CN113461306B - 容器及物料处理设备 - Google Patents

Abstract

一种容器及物料处理设备。容器包括：容器本体，其包括限定出用于对物料加热的加热腔的内壁；至少一个第一冷却管，每个第一冷却管设置于内壁远离所述加热腔的一侧；至少一个第二冷却管，所述至少一个第二冷却管与所述至少一个第一冷却管一一对应，每个第二冷却管设置于对应的第一冷却管远离内壁的一侧；每个第一冷却管与对应的第二冷却管连通，每个第一冷却管以及每个第二冷却管内流通有用于吸收加热腔内热量的冷却剂。这种容器及物料处理设备安全性好。

Description

容器及物料处理设备

技术领域

本申请涉及物料处理技术领域，具体涉及一种容器及物料处理设备。

背景技术

用于对物料加热的容器在对物料加热的过程中，可能会由于温度过高而对容器造成损坏，进而影响操作人员的生命财产安全。

为了避免这种现象的产生，相关技术中可以采用流通有冷却剂的冷却管来对容器进行降温。例如，这种容器可以为冷坩埚玻璃固化技术中使用的冷坩埚。冷坩埚玻璃固化技术具有工作温度高、处理范围广、使用寿命长、熔体均一、设备体积小、退役容易等特点。冷坩埚玻璃固化技术不仅可用于核电站产生的固体废物、树脂、浓缩物等低、中水平放射性废物；还可用于高水平放射性废液及其它一些腐蚀性较强的难处理废物。因此，该技术的研究进展受到广泛关注。在核电运行中，势必产生大量放射性废物。其中，乏燃料后处理及其产生的高水平放射性废液，由于具有放射性比活度高、释热率高、并含有一些半衰期长、生物毒性高的核素等特点，其处理处置成为制约核电及核燃料循环工业可持续发展的关键问题之一。冷坩埚玻璃固化技术作为一种新的核废物处理技术，在核电废物和高水平放射性废液处理方面，有其独特的优势。

冷坩埚是由数个弧形块或管组成的圆形或椭圆形容器，弧形块或管内通入冷却水以保持冷壁，各个弧形块或管间缝隙充填绝缘物质，通过电磁场对其内部物料进行加热，冷坩埚外有由铜管绕制而成的水冷线圈。由于冷坩埚采用水冷结构，因而在靠近冷却管温度低的区域会形成一层固态玻璃壳层，避免了熔融物对冷坩埚的腐蚀。冷坩埚玻璃固化系统主要包括：冷坩埚、进料子系统、玻璃出料子系统、烟气净化子系统及仪表控制系统等。冷坩埚玻璃固化工艺主要有三种形式，分别为：两步法玻璃固化工艺、一步法玻璃固化工艺和一步法焚烧玻璃固化工艺。两步法玻璃固化工艺是先将废液在锻烧炉内煅烧后与玻璃基料混合，送人冷坩埚；一步法玻璃固化工艺是废液与玻璃基料直接送入冷坩埚；一步法焚烧玻璃固化工艺是将可燃固体废物与玻璃基料混合后，送入冷坩埚。前两种工艺主要用于处理废液，后一种工艺主要用于处理固体废物。

冷坩埚主要由水冷坩埚、电源和其它辅助设施组成。坩埚外绕有螺旋式感应线圈，感应线圈与电源相连，以产生交变电磁场。当线圈通入交变电流时，在线圈内部和周围产生1个交变电磁场。由于冷坩埚的每根金属管之间彼此绝缘，所以每根管内都产生感应电流。当感应线圈的瞬问电流为逆时针方向时，则在每根管的截面内同时产生顺时针方向的感生电流，相邻两管的截面上电流方向则相反，彼此在管问建立的磁场方向相同，向外表现为磁场增强效应。因此冷坩埚的每一缝隙处都是1个强磁场，冷坩埚如同强流器一样，将磁力线聚集到坩埚内的物料上，坩埚内的物料就被这个交变磁场的磁力线所切割。根据电磁场理论，坩埚内的物料中就产生感应电动势，由于感应电动势的存在，物料的熔体表面薄层内将形成封闭的电流回路。通常把这种电流称为涡流，冷坩埚技术正是依靠涡流对物料进行加热、处理。

然而，相关技术中即使是包括冷却管的容器也不能很好地保证容器的安全性。

发明内容

根据本申请的第一个方面，提供了一种容器，包括：容器本体，其包括限定出用于对物料加热的加热腔的内壁；至少一个第一冷却管，每个所述第一冷却管设置于所述内壁远离所述加热腔的一侧；至少一个第二冷却管，所述至少一个第二冷却管与所述至少一个第一冷却管一一对应，每个所述第二冷却管设置于对应的所述第一冷却管远离所述内壁的一侧；每个所述第一冷却管与对应的所述第二冷却管连通，每个所述第一冷却管以及每个所述第二冷却管内流通有用于吸收所述加热腔内热量的冷却剂。

可选地，每个所述第一冷却管开设有第一开口以及第二开口，每个所述第二冷却管开设有第三开口以及第四开口；每个所述第一冷却管开设的所述第一开口以及所述第二开口中的一个，与，对应的所述第二冷却管开设的所述第三开口以及所述第四开口中的一个连通；所述冷却剂由每个所述第一冷却管开设的所述第一开口以及所述第二开口中的另一个流入对应的所述第一冷却管内，并经过对应的所述第二冷却管后由对应的所述第二冷却管开设的所述第三开口以及所述第四开口中的另一个流出对应的所述第二冷却管外。

可选地，每个所述第一冷却管开设的所述第一开口以及所述第二开口沿上下方向布置和/或，每个所述第二冷却管开设的所述第三开口以及所述第四开口沿上下方向布置。

可选地，每个所述第一冷却管开设的所述第一开口以及所述第二开口中位于下方的一个，与，对应的所述第二冷却管开设的所述第三开口以及所述第四开口中位于下方的一个连通。

可选地，容器还包括：至少一个连通管，所述至少一个连通管与所述至少一个第一冷却管一一对应，每个所述连通管用于实现对应的所述第一冷却管与对应的所述第二冷却管连通。

可选地，所述容器本体还包括位于所述内壁远离所述加热腔的一侧的外壁；所述内壁与所述外壁之间限定出容纳空间，所述容纳空间用于容纳所述至少一个第一冷却管以及所述至少一个第二冷却管。

可选地，容器还包括：感应线圈，设置于所述外壁远离所述内壁的一侧，所述感应线圈配置成在通电时产生供给所述加热腔的热量，以使所述加热腔对所述物料加热。

可选地，任一个所述第一冷却管与所述内壁的距离，与，对应的所述第二冷却管与所述外壁的距离相等。

可选地，任一个所述第一冷却管的长度以及内径，与，对应的所述第二冷却管的长度以及内径相等。

可选地，所述至少一个第一冷却管为等间隔均匀布置的多个第一冷却管。

可选地，任意两个所述第一冷却管与所述内壁的距离相等。

根据本申请的第二个方面，提供了一种物料处理设备，包括：炉具，所述炉具将物料加热成浆状或粉末状；根据上述第一个方面提供的所述的容器，所述容器用于接收并加热玻璃基料以及浆状或粉末状的所述物料，以获得固化玻璃。

附图说明

通过下文中参照附图对本申请所作的描述，本申请的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本申请有全面的理解。

图1是根据本申请一些实施例的容器的结构示意图；

图2是根据本申请一些实施例的容器的部分剖视图；

图3是根据本申请一些实施例的容器的第一冷却管及对应的第二冷却管、连通管的装配图；

图4是根据本申请另一些实施例的容器的结构示意图；

图5是根据本申请一些实施例的物料处理设备的结构示意图。

需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。

图中，10为容器，100为容器本体，110为内壁，111为加热腔，120为外壁，200为第一冷却管，210为第一开口，220为第二开口，300为第二冷却管，310为第三开口，320为第四开口，400为连通管，500为感应线圈，20为炉具。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例的附图，对本申请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申请的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另外定义，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

本申请实施例首先提供了一种容器10，容器10包括容器本体100、至少一个第一冷却管200以及至少一个第二冷却管300。图1是根据本申请一些实施例的容器的结构示意图。图2是根据本申请一些实施例的容器的部分(对应图1的左半部分)剖视图(剖切面与竖直方向平行)。

容器本体100包括内壁110，内壁110限定出用于对物料加热的加热腔111。

其中，物料可以为具有放射性的物质，也可以不为具有放射性的物质。当物料可以具有放射性的物质时，物料既可以为具有放射性的固体，又可以为具有放射性的液体，或者可以为具有放射性的固液混合物等。坩埚本体100由第一冷却管200和第二冷却管共同组成。但在其内外两侧，通常使用可以透磁、耐高温的材料进行加固和防护，以作为坩埚10的结构件，以使得坩埚10具有高强度、易于安装、不易于腐蚀的优点。为方便描述，可将其分别视作内壁110和外壁120。

该至少一个第一冷却管200中每个第一冷却管200设置于内壁110远离加热腔111的一侧。该至少一个第二冷却管300与该至少一个第一冷却管200一一对应。也就是说，一个第二冷却管300对应一个第一冷却管200。

每个第二冷却管300设置于对应的第一冷却管200远离内壁110的一侧，每个第一冷却管200与对应的第二冷却管300连通，每个第一冷却管200以及每个第二冷却管300内流通有用于吸收加热腔111内热量的冷却剂。

其中，在一些实施例中，冷却剂可以为冷却水，在另一些实施例中，冷却剂可以为冷却水以外的其他可以用于冷却的物质。

本申请的实施例提供的这种容器10的第二冷却管300的布置位置使得距离内壁110的距离等于第一冷却管200与内壁110的距离的位置处留有设置其他第一冷却管200或其他冷却装置的空间。本申请的实施例提供的这种容器10使得相互连通的第一冷却管200及第二冷却管300的这种排布方式，相比于将相互连通的冷却管设置成距离内壁的距离相同的排布方式，使得相互连通的第一冷却管200及第二冷却管300中的一个损坏(例如，破裂)时(由于相互连通，另一个冷却管的冷却剂的流动也会受到影响)，使得内壁110的较少区域的换热受到影响，对内壁110的冷却效果的影响小，提高容器10的安全性。

例如，当某一第一冷却管200破裂时，由于与该第一冷却管200对应的第二冷却管300是与该第一冷却管200连通的，因此，此时，该第二冷却管300内冷却剂的流动也会受到影响。而本申请的实施例的这种第一冷却管200及第二冷却管300的排布方式使得内壁110与第一冷却管200及第二冷却管300对应的区域总体上面积较小，从而对换热的影响小。若采用将相互连通的第一冷却管及第二冷却管设置成距离内壁的距离相同的排布方式，则当某一第一冷却管200破裂时，内壁与第一冷却管及第二冷却管对应的区域总体上面积较大，从而对换热的影响大。因此，本申请的实施例提供的这种容器10具有较高的安全性。

可以理解地，当某一第二冷却管300破裂时，由于与该第二冷却管300对应的第一冷却管200是与该第二冷却管300连通的，因此，此时，该第一冷却管200内冷却剂的流动也会受到影响。而本申请的实施例的这种第一冷却管200及第二冷却管300的排布方式使得内壁110与第一冷却管200及第二冷却管300对应的区域总体上面积较小，从而对换热的影响小。若采用将相互连通的第一冷却管及第二冷却管设置成距离内壁的距离相同的排布方式，则当某一第二冷却管300破裂时，内壁与第一冷却管及第二冷却管对应的区域总体上面积较大，从而对换热的影响大。因此，本申请的实施例提供的这种容器10具有较高的安全性。

每个第一冷却管200开设有第一开口210以及第二开口220，每个第二冷却管300开设有第三开口310以及第四开口320。每个第一冷却管200开设的第一开口210以及第二开口220中的一个，与，对应的第二冷却管300开设的第三开口310以及第四开口320中的一个连通。冷却剂由每个第一冷却管200开设的所述第一开口210以及第二开口220中的另一个流入对应的第一冷却管200内，并经过对应的第二冷却管300后由对应的第二冷却管300开设的第三开口310以及第四开口320中的另一个流出对应的第二冷却管300外。

也就是说，第一冷却管200可以为进液管，第二冷却管300可以为出液管。可以理解地，出液管中的冷却剂已经吸收了部分热量，因此，出液管中的冷却剂吸收热量的效果较差，而进液管中冷却剂吸收热量的效果较好。而本申请的实施例的这种设置，将吸收热量效果较好的冷却管设置的离加热腔111近，将吸收热量效果相对不好的冷却管设置的离加热腔111较远，从而能更好地带走加热腔111的热量，进一步保证容器10的安全性。

在一些实施例中，每个第一冷却管200开设的第一开口210以及第二开口220沿上下方向布置。在另一些实施例中，每个第二冷却管300开设的第三开口310以及第四开口320沿上下方向布置。在其他实施例中，每个第一冷却管200开设的第一开口210以及第二开口220沿上下方向布置，且每个第二冷却管300开设的第三开口310以及第四开口320沿上下方向布置。这种开口的布置方式便于第一冷却管200以及第二冷却管300的安装，尤其是当容器本体100为诸如图1所示的圆柱体等时，这种第一冷却管200以及第二冷却管300也能方便地安装至类似形状的容器本体，使得第一冷却管200以及第二冷却管300可以适配较多种类的容器本体。

在一些实施例中，每个第一冷却管200开设的第一开口210以及第二开口220中位于下方的一个，与，对应的第二冷却管300开设的第三开口310以及第四开口320中位于下方的一个连通。

由此，可以保证已经换热后的冷却剂被及时排走，避免已经换热后的冷却剂在第一冷却管200或第二冷却管300内堆积，从而提升冷却效果，保证容器10的安全性。

容器本体100还可以包括位于内壁110远离加热腔111的一侧的外壁120。内壁110与外壁120之间限定出容纳空间，容纳空间用于容纳该至少一个第一冷却管200以及该至少一个第二冷却管300。

由此，不仅提高了容器10的空间利用率，还能进一步提高换热的效果，保证容器10的安全性。

可以理解地，此时，第一冷却管200与对应的第二冷却管300的连通可以通过容纳空间实现，从而节省成本。

图3是根据本申请一些实施例的容器10的第一冷却管200及对应的第二冷却管300、连通管400的装配图。如图3所示，容器10还可以包括至少一个连通管400，该至少一个连通管400与该至少一个第一冷却管200一一对应，每个连通管400用于实现对应的第一冷却管200与对应的第二冷却管300连通。

通过连通管400实现第一冷却管200与对应的第二冷却管300连通可以保证冷却剂流动的稳定。

图4是根据本申请另一些实施例的容器10的结构示意图，如图4所示，容器10还可以包括感应线圈500，感应线圈500设置于外壁120远离内壁110的一侧，感应线圈500配置成在通电时产生供给加热腔111的热量，以使加热腔111对物料加热。

感应线圈500本身不发热，从而感应线圈500的寿命长，且无需检修，无维护更换成本，且具有易于控制温度及加热时间的优点，同时节能效果显著，大大降低了成本，并且预热时间短，大大提高了效率。

任一个第一冷却管200与内壁110的距离与对应的第二冷却管300与所述外壁120的距离相等。从而保证容器本体100各部分的结构强度较为均匀，避免容器本体100沿加热腔111的径向上的某一部分的结构强度较差，从而保证容器本体100的稳定性，提升用户体验。

任一个第一冷却管200的长度以及内径与对应的第二冷却管300的长度以及内径相等。从而使得冷却剂的流入以及流出容易达到动态平衡，避免已经换热的冷却剂过长时间不排出，且避免未完全换热的冷却剂过早排出，因此，本申请实施例的这种设置不仅可以保证换热效果，还可以避免资源浪费的现象产生。

该至少一个第一冷却管200为等间隔均匀布置的多个第一冷却管200。由此，不仅保证换热的效果，还能保证加热腔111内温度的均匀，提升用户体验。

任意两个第一冷却管200与内壁110的距离相等。从而进一步保证容器本体100的结构强度较为均匀，从而保证容器本体100的稳定性，提升用户体验。

本申请实施例还提供了一种物料处理设备，图5是根据本申请一些实施例的物料处理设备的结构示意图。如图5所示，物料处理设备包括炉具20以及上述任一容器10。

炉具20将物料加热成浆状或粉末状，容器10用于接收并加热玻璃基料以及浆状或粉末状的所述物料，以获得固化玻璃。

在一些实施例中，炉具20可以包括炉体，炉体可以包括第一部分、与第一部分转动连接的第二部分，第二部分可以包括形成有炉腔的壁面。炉腔可以具有第一开口，该第一开口可以即为进料口，又为出料口，则第一部分可以选择性地开闭第一开口。也就是说，物料由第一开口进入炉腔内，并由第一开口排出炉腔外。

炉体还可以包括第三部分，第三部分与第一部分的位置关系固定，且第一部分以及第三部分分别位于第二部分的两端。

可以理解地，炉腔可以具有第一开口和第二开口，其中第一开口可以为进料口，第二开口可以为出料口，即物料由进料口进入炉腔，在炉腔内加热后，由出料口排出至炉腔外。

在一些实施例中，进料口由第一部分可选择性地关闭，出料口由第三部分可选择性地关闭，第一部分可以为炉盖，第二部分可以为炉管，第三部分可以为炉尾。

炉体可以为回转煅烧炉的炉体，在回转煅烧炉工作时，第二部分旋转，第一部分以及第三部分相对固定。

本申请的实施例提供的容器可以为冷坩埚，物料可以为高放射性废液，高放射性废液在回转煅烧炉中进行蒸发、脱硝、煅烧等过程由液态转变为浆状或粉末状。刮板在回转煅烧炉的运行过程中将壁面上浆状或粉末状的附着物剥离，进而剥离后的附着物在回转煅烧炉内滚动并形成不规则的球状物，之后，附着物可以通过滚动以滚动到回转煅烧炉的炉尾。浆状或粉末状的物料会从炉尾进入冷坩埚，并在冷坩埚内与玻璃基料熔融，进而获得固化玻璃。通过这种方式对高放射性废液进行处理，可以避免高放射性废液中的放射性物质造成环境污染，进而可以避免对人体造成损害。而本申请实施例提供的这种容器10可以有效避免放射性物质泄漏带来的安全隐患，提升用户体验。

对于本申请的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种容器(10)，其中，包括：

容器本体(100)，其包括限定出用于对物料加热的加热腔(111)的内壁(110)；

至少一个第一冷却管(200)，每个所述第一冷却管(200)设置于所述内壁(110)远离所述加热腔(111)的一侧；

至少一个第二冷却管(300)，所述至少一个第二冷却管(300)与所述至少一个第一冷却管(200)一一对应，每个所述第二冷却管(300)设置于对应的所述第一冷却管(200)远离所述内壁(110)的一侧；

每个所述第一冷却管(200)与对应的所述第二冷却管(300)连通，每个所述第一冷却管(200)以及每个所述第二冷却管(300)内流通有用于吸收所述加热腔(111)内热量的冷却剂。

2.根据权利要求1所述的容器(10)，其中，

每个所述第一冷却管(200)开设有第一开口(210)以及第二开口(220)，每个所述第二冷却管(300)开设有第三开口(310)以及第四开口(320)；

每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)中的一个，与，对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)中的一个连通；

所述冷却剂由每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)中的另一个流入对应的所述第一冷却管(200)内，并经过对应的所述第二冷却管(300)后由对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)中的另一个流出对应的所述第二冷却管(300)外。

3.根据权利要求2所述的容器(10)，其中，

每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)沿上下方向布置和/或，每个所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)沿上下方向布置。

4.根据权利要求3所述的容器(10)，其中，

每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)中位于下方的一个，与，对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)中位于下方的一个连通。

5.根据权利要求2所述的容器(10)，其中，还包括：

至少一个连通管(400)，所述至少一个连通管(400)与所述至少一个第一冷却管(200)一一对应，每个所述连通管(400)用于实现对应的所述第一冷却管(200)与对应的所述第二冷却管(300)连通。

6.根据权利要求1所述的容器(10)，其中，所述容器本体(100)还包括位于所述内壁(110)远离所述加热腔(111)的一侧的外壁(120)；

所述内壁(110)与所述外壁(120)之间限定出容纳空间，所述容纳空间用于容纳所述至少一个第一冷却管(200)以及所述至少一个第二冷却管(300)。

7.根据权利要求6所述的容器(10)，其中，还包括：

感应线圈(500)，设置于所述外壁(120)远离所述内壁(110)的一侧，所述感应线圈(500)配置成在通电时产生供给所述加热腔(111)的热量，以使所述加热腔(111)对所述物料加热。

8.根据权利要求6所述的容器(10)，其中，

任一个所述第一冷却管(200)与所述内壁(110)的距离，与，对应的所述第二冷却管(300)与所述外壁(120)的距离相等。

9.根据权利要求1所述的容器(10)，其中，

任一个所述第一冷却管(200)的长度以及内径，与，对应的所述第二冷却管(300)的长度以及内径相等。

10.根据权利要求1所述的容器(10)，其中，

所述至少一个第一冷却管(200)为等间隔均匀布置的多个第一冷却管(200)。

11.根据权利要求10所述的容器(10)，其中，

任意两个所述第一冷却管(200)与所述内壁(110)的距离相等。

12.一种物料处理设备，其中，包括：

炉具(20)，所述炉具(20)将物料加热成浆状或粉末状；

根据权利要求1至11中任一项所述的容器(10)，所述容器(10)用于接收并加热玻璃基料以及浆状或粉末状的所述物料，以获得固化玻璃。

Images