放射性废物处理中心HIC封盖设备的设计与开发

摘要

工业革命以来，世界各国能源需求量与日俱增，不可再生资源正日益枯竭，核能作为新型的清洁高效能源，是人类最具希望的未来能源。核能利用过程中产生放射性核废料，其放射性半衰期长达几万年，如何安全有效地对核电站生产过程中产生的核废料进行妥善处置，对自然生态环境和人类生命安全有着至关重要作用，成为核工业研究和生产运行部门的一个重点课题。
　　通过分析国内外对核废料处置的研究发展基础上得出，目前核电站放射性废物处理中最直接有效的方式是水泥固化。本设计以在放射性废物处理中心设置一套混凝土高完整性容器（HIC）封盖设备为设计任务目标，根据放射性废物处理中心对固体放射性废物处置的工艺要求，给出了放射性废物处理中心HIC封盖设备的设计方案。使用solidworks三维建模软件完成了取封盖单元的机械结构设计与三维建模，使用配套的西门子PLC编程软件完成了HIC封盖设备的控制系统程序开发。中央控制器采用西门子S7-200系列PLC，现场设备选用稳定可靠且耐辐照的材料，整套系统安全可靠。集中控制台拥有HIC封盖设备各操作单元完善的操作界面，操作员可以在控制台直观便捷地对系统进行监控和操作。
　　本文首先阐述了国内外核废料处置工艺的发展与研究现状，调研国内目前常见的放射性固体废物处置工艺。然后根据处置要求分析HIC封盖设备的设计目标与总体方案，详细介绍了HIC封盖设备取封盖单元的机械构设计和HIC封盖设备的电气控制系统的设计。最后结合设备调试程序和出厂试验程序验证了设备满足设计要求。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 核废料处置工艺

1.3 本文主要内容

第2章 总体方案设计

2.1 系统设计目标

2.2 设备组成与结构说明

2.3 工艺流程说明

2.4 技术参数及要求

2.5 本章小结

第3章 取封盖单元机械结构设计及硬件选型

3.1 总体结构三维建模

3.2 各部分机械结构设计

3.3 部分硬件选型

3.4 本章小结

第4章 电气控制系统设计

4.1 电气控制系统总体布局

4.2 现场控制设备级设计概述

4.3 控制程序开发

4.4 人机界面设计

4.5 本章小结

第5章 系统调试与出厂试验

5.1 试验准备及要求

5.2 调试过程记录

5.3 试验结果

第6章 总结

参考文献

致谢