施1的大部分的危險(xiǎn)。如以后會(huì)變得更明顯的，提供一個(gè)單獨(dú)的房間53來修補(bǔ)襯套的破壁是重要的，因?yàn)楫?dāng)襯套在組合罐內(nèi)灌漿時(shí)，襯套提供了組合罐200內(nèi)三個(gè)輻射和水的阻擋層之一。當(dāng)廢料襯套內(nèi)發(fā)現(xiàn)游離液體時(shí)，修補(bǔ)操作間53提供一個(gè)區(qū)域，在那里液體可以與合適的吸收劑或其它凝固介質(zhì)相混合，以便把液體變?yōu)樵诂F(xiàn)有美國聯(lián)邦政府規(guī)定條例內(nèi)適于埋放的固體形狀。在正常情況下，既不會(huì)使用加蓋的存放井50也不會(huì)使用修補(bǔ)操作間53來處理遙控裝卸廢料。相反，在完成特性檢測后，這些廢料通常被遙控提升通過由組成屏蔽區(qū)3背面的屏蔽墻57a和57b所形成的曲折出口56，并放入軌道車64上的組合罐200中，軌道車駛往灌漿站118。
組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)60位于設(shè)施1的中央，在遙控裝卸區(qū)3和接觸裝卸區(qū)85之間。組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)60的這種中央位置，使得它可以方便地為設(shè)施1的遙控裝卸區(qū)3和接觸裝卸區(qū)85服務(wù)。通常，組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)60包括一部常規(guī)的移動(dòng)式起重機(jī)62(它包括以前描述過的移動(dòng)式起重機(jī)23的全部部件和功能)，以裝載堆放在建筑物1的外部軌道車64上的組合罐。這些軌道車可以自由地沿著一對平行的裝載軌道裝置66a和66b移動(dòng)。為了使軌道車64能自由移動(dòng)，安裝軌道68a和68b的底座70a和70b稍微傾斜，以便使限定在裝載軌道裝置66a和66b的軌道68a和68b上的軌道車64能自由地受重力作用而滾下軌道。雖然幾個(gè)圖中都沒有示出，但每一個(gè)裝載軌道裝置66a和66b都包括許多氣動(dòng)停止機(jī)構(gòu)，以便在沿裝載軌道裝置66a和66b的各個(gè)不同的裝載、灌漿和加蓋的位置上都能使軌道車64停止。組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)60包括一個(gè)返回的軌道裝置74，它的底座78的傾斜方向與裝載軌道裝置66a和66b的底座70a和70b的傾斜方向相反。返回軌道裝置74的底座78的相反方向傾斜，使得軌道車在移去上面的灌漿和加蓋的組合罐200之后，能在重力的作用下在軌道76上自由滾動(dòng)而回到組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)60。最后，屏蔽墻79(它最好是至少厚12英寸的實(shí)心混凝土墻)置于軌道裝置66a和返回軌道裝置74之間，以便當(dāng)遙控裝卸的廢料被裝入一個(gè)組合罐并接受灌漿時(shí)，屏蔽接觸廢料區(qū)85，使它不受屏蔽罩19內(nèi)含有的遙控裝卸廢料的照射。這個(gè)屏蔽墻79一般起雙重作用，一方面使接觸裝卸廢料區(qū)85像遙控裝卸廢料區(qū)3一樣地圍在同一設(shè)施內(nèi)，另一方面能使設(shè)施1的遙控裝卸區(qū)3和接觸裝卸區(qū)85可以共同使用一個(gè)組合罐裝載和運(yùn)輸區(qū)60。后一個(gè)好處免去了提供雙重的裝載和運(yùn)輸系統(tǒng)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到接觸裝卸廢料區(qū)85，設(shè)施1的這個(gè)區(qū)包括許多在遙控裝卸區(qū)3中有的一般部件。例如，裝卸區(qū)85包括一條行車干線87，此干線87包括與以前討論的行車干線7中同一類型的車道89、入口90和出口(未示出)。裝卸區(qū)85也包括一個(gè)最好由實(shí)心的混凝土板構(gòu)成的處理平臺93，其高度近似地與卡車車身高度相同，以方便封裝的廢料從運(yùn)送卡車95卸下。裝卸區(qū)85也包括兩個(gè)特性檢測站107a和107b，也包括加蓋的存放井113。最后，裝卸區(qū)85包括一個(gè)修補(bǔ)操作間112，以修補(bǔ)破裂的容器，并把液體狀的和其它封裝不合適的廢料轉(zhuǎn)化成可以接受埋放的固體形狀。
但是，除了這些與裝卸區(qū)3共同的部件以外，裝卸區(qū)85還包括了一些在建筑物1中唯一存在的其它部件。例如，使用了一個(gè)具有磁性或真空提升機(jī)101的負(fù)載相當(dāng)輕的旋臂起重機(jī)99來代替裝卸區(qū)3的相當(dāng)重的移動(dòng)式起重機(jī)23。因?yàn)檠b卸區(qū)85處理的廢料輻射水準(zhǔn)相當(dāng)?shù)?，可以直接與工作人員接觸，所以不需要一部在裝卸區(qū)3中使用的能夠提起沉重的屏蔽罩19的起重機(jī)。因此，裝卸區(qū)85中使用的起重機(jī)只要能夠提起輕度封裝的核廢料，這些廢料到達(dá)建筑物1時(shí)一般裝在55加侖的鋼桶97內(nèi)。雖然在建筑物1的可接觸區(qū)85上可以使用某些輕度屏蔽，但該區(qū)處理的廢料其輻射水準(zhǔn)通常很低，因而不需要深度地屏蔽每個(gè)盛放廢料的鋼桶97。因此，最好由輥道構(gòu)成一個(gè)傳送機(jī)系統(tǒng)103，它將使盛放廢料的鋼桶97的裝卸變得大為方便。最后，提供一臺強(qiáng)力壓實(shí)機(jī)110，它不僅把廢料壓實(shí)成較小的體積，而且把周圍的鋼桶擠壓到超越鋼的彈性限度，使得在灌漿過程中廢料的體積不能夠“彈回”。這是一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)，它將在本文的后面詳細(xì)說明。
傳送機(jī)系統(tǒng)103既包括一對串聯(lián)排列的壓實(shí)機(jī)傳送帶105a和105b，也包括一個(gè)修補(bǔ)操作傳送帶106。壓實(shí)機(jī)傳送帶105a從旋臂起重機(jī)99傳送盛放接觸裝卸廢料的55加侖鋼桶，通過包括超聲和輻射檢測器(未示出)的第一個(gè)特性檢測站，進(jìn)入強(qiáng)力壓實(shí)機(jī)110的裝載機(jī)構(gòu)110.1。強(qiáng)力壓實(shí)機(jī)110對55加侖鋼桶容器施加500至1200噸的壓力，從而把鋼桶容器減小為密度在60至70磅/立方英尺之間的高密度“圓餅”117。在最佳實(shí)施方案中，一般使用600噸的壓實(shí)力。高密度圓餅117從強(qiáng)力壓實(shí)機(jī)110推出，從滑道111.2下滑到壓實(shí)機(jī)傳送帶105b上，傳送帶105b轉(zhuǎn)而又使圓餅117方便地運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過第二個(gè)同樣裝備了超聲和輻射檢測器(未示出)的特性檢測站107b。而后傳送帶105b把高密度圓餅117傳送到旋臂起重機(jī)114的磁性或真空提升機(jī)116上，提升機(jī)116把圓餅117吊入運(yùn)往灌漿站118的組合罐200中。當(dāng)特性檢測站107a檢測到(a)鋼桶97含有液體，(b)鋼桶97的壁已破裂，或(c)鋼桶97內(nèi)盛放的廢料不是可以壓縮的，修補(bǔ)操作傳送帶106開始運(yùn)轉(zhuǎn)。如果檢測到這三種狀況中的一種，則只需要操作人員(未示出)將鋼桶97從壓實(shí)機(jī)傳送帶105a推到修補(bǔ)操作傳送帶106上，后者轉(zhuǎn)而把鋼桶97傳送到修補(bǔ)操作間112，在那里進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐氨谛扪a(bǔ)、液體凝固或獨(dú)立的桶內(nèi)灌漿手續(xù)，以便使鋼桶97及其盛放的廢料達(dá)到密封于組合罐200中的合適狀態(tài)。如果在修補(bǔ)操作間112中出現(xiàn)阻塞事件，鋼桶97可以暫時(shí)存放在接觸裝卸區(qū)85的加蓋存放井113中。
現(xiàn)在詳細(xì)說明圖2。如圖所示，本發(fā)明的強(qiáng)力壓實(shí)機(jī)110包括一個(gè)裝料機(jī)構(gòu)110.1，此機(jī)構(gòu)在關(guān)節(jié)式伸縮臂裝置110.3的末端有一個(gè)鋼桶鏟斗。在壓實(shí)機(jī)傳送帶105a的末端滑下斜槽的鋼桶97，被操作人員送入鋼桶鏟斗110.2中。而后關(guān)節(jié)式伸縮臂裝置110.3把鋼桶97裝入裝料架110.4。壓實(shí)機(jī)110還包括一個(gè)裝料壓頭110.5，它把鋼桶97送入伸縮式壓實(shí)筒110.6之內(nèi)，壓實(shí)筒110.6可在主壓頭110.8外邊的位置與出料滑道111.2頂部之間移動(dòng)。在圖2中，壓實(shí)圓筒110.6圖示于離開主壓頭110.8而鄰近出料滑道111.2頂部的延伸位置。在鋼桶97裝入壓實(shí)筒110.6之后，壓實(shí)筒110.6縮回到主壓頭110.8中，在那里鋼桶97在壓頭活塞110.9(未示出)和主壓頭110.8的壓床之間壓扁。如前所述，一個(gè)500至1200噸的壓實(shí)力被加到鋼桶97上。利用這樣大的壓實(shí)力有三個(gè)明顯的好處。第一，鋼桶97及其內(nèi)盛物的體積因此而縮小，使得一個(gè)組合罐200可以裝入更多個(gè)鋼桶。準(zhǔn)確地說，使用這樣大的壓實(shí)力可使35至84個(gè)鋼桶97被封裝入一個(gè)組合罐200，而不是14個(gè)鋼桶。第二，不太明顯的是，使用這樣大的壓實(shí)力使桶97的鋼與內(nèi)含的廢料一起遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越材料的彈性限度，因此，形成的高密度圓餅在從出料滑道111.2排出后，不可能再“彈回”到較大的形狀。消除了這種“彈回”，就消除了在組合罐200裝入圓餅117并灌漿后在組合罐200的硬化灰漿內(nèi)形成空腔或內(nèi)部破裂的可能性。除了消除“彈回”外，造成的高密度圓餅117當(dāng)覆蓋灰漿時(shí)，在組合罐200內(nèi)部形成一個(gè)正的不可壓縮的增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，它幫助組合罐起地面壕溝覆蓋層164的結(jié)構(gòu)支承部件的另一種功用。最后，鋼桶97內(nèi)廢料的高度壓實(shí)(廢料一般為破布、紙和受污染的工作服)使廢料不再吸收水。當(dāng)然，這使得廢料在它們確實(shí)被弄濕這種極少發(fā)生的事件中，不易于浸出放射性物質(zhì)。這種對吸收水的阻力，也使得廢料不易于產(chǎn)生生物降解作用，這再一次補(bǔ)充了組合罐200在密封廢料方面的全面功能，因?yàn)檫@種生物降解作用在長時(shí)間后會(huì)“弄空”裝運(yùn)廢料的容器，并造成下沉問題。
末尾應(yīng)當(dāng)提到，壓實(shí)機(jī)110包括一個(gè)空氣過濾系統(tǒng)111.4，它有一個(gè)過濾器111.5，一個(gè)鼓風(fēng)機(jī)裝置111.6，一個(gè)排風(fēng)管111.7?？諝膺^濾系統(tǒng)111.4把由于對運(yùn)送可接觸廢料的鋼桶97施加660～1200噸力而產(chǎn)生的放射性懸浮微粒排出去。
回到圖1，設(shè)施1的裝卸區(qū)85包括一個(gè)灌漿站118，它有一個(gè)可以延伸的灰漿槽120，此槽能將灰漿注入限制于軌道裝置66a(靠近遙控裝卸廢料區(qū)3)或軌道裝置66b(靠近接觸裝卸廢料區(qū)85)中的軌道車64上的組合罐200內(nèi)。對非接觸裝卸區(qū)3和接觸裝卸區(qū)85裝載的組合罐200都使用一個(gè)灌漿站118，又一次避免了總系統(tǒng)中昂貴部件的重復(fù)。灌漿站118緊接著一個(gè)包括運(yùn)輸起重機(jī)126的加蓋站122，起重機(jī)126有一個(gè)提升機(jī)128，用來將蓋子220提到進(jìn)入加蓋過程的組合罐200的頂部上面。當(dāng)詳細(xì)介紹組合罐200的結(jié)構(gòu)時(shí)，將更精確地描述加蓋過程。
雖然組合罐200通常在靠近廢料處置場所150的廢料封裝設(shè)施1中填裝廢料、灌漿(在灌漿站118)和加蓋，但它們也可以在廢料產(chǎn)生地的設(shè)施中處理。因?yàn)樽詈蟮玫降慕M合罐的表面輻射通常低到能夠接觸裝卸，所以組合罐200可以方便地現(xiàn)場存放而暫不利用處置空間。當(dāng)處置空間可以利用時(shí)，組合罐200可以在重復(fù)使用的過渡運(yùn)輸容器(未示出)中運(yùn)輸?shù)教幹脠鏊?50，并直接堆放到壕溝152中去。雖然這種方法最好不采用，但它通常比使用現(xiàn)場廢料存放設(shè)施要花費(fèi)少些。
圖3說明與封裝設(shè)施1結(jié)合使用的處置場所150。處置場所150通常由一個(gè)具有一般平坦的沖積地面154的壕溝152(或許多個(gè)平行的壕溝)構(gòu)成。在將灰漿已經(jīng)硬化的帶蓋組合罐200裝入壕溝之前，在全部地面154內(nèi)均勻地放置許多收集水的測滲計(jì)155，以監(jiān)控壕溝內(nèi)水的輻射水準(zhǔn)。測滲計(jì)155在壕溝地面154中的放置辦法是，在地面鉆一個(gè)孔，把測滲計(jì)的細(xì)長管體插進(jìn)去。一個(gè)塑料管網(wǎng)路(未示出)使處置場所150的操作人員能定期地吸出收集在測滲計(jì)155的杯子中的水。定期地監(jiān)控這些水樣的輻射水準(zhǔn)，以確定輻射物質(zhì)是否已從組合罐200中稍許滲漏出來。在全部地面154適當(dāng)?shù)芈穹艤y滲計(jì)155之后，地面154覆蓋約2英尺厚的砂礫層156，秒礫層起毛細(xì)阻擋層的作用。即使處置場所150最好選擇在地下水流至少低于壕溝地面154八十英尺的地方，砂礫毛細(xì)阻擋層156也仍然放置在地面154的頂部，以提供防止地下水由于毛細(xì)作用而從壕溝地面154滲透到組合罐200的堆放陣列160中去的附加保證。雖然本發(fā)明的處置場所150中的全部毛細(xì)阻擋層最好由砂礫構(gòu)成，但應(yīng)注意到，本發(fā)明包括了使用導(dǎo)水性高的粗粒狀物質(zhì)。砂礫層156覆蓋了約4英寸厚的填塞沙層158。這個(gè)填塞沙層158起路基的作用，用于支承沉重的叉車185和拖車184的輪子，叉車185和拖車184用來把組合罐200運(yùn)去壕溝152。如果沒有沙層158，車輛184和185的輪子會(huì)陷入砂礫層156中去。
處置場所150的下一個(gè)部件是圖3中說明的六角形組合罐200的密閉陣列160。在最佳實(shí)施方案中，組合罐200最好堆放成相互緊靠的柱形，每個(gè)組合罐200的每個(gè)六角形面都與形成柱形的另兩個(gè)組合罐的六角形面共平面。組合罐排列成此種相互緊靠的柱形，至少有四個(gè)明顯的好處。第一，組合罐200的此種密裝能為非堅(jiān)硬的壕溝覆蓋層164提供支承結(jié)構(gòu)，覆蓋層164可以迅速方便地由土壤、沙子和砂礫之類流動(dòng)的天然物質(zhì)形成。第二，此種安排在組合罐200之間幾乎完全沒有空隙，這種空隙本來可能會(huì)造成以前討論過的土壤下沉問題。第三，此種安排甚至可以經(jīng)受住嚴(yán)重的地震擾動(dòng)，因?yàn)槊總€(gè)組合罐200能夠沿著八個(gè)不同的平面(即頂面、底面和六個(gè)形成組合罐200的六角形側(cè)面)作單獨(dú)的不同的運(yùn)動(dòng)。因?yàn)闆]有一個(gè)組合罐與相鄰組合罐存在剛性聯(lián)鎖，所以每個(gè)組合罐在地震擾動(dòng)事件中至少能夠作某種垂直滑動(dòng)或水平滑動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。這種八平面的運(yùn)動(dòng)自由度使整個(gè)組合罐陣列160靈活地適應(yīng)壕溝152的形狀變化，并消除或至少盡可能減小在陣列16。中產(chǎn)生局部應(yīng)力點(diǎn)的局部地震擾動(dòng)的可能性，這種應(yīng)力點(diǎn)力量大到足以使單個(gè)容器的壁破裂。第四，陣列160中使用的柱狀堆放，使得在發(fā)生需要回收組合罐的事故時(shí)，易于回收特定的組合罐200，因?yàn)橹灰诎ㄋM合罐的特定組合罐柱的上方挖一個(gè)組合罐大小的孔，就可以取出任何一個(gè)組合罐。在最佳實(shí)施方案中，放射性最強(qiáng)的即“最熱的”組合罐200置于組合罐陣列160的底層，由放射性較弱的組合罐包圍，因此周圍的組合罐與中間層和頂層的組合罐將對“熱”組合罐中物質(zhì)發(fā)出的輻射提供附加的屏蔽。
壕溝152還包括側(cè)面砂礫毛細(xì)阻擋層162a和162b，它們位于密裝組合罐陣列160和壕溝152的四壁之間。這些阻擋層162a和162b的目的又一次是防止水從壕溝152的四壁向組合罐200的密裝陣列160的四周滲透。在最佳實(shí)施方案中，每一個(gè)側(cè)面毛細(xì)阻擋層162a和162b約為2英尺厚。
壕溝覆蓋層164最好是一種由土壤、沙子和砂礫之類流動(dòng)的天然物質(zhì)形成的非剛性覆蓋層。這樣一種覆蓋層比剛性的合成結(jié)構(gòu)更能經(jīng)受地震擾動(dòng)。明確地說，如果發(fā)生地震擾動(dòng)，造成覆蓋層164的不同地層之間發(fā)生垂直的微小移動(dòng)，則覆蓋層164的非剛性使它至少能部分“自愈合”。此外，如果發(fā)生造成覆蓋層164相當(dāng)大損壞的嚴(yán)重地震擾動(dòng)，那末利用常規(guī)的修路和挖土設(shè)備，就能容易地修理覆蓋層164如前面所指出的，組合罐的密裝陣列160給壕溝覆蓋層164的不同地層的構(gòu)造和維修提供了一切必需的結(jié)構(gòu)支承。
壕溝覆蓋層164的第一層最好是一層沖積土166，它的厚度范圍為從邊上的4英尺厚到中央的7英尺厚。如圖3中指出，沖積土層166(它最好是由挖掘壕溝152時(shí)移出的當(dāng)?shù)赝寥佬纬傻?是從中心線以約4.5%的梯度逐漸向兩邊滑下去的。這樣一種外形輪廓使覆蓋層164有效地瀉下滲過覆蓋層164的外層的水，把這些水引向溝側(cè)的排水道178a和178b。在沖積土層166加到密裝組合罐陣列160的頂部上面后，將土層166壓實(shí)，而后放置其它各層。這種壓實(shí)可以用常規(guī)的路基壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行，也可以完全讓沖積土層166僅僅受自然力作用而穩(wěn)定。在這兩種可以壓實(shí)沖積土層166的方法中，最好使用路基壓實(shí)設(shè)備。即使本發(fā)明中的沖積土自然穩(wěn)定時(shí)間與現(xiàn)有技術(shù)中廢料處置場所用的土壤穩(wěn)定時(shí)間相比要快得多，也仍然很少短于三個(gè)月，也可能長達(dá)一年，取決于構(gòu)成沖積土的特定土壤的性質(zhì)。與此相反，如果使用壓路設(shè)備，穩(wěn)定時(shí)間可以縮短為大約幾天。應(yīng)當(dāng)注意到，沖積土層166放置到密裝陣列160上的速率，與堆放單個(gè)組合罐200而形成陣列160的速率是近似的。這種將沖積土層166同時(shí)放置在組合罐陣列160上的辦法，將建成處置場所150時(shí)掘溝工人受到的輻射量減到最小。
在沖積土層166近似地壓實(shí)以后，上面施加一層厚度約4英寸的填塞沙層168。在沙層168完全加到?jīng)_積土層166上后，在填塞沙層168上面放置另一層厚度約2英尺的砂礫毛細(xì)阻擋層170。填塞沙層168充當(dāng)形成砂礫毛細(xì)阻擋層170的相當(dāng)粗的砂礫和沖積土層166中相當(dāng)細(xì)的沖積土之間的插入阻擋層。一當(dāng)砂礫毛細(xì)阻擋層170放置后，另一道厚度約4英寸的填塞沙層172，被加到砂礫毛細(xì)阻擋層170上。其次，一層瀉水的細(xì)粉沙174被加到疊蓋在砂礫毛細(xì)阻擋層170上面的填塞沙層172之上。填塞沙層172又一次充當(dāng)粉沙層174的粉沙和砂礫毛細(xì)阻擋層170的砂礫之間的插入阻擋層。粉沙層174是壕溝覆蓋層164的主要瀉水層，厚度約2英尺，由篩分過的物料(最好就地獲得)形成，在應(yīng)有位置上壓實(shí)。使用粉沙層174代替如粘土之類其它瀉水天然物質(zhì)，至少有兩方面好處。首先，粉沙常常比粘土更容易從當(dāng)?shù)孬@得，因此費(fèi)用比較低。其次，如果粉沙層174飽和了水，當(dāng)它干燥時(shí)不會(huì)像粘土那樣容易裂開或破碎。不產(chǎn)生裂開或破碎，有助于保持壕溝覆蓋層164的總體完整性。
粉沙層174的邊緣毗連壕溝152兩側(cè)的排水道178a和178b。排水道178a和178b各有一個(gè)槽溝，槽溝內(nèi)安置了多孔管182a和182b。從粉沙層174兩邊流下的水通過孔眼注入管子182a和182b，并沿著排水溝180a和180b流動(dòng)，離開壕溝152。如果雨水或其它表面水來源非常多，以致于粉沙層174完全被水所飽和，砂礫毛細(xì)阻擋層170將防止水通過毛細(xì)作用從飽和粉沙層174向下流入組合罐陣列160。
壕溝164的最頂上一層176是由有梯度的防沖亂石層構(gòu)成的，用通俗的話說，是極粗的礫石(它可以像拳石那樣大小)。防沖亂石層176至少起三個(gè)功用。第一，它隔離粉沙層174，免受風(fēng)和流水的逐漸剝蝕。第二，它對組合罐陣列160提供了最后一道輻射阻擋層，它使處置場所150的輻射水準(zhǔn)令人滿意地降低到位于正常背景輻射的范圍內(nèi)。第三，它提供了一道防衛(wèi)性阻擋層，它阻止闖入的人或動(dòng)物在組合罐陣列160的上方掘地。到目前為止所描述的覆蓋層164的最佳實(shí)施方案是用于干燥地區(qū)的。在潮濕地區(qū)，覆蓋層164的另一實(shí)施方案，是在組合罐200的密裝陣列160的上面增加第一道由當(dāng)?shù)赝寥罉?gòu)成的滲水阻擋層。此層上面依次覆蓋了沙層和砂礫毛細(xì)阻擋層，類似于先前討論的168、170和172各層。這些沙層和砂礫毛細(xì)阻擋層依次又覆蓋一道卵石插入層，頂上附加一層沙層和砂礫層，以支承最后一層帶有植被的土壤。在這樣一種替代實(shí)施方案中，植被一方面起防止上層泥土可能被剝蝕的作用，另一方面除去滲透覆蓋層頂層的水。使用的植物應(yīng)當(dāng)具有淺的根部，以不妨礙覆蓋層164的完整性。此外，這樣一種替代的實(shí)施方案可以具有大概10度以上的梯度，因?yàn)榭紤]到這樣的地區(qū)伴隨著較大的降雨量。
現(xiàn)在參閱圖4A、4B、4C和5A、5B。本發(fā)明的組合罐200一般由容器201和蓋子220組成，容器201具有鋼筋混凝土的壁，它裝滿核廢料并適當(dāng)?shù)毓酀{后，用蓋子220蓋上。
現(xiàn)在詳細(xì)地參閱圖4A至4C。組合罐200的容器201是一個(gè)六角形棱柱體202，內(nèi)部216為圓桶形。六角形壁彼此緊靠處的棱角204最好截去，以便在組合罐200堆放成圖3中說明的組合罐陣列160之后在緊靠的組合罐200之間還留有小的空隙。這些小空間大到足以容納回收工具(如果需要回收任何一個(gè)組合罐200的話)，但又小到當(dāng)組合罐排列成圖3例示的結(jié)構(gòu)形狀時(shí)不產(chǎn)生土壤的顯著下沉。其次，棱角204的截面形狀使得在堆放過程中用叉車185將組合罐200推入組合罐陣列時(shí)，棱角不容易碎裂損壞。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到組合罐200的容器201的頂部和底部。圖中頂部206是敞開的，以便裝核廢料和灌漿。頂部206包括三個(gè)I形螺栓錨環(huán)208a、208b和208c，它們使容器201可以用封裝設(shè)施1中的起重機(jī)的吊鉤進(jìn)行裝卸，并堆放到壕溝164中去。另外，如果需要回收，這些錨環(huán)208a、208b和208c就能使組合罐200吊出壕溝164。如圖中所示，錨環(huán)208a、208b和208c的螺栓體深深地埋入容器201的混凝土壁，以保證可靠地固定在那里。容器201的底部209包括容器201內(nèi)部的底面210和具有槽形花紋212的外表面211。每條槽紋比屏蔽叉車185的鏟叉要稍深和稍寬，因此這些槽紋212大大地方便了利用叉車185來裝卸組合罐200。槽紋212的帶角的花紋也使得這樣一種叉車可以從許多不同的角度嚙合住一個(gè)特定的組合罐，這又方便了組合罐的裝卸。利用一個(gè)鋼筋“籃筐”215給組合罐容器201的混凝土壁和底部加增強(qiáng)鋼筋，這個(gè)鋼筋“籃筐”是用商品化的鋼筋增強(qiáng)網(wǎng)制成的。鋼筋筐215大大地增強(qiáng)了組合罐200的容器201的四壁和底部209的抗拉強(qiáng)度。在最佳實(shí)施方案中，容器201的壁至少有3英寸厚。此外，容器201的圓桶形內(nèi)部216的直徑至少為75英寸，以便可以在內(nèi)部堆放十四個(gè)鋼桶或七垛高密度圓餅117。容器201的頂部206包含6個(gè)槽214a、214b、214c、214d、214e和214f，以插入平板狀容器蓋220的蓋子緊固棒232a、232b、232c、232d、232e和232f，容器蓋220將在下面詳細(xì)討論。
現(xiàn)在參閱圖5A和5B。平板狀容器蓋220一般包括一個(gè)上圓盤部分222和一個(gè)整體形成的直徑稍小的下圓盤部分228。上圓盤222的邊緣在223.1、223.2和223.3三處修平，這三處彼此相距約120度。當(dāng)容器蓋220適當(dāng)?shù)胤胖糜谌萜?01的敞開的頂部206上時(shí)，這些修平部分223.1、223.2和223.3應(yīng)當(dāng)成這樣的角度放置，使得他們直接面對先前討論過的I形螺栓錨環(huán)208a、208b和208c，以便留出起重機(jī)吊鉤吊住錨環(huán)部分用的余隙。蓋子220上圓盤部分222的頂部表面224包含一個(gè)輻射警告標(biāo)記226，標(biāo)記最好是鑄在蓋子220的面上。蓋子220的頂部表面224上也可以鑄一個(gè)識別順序號(如圖3中所示)，以便如果必須或想要回收組合罐時(shí)可以容易地識別組合罐220。
參閱圖5A可以最清楚地看到，容器蓋220的上圓盤部分222的周緣安置了三個(gè)U形運(yùn)輸耳環(huán)227a、227c和227e，彼此相距約120度。這些耳環(huán)227a、227c和227e最好跟上圓盤周緣的修平部分223.1、223.2和223.3偏離。這些蓋子運(yùn)輸耳環(huán)227a、227c、227e與上述修平部分223.1、223.2、223.3之間的此種角度偏離，把起重機(jī)吊鉤想要吊住組合罐容器201的一個(gè)I型螺栓錨環(huán)但卻疏忽地吊住了一個(gè)蓋子運(yùn)輸耳環(huán)227a、227c或227e并偶然地把它扯掉的可能性減到最小。如上所述，容器蓋子220還包括一個(gè)整體形成的下圓盤部分228，其直徑稍小于上圓盤部分222。一層鋼筋增強(qiáng)網(wǎng)229在圖5B所示位置鑄入制成容器蓋子220的混凝土。六根等距離安置的蓋子緊固棒232a、232b、232c、232d、232e和232f也鑄入蓋子220中。在容器裝滿核廢料并灌漿之后，這些緊固棒滑入互補(bǔ)的開口槽214a、214b、214c、214d、214e和214f中。容器蓋子220和組合罐容器201兩者最好用耐壓限度為4000磅/平方英寸級別的以無孔波特蘭水泥為基礎(chǔ)的混凝土。此種混凝土強(qiáng)度大，抗?jié)B水性好。
圖6和圖7舉例說明一個(gè)組合罐200，其中裝滿了用強(qiáng)力壓實(shí)機(jī)110壓成的高密度圓餅117，隨后灌了灰漿和加了蓋。在操作時(shí)七垛高密度圓餅117放置在組合罐200的容器201的中央位置，如圖7所示。覆蓋壓實(shí)后核廢料的壓實(shí)容器，在核廢料和組合罐200之間形成一道附加的輻射和水的阻擋層。其次，設(shè)施1的灌漿站118的可延伸灰漿槽120，在七垛圓餅117的上面灌灰漿213，以便在圓餅117和容器201的內(nèi)壁面之間形成堅(jiān)固的灰漿層。在最佳實(shí)施方案中，用來填充組合罐200的灰漿是一種耐壓限度為3000或4000磅/平方英寸的以波特蘭水泥為基礎(chǔ)的混凝土。但也可以使用石膏、火山灰、飛灰或其它粘結(jié)料作為灰漿。硬化的灰漿218在圓餅117內(nèi)的廢料和容器201的外表面之間形成第三道輻射和水的阻擋層，這一點(diǎn)可以從圖中明顯地看出?；覞{218也用來將蓋子緊固棒232a、232b、232c、232d、232e和232f錨入組合罐200的體內(nèi)，因此容器201、蓋子220、灰漿218和圓餅垛117變成為一個(gè)抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度相當(dāng)大的整體的堅(jiān)固構(gòu)造。完成的硬化組合罐200用凹車架拖車184從封裝建筑物1運(yùn)走，而后用屏蔽叉車185堆放到圖3示例的密實(shí)陣列160中去。
雖然并沒有在任何一張附圖中表示，但組合罐200可以專門改裝來封裝特殊的高強(qiáng)度核廢料，如廢控制棒之類。明確地說，組合罐200可以用非常厚的混凝土壁制成，使得組合罐的中央只留下相當(dāng)小的圓桶形空間。而后可以直接將控制棒從屏蔽運(yùn)輸罐15運(yùn)入預(yù)先灌漿的組合罐的圓桶形小空間中去。此種改裝的組合罐可以制作得比較長，以便可以容納幾根完整的控制棒。另一種辦法是，如果把控制棒截成較小的長度，就可以使用正常高度的預(yù)先灌漿的組合罐200了。
權(quán)利要求
1.一種核廢料封裝設(shè)施，用于接受放在裝運(yùn)容器中的接觸裝卸和遙控裝卸的兩類核廢料，并將這些廢料密封入組合罐，其特征在于，該設(shè)施包括一個(gè)用于處理遙控裝卸廢料的第一獨(dú)立屏蔽區(qū)，該第一區(qū)包括用于遙控裝卸廢料的裝置；一個(gè)用于處理接觸裝卸廢料的第二獨(dú)立屏蔽區(qū)；以及一個(gè)位于上述第一和第二設(shè)施區(qū)之間的組合罐運(yùn)輸和裝載區(qū)，用于將空的組合罐容器放置在鄰近每個(gè)獨(dú)立設(shè)施區(qū)的裝料位置。
2.一種按照權(quán)利要求
1所述的設(shè)施，其特征在于，該設(shè)施還包括一個(gè)灌漿站，用于向裝載了接觸裝卸和遙控裝卸廢料的組合罐中灌注灰漿。
3.一種按照權(quán)利要求
2所述的設(shè)施，其特征在于，上述灌漿站包括一個(gè)可以延伸的灰漿槽，用于向裝載了接觸裝卸和遙控裝卸廢料的組合罐中灌注灰漿。
4.一種按照權(quán)利要求
1、2或3所述的設(shè)施，其特征在于，上述組合罐運(yùn)輸和裝載區(qū)包括第一和第二平行軌道裝置，分別鄰近第一和第二設(shè)施區(qū)。
5.一種按照權(quán)利要求
4所述的設(shè)施，其特征在于，該設(shè)施還包括一堵位于上述兩套平行軌道裝置之間的屏蔽墻，用于當(dāng)遙控裝卸廢料被裝入組合罐容器時(shí)屏蔽接觸裝卸廢料的第二設(shè)施區(qū)，使其免受遙控裝卸廢料產(chǎn)生的輻射。
6.一種按照權(quán)利要求
4所述的設(shè)施，其特征在于，上述組合罐運(yùn)輸和裝載區(qū)還包括軌道車，用于將組合罐容器運(yùn)到與兩個(gè)設(shè)施區(qū)都鄰近的裝料位置，該處的軌道裝置的底座是傾斜的，因此軌道車可以依靠重力滾入裝料位置。
7.一種按照權(quán)利要求
1至6中任何一項(xiàng)所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的遙控裝卸廢料的第一區(qū)包括一個(gè)裝有超聲和輻射檢測器的特性檢測站，用于驗(yàn)證傳送到第一區(qū)去的遙控裝卸廢料容器的內(nèi)盛物。
8.一種按照權(quán)利要求
1至7中任何一項(xiàng)所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的遙控裝卸的第一區(qū)包括一個(gè)帶蓋的井，用于暫時(shí)存放遙控裝卸的廢料。
9.一種按照權(quán)利要求
1至8中任何一項(xiàng)所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的遙控裝卸的第一區(qū)包括一個(gè)獨(dú)立屏蔽的修補(bǔ)區(qū)，用于修補(bǔ)破裂的裝運(yùn)容器，以及把放射性液體變?yōu)楣腆w形狀。
10.一種按照權(quán)利要求
1至9中任何一項(xiàng)所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的第二區(qū)包括一個(gè)裝有超聲和輻射檢測器的特性檢測站，用于驗(yàn)證傳送到第二區(qū)去的接觸裝卸廢料容器的內(nèi)盛物。
11.一種按照權(quán)利要求
1至10中任何一項(xiàng)所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的第二區(qū)包括一個(gè)帶蓋的井，用于暫時(shí)存放接觸裝卸廢料。
12.一種按照權(quán)利要求
1至11中任何一項(xiàng)所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的第二區(qū)包括一個(gè)獨(dú)立屏蔽的修補(bǔ)區(qū)，用于修補(bǔ)破裂的裝運(yùn)容器，以及把放射性液體變?yōu)楣腆w形狀。
13.一種按照權(quán)利要求
1至12中任何一項(xiàng)所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的第二區(qū)包括一臺壓實(shí)機(jī)，用于壓實(shí)包含接觸廢料的裝運(yùn)容器。
14.一種按照權(quán)利要求
7所述的設(shè)施，其特征在于，輻射和超聲檢測器的輸出連接到一臺計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)產(chǎn)生一個(gè)信號，指示在灌漿的組合罐的表面輻射超過一定的預(yù)選值之前可以有多少個(gè)廢料容器裝入一個(gè)特定的組合罐。
15.一種核廢料封裝設(shè)施，用于接受放在裝運(yùn)容器中的接觸和非接觸裝卸的兩類核廢料，并將廢料密封入大小形狀一致的組合罐，其特征在于，該設(shè)施包括一個(gè)用于處理遙控裝卸廢料的第一獨(dú)立屏蔽區(qū)，該第一區(qū)包括用于遙控裝卸廢料的裝置和一個(gè)裝有輻射檢測器和超聲檢測器的特性檢測站，分別用于測定廢料的放射性水準(zhǔn)，以及是否有廢料為液體形狀;一個(gè)用于處理按觸裝卸廢料的第二獨(dú)立屏蔽區(qū)，該第二區(qū)也包括一個(gè)裝有輻射和超聲檢測器的特性檢測站，分別用于測定廢料的放射性水準(zhǔn)，以及是否有廢料為液體形狀;一個(gè)位于上述第一和第二設(shè)施區(qū)之間的組合罐運(yùn)輸和裝載區(qū)，用于將空的組合罐容器放置在鄰近每個(gè)獨(dú)立區(qū)的裝料位置;以及一個(gè)灌漿站，用于向從上述設(shè)施的第一區(qū)和第二區(qū)裝載了廢料的組合罐容器中灌注灰漿。
16.一種按照權(quán)利要求
15所述的設(shè)施，其特征在于，上述設(shè)施還包括一臺計(jì)算機(jī)，它與特性檢測站的輻射檢測器的輸出相連接，它產(chǎn)生一個(gè)信號，指示在完成的組合罐的表面輻射超過一定的預(yù)選水準(zhǔn)之前可以裝入一個(gè)特定的組合罐容器的廢料容器數(shù)目。
17.一種按照權(quán)利要求
16所述的設(shè)施，其特征在于，超聲檢測器的輸出連接到計(jì)算機(jī)的輸入上，當(dāng)計(jì)算機(jī)從任何一臺超聲檢測器接收到一個(gè)信號指示放射性廢料至少有一部分為液體形狀時(shí)，計(jì)算機(jī)將驅(qū)動(dòng)一個(gè)報(bào)警電路。
18.一種按照權(quán)利要求
15所述的設(shè)施，其特征在于，設(shè)施的第二區(qū)包括一臺壓實(shí)機(jī)，能夠?qū)?00至1200噸之間的壓實(shí)力施加到接觸廢料的裝運(yùn)容器上。
19.一種按照權(quán)利要求
18所述的設(shè)施，其特征在于，壓實(shí)機(jī)能夠?qū)⒋蠹s600噸的壓實(shí)力施加到接觸廢料的裝運(yùn)容器上。
20.一種按照權(quán)利要求
18或19所述的設(shè)施，其特征在于，第二區(qū)包括一個(gè)傳送機(jī)裝置，用于將接觸廢料的裝運(yùn)容器傳送到壓實(shí)機(jī)去。
專利摘要
本設(shè)施用于接受輕便裝運(yùn)容器中的接觸裝卸和遙控裝卸核廢料，并將廢料封裝于組合罐中。設(shè)施包括兩個(gè)獨(dú)立屏蔽區(qū)，各處理遙控裝卸廢料和接觸裝卸廢料。兩區(qū)之間有一組合罐運(yùn)輸裝載區(qū)，用來將空組合罐運(yùn)至鄰近兩區(qū)的裝料位置。兩區(qū)各包括輻射和超聲檢測器，用來測定廢料的放射性水準(zhǔn)是否超過標(biāo)準(zhǔn)和廢料是否包含液體。利用計(jì)算機(jī)根據(jù)組合罐的表面輻射來控制罐內(nèi)廢料的合適裝載量。當(dāng)檢查出液體廢料時(shí)，計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)報(bào)警電路。設(shè)施有一個(gè)灌漿站對組合罐內(nèi)廢料灌注灰漿。
文檔編號G21F9/00GK85105834SQ85105834
公開日1987年1月28日 申請日期1985年8月1日
發(fā)明者查理斯·威廉·馬勞里, 拉爾弗·愛德蒙·瓦茨, 約瑟夫·布里安·帕拉迪諾, 約翰·愛德華·拉佐爾, 阿瑟·維拉德·利利, 斯蒂萬·燕·溫斯頓, 比利·克拉克·斯特里克林 申請人:西屋電氣公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan