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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。