CN114111347A - 熔融炉和放射性废物熔融处理设备 - Google Patents
熔融炉和放射性废物熔融处理设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114111347A CN114111347A CN202111349462.0A CN202111349462A CN114111347A CN 114111347 A CN114111347 A CN 114111347A CN 202111349462 A CN202111349462 A CN 202111349462A CN 114111347 A CN114111347 A CN 114111347A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- furnace
- cavity
- induction coil
- induction
- furnace body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims abstract description 67
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims abstract description 66
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims abstract description 177
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 75
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 57
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 56
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 49
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 35
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 11
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 17
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 16
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 15
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 14
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 12
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 11
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 9
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 3
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 3
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 3
- 210000005239 tubule Anatomy 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 101100391182 Dictyostelium discoideum forI gene Proteins 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 1
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 description 1
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 238000009828 non-uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000008093 supporting effect Effects 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D9/00—Cooling of furnaces or of charges therein
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D1/00—Casings; Linings; Walls; Roofs
- F27D1/18—Door frames; Doors, lids, removable covers
- F27D1/1808—Removable covers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
- F27D11/06—Induction heating, i.e. in which the material being heated, or its container or elements embodied therein, form the secondary of a transformer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
- G21F9/301—Processing by fixation in stable solid media
- G21F9/302—Processing by fixation in stable solid media in an inorganic matrix
- G21F9/305—Glass or glass like matrix
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
- G21F9/308—Processing by melting the waste
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Gasification And Melting Of Waste (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
Abstract
本申请涉及一种熔融炉和放射性废物熔融处理设备。一种熔融炉，包括：炉体，具有一侧设有开口的腔体，腔体可容纳待熔融物料；以及感应加热单元，包括从所述炉体的一端至另一端环绕于所述炉体的感应线圈，以及用于向所述感应线圈提供电流的电源，所述感应线圈用于对所述腔体内的待熔融物料进行加热；其中，腔体内的加热温度在腔体的中心轴线方向上的分布不均，且所述腔体靠近所述开口一端的加热温度小于所述腔体的中段区域内的加热温度。有利于抑制放射性废物中的放射性核素的挥发，避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
Description
技术领域
本申请涉及放射性废物处理技术领域，特别是涉及一种熔融炉和放射性废物熔融处理设备。
背景技术
相关技术中，通常利用等离子体废物处理装置处理危险废物甚至是放射性废物，其中，等离子体废物处理装置包括等离子体熔融炉。放射性废物的处理过程包括：将玻璃添加剂和放射性废物等放入等离子体熔融炉中，并使等离子体火焰从等离子体熔融炉的顶端朝向其底端喷射，且朝向等离子体熔融炉内的玻璃添加剂和放射性废物等进行喷射，以使玻璃添加剂和放射性废物的混合物加热熔融而形成熔融体，之后再将该熔融体冷却固化。然而，等离子体火焰朝向熔融炉内的放射性混合物料喷射的过程中，高温的等离子体火焰最先将热量传递至混合物料上端，导致混合物料上端的温度较高，放射性废物中的挥发性物质容易挥发，降低了放射性废物的熔制效果。
发明内容
基于此，有必要针对因等离子体火焰最先将热量传递至熔融体的上端而导致放射性废物中的挥发性物质容易挥发的问题，提供一种熔融炉和放射性废物熔融处理设备。
根据本申请的一个方面，提供了一种熔融炉，包括：
炉体，具有一侧设有开口的腔体，所述腔体可容纳待熔融物料；所述腔体包括上段区域，沿所述腔体的中心轴线方向相对于所述上段区域的下段区域，以及连通于所述上段区域和所述下段区域之间的中段区域；以及
感应加热单元，包括从所述炉体的一端至另一端环绕于所述炉体的感应线圈，以及用于向所述感应线圈提供电流的电源，所述感应线圈用于对所述腔体内的待熔融物料进行加热；
其中，所述腔体内的加热温度在所述腔体的中心轴线方向上的分布不均，且所述腔体靠近所述开口一端的加热温度小于所述腔体的中段区域内的加热温度。
在其中一个实施例中，所述腔体包括上段区域，沿所述腔体的中心轴线方向相对于所述上段区域的下段区域，以及连通于所述上段区域和所述下段区域之间的中段区域；
所述上段区域内的加热温度为T上，所述中段区域内的加热温度为T中；
T中大于T上。
在其中一个实施例中，所述感应加热单元还包括位于所述感应线圈与所述炉体的周壁之间的屏蔽环，以及位于所述炉体外的感应驱动机构；
所述屏蔽环连接于所述感应驱动机构的输出端，所述感应驱动机构用于驱动所述屏蔽环沿所述腔体的中心轴线方向位移。
在其中一个实施例中，所述感应驱动机构包括感应电机；
所述感应电机的传动轴上设有沿所述腔体的中心轴线方向设置的丝杆，所述丝杆上匹配套设有螺母；
所述螺母通过同步带和至少一绝缘细管与所述屏蔽环连接。
在其中一个实施例中，所述感应加热单元还包括位于所述炉体外的感应驱动机构；
所述感应线圈连接于所述感应驱动机构的输出端，所述感应驱动机构用于驱动所述感应线圈沿所述腔体的中心轴线方向位移。
在其中一个实施例中，所述感应驱动机构包括感应电机；
所述感应电机的传动轴上设有沿所述腔体的中心轴线方向设置的丝杆，所述丝杆上匹配套设有螺母；
所述螺母通过绝缘件与所述感应线圈连接。
在其中一个实施例中，所述感应线圈包括沿所述腔体的中心轴线方向间隔设置且电性连接于所述电源的第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈；
所述第一感应线圈环绕于所述上段区域；
所述第二感应线圈环绕于所述中段区域；
所述第三感应线圈环绕于所述下段区域。
在其中一个实施例中，所述第二感应线圈的匝数大于所述第一感应线圈的匝数；
所述第二感应线圈的匝数大于所述第三感应线圈的匝数。
在其中一个实施例中，所述炉体包括炉底盖和由所述炉底盖的周缘向上延伸的炉筒；所述炉底盖与所述炉筒限定出所述腔体；
所述炉体一侧设有冷却装置，所述冷却装置分别连接于所述炉底盖和所述炉筒；
所述冷却装置用于给所述炉底盖和所述炉筒提供循环的冷却水。
根据本申请的另一个方面，提供了一种放射性废物熔融处理设备，包括：
上述的熔融炉；以及
炉壳，具有带进料口的空腔，所述炉体设置于所述空腔内；
其中，所述进料口朝向所述开口且所述空腔与所述腔体相连通。
在其中一个实施例中，所述炉壳顶端设有伸入所述炉壳内且密接于所述炉壳的水蒸气等离子体炬，所述水蒸气等离子体炬的枪口朝向所述开口。
在其中一个实施例中，所述炉壳内设有启炉装置，所述启炉装置包括设置于所述炉壳内壁的启炉驱动机构，设置于所述炉壳内壁的挂杆，以及金属环组件；
所述金属环组件包括活动套设于所述挂杆的至少两个金属环；
所述启炉驱动机构的输出端用于朝向所述金属环组件位移，以使至少一所述金属环沿所述挂杆轴向位移而脱离所述挂杆，并能够使该至少一所述金属环掉落至所述腔体中。
在其中一个实施例中，所述炉壳上设有鼓泡器，所述鼓泡器包括设置于所述炉壳顶端的搅拌驱动机构，以及传动连接于所述搅拌驱动机构的鼓泡管；
所述搅拌驱动机构用于驱动所述鼓泡管围绕预设轴线旋转，所述预设轴线与所述炉体的底面相交，且所述鼓泡管能够伸入所述腔体内。
上述熔融炉和放射性废物熔融处理设备，腔体内的加热温度在腔体的中心轴线方向上的分布不均，且腔体靠近开口一端的加热温度小于腔体的中段区域内的加热温度，也就是说，腔体靠近开口一端的加热温度较低，便于在熔融体的表层形成“冷帽”结构(腔体靠近开口一端即为熔融体的表层)，有利于抑制放射性废物中的放射性核素和粉末物料的挥发，进一步增强放射性废物的熔制效果。
附图说明
图1示出了本申请第一实施例中的放射性废物熔融处理设备的结构示意图；
图2示出了本申请第二实施例中的放射性废物熔融处理设备的结构示意图；
图3示出了本申请第三实施例中的放射性废物熔融处理设备的结构示意图；
图4示出了本申请一实施例中的炉体的结构示意图；
图5示出了本申请一实施例中的炉底盖的结构示意图；
图6示出了本申请一实施例中的炉底盖的俯视图；
图7示出了本申请一实施例中的冷却装置的结构示意图。
图中：10、放射性废物熔融处理设备；110、炉体；1101、开口；1102、腔体；1103、上段区域；1104、下段区域；1105、中段区域；111、炉底盖；1111、扇形水冷夹套；1112、金属隔板；112、炉筒；113、第一冷却水管道；114、进水水套；115、回水水套；116、上汇流环弧管；117、下汇流环弧管；1181、第一连接管道；1182、第二连接管道；1183、第三连接管道；1184、第四连接管道；191、第二冷却水管道；1911、冷却水管进水端；1912、冷却水管回水端；1921、卸料感应线圈；1931、主卸料管；1932、副卸料管；1941、冷却介质入口通道；1942、冷却介质出口通道；121、感应线圈；1211、第一感应线圈；1212、第二感应线圈；1213、第三感应线圈；122、电源；123、屏蔽环；124、感应驱动机构；125、绝缘细管；130、炉壳；1301、空腔；1302、水蒸气等离子体炬通孔；1303、鼓泡管通孔；131、进料口；132、烟气出口；133、观察窗口；134、熔融炉壳温度和压力控制模块；135、冷却水进口；136、冷却水出口；140、冷却装置；141、贮水罐；142、减压阀；143、过滤器；144、水泵；145、分水器；146、回水器；147、冷水机；148、冷却塔；150、水蒸气等离子体炬；151、等离子体炬支架；161、启炉驱动机构；162、挂杆；163、金属环；171、搅拌驱动机构；172、鼓泡管。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
图1示出了本申请一实施例中的放射性废物熔融处理设备10的结构示意图。
参阅图1，本申请一实施例提供的熔融炉，包括炉体110以及感应加热单元。
其中，炉体110具有一侧设有开口1101的腔体1102，腔体1102可容纳待熔融物料，其中，待熔融物料包括玻璃添加剂和待处理的放射性废物等，可将待熔融物料通过开口1101投入腔体1102内，等待熔融处理。
感应加热单元包括从炉体110的一端至另一端环绕于炉体110的感应线圈121，以及用于向感应线圈121提供电流的电源122，感应线圈121用于对腔体1102内的待熔融物料进行加热。感应线圈121电性连接于电源122，电源122为感应线圈121提供感应电磁场，使感应线圈121发热并为腔体1102内的待熔融物料提供一定的加热温度，使待熔融物料熔融形成熔融体。其中，腔体1102内的加热温度在腔体1102的中心轴线方向上的分布不均，且腔体1102靠近开口1101一端的加热温度小于腔体1102的中段区域1105内的加热温度。也就是说，腔体1102靠近开口1101一端的加热温度较低，便于在熔融体的表层形成“冷帽”结构(腔体1102靠近开口1101一端即为熔融体的表层)，有利于抑制放射性废物中的放射性核素的挥发，避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
在本申请的一些实施例中，可选地，请再次参阅图1，腔体1102包括上段区域1103，沿腔体1102的中心轴线方向相对于上段区域1103的下段区域1104，以及连通于上段区域1103和下段区域1104之间的中段区域1105。其中，上段区域1103内的加热温度为T上，中段区域1105内的加热温度为T中，下段区域1104内的加热温度为T下，且T中大于T上。可以理解，腔体1102的上段区域1103内的加热温度T上与中段区域1105内的加热温度T中各不相同，腔体1102的上段区域1103内的加热温度T上较低，即位于上段区域1103内的熔融体的温度低于位于中段区域1105内的熔融体的温度，那么，上段区域1103远离中段区域1105的一侧的温度更低(即上段区域1103的表层温度更低)，上段区域1103内的熔融体在较低温度下缓慢反应，且能够在熔融体的表层形成“冷帽”结构(上段区域1103的表层即为熔融体的表层)，有利于抑制放射性废物中的放射性核素的挥发，避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
在本申请的一些实施例中，可选地，请再次参阅图1，感应加热单元还包括位于感应线圈121与炉体110的周壁之间的屏蔽环123，以及位于炉体110外的感应驱动机构124，其中，屏蔽环123连接于感应驱动机构124的输出端，感应驱动机构124用于驱动屏蔽环123沿腔体1102的中心轴线方向位移，以使腔体1102内的加热温度在腔体1102的中心轴线方向上的分布不均。利用感应驱动机构124带动屏蔽环123沿腔体1102的中心轴线方向位移，可使屏蔽环123位移至环绕于上段区域1103的顶端，使感应线圈121产生的于屏蔽环123在上段区域1103的正投影范围内的感应电磁场大幅削弱，使腔体1102的上段区域1103内的加热温度T上较低(主要利用中段区域1105内的熔融体将热量传导至上段区域1103)，那么，上段区域1103的表层为上段区域1103远离中段区域1105的一侧，离中段区域1105较远，此处温度较低，以便在熔融体的表层形成“冷帽”结构，有利于抑制放射性废物中的放射性核素的挥发，避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
也可以利用感应驱动机构124使屏蔽环123位移至环绕于下段区域1104的底端，在熔融体的底层形成“冷底”结构，以减少炉体110内重金属在下段区域1104内沉降和堆积，也能够减少重金属沉积产物的生成，进而降低出料阶段因该重金属沉积产物引起的出料装置的腐蚀和堵塞。
可选地，待熔融物料熔融形成熔融体的过程包括进料熔融阶段、加热熔融阶段和出料阶段，可在进料熔融阶段和出料阶段使屏蔽环123位移至环绕于下段区域1104的底端，可减少炉体110内重金属在下段区域1104内沉降和堆积，进而降低在出料阶段因该重金属沉积产物引起的出料装置的腐蚀和堵塞。
需要说明的是，屏蔽环123由屏蔽材料制成圆环结构。屏蔽材料可选为导电材料、导磁材料等单层屏蔽材料或多种屏蔽材料的组合材料。
可选地，请再次参阅图1，感应加热单元还包括平行于腔体1102的中心轴线的绝缘细管125，感应驱动机构124包括感应电机，感应电机的传动轴上设有沿腔体1102的中心轴线方向设置的丝杆，丝杆上匹配套设有螺母，螺母通过同步带和至少1个绝缘细管125与屏蔽环123连接，绝缘细管125位于感应线圈121与炉体110之间，以便利用感应驱动机构124带动屏蔽环123沿腔体1102的中心轴线方向位移。通过感应驱动机构124控制屏蔽环123沿腔体1102的中心轴线方向移动，以改变感应线圈121所产生的感应电磁场在腔体1102的中心轴线方向上的分布。
在本申请的一些实施例中，可选地，请参阅图2，感应加热单元还包括位于炉体110外的感应驱动机构124，感应线圈121连接于感应驱动机构124的输出端，感应驱动机构124用于驱动感应线圈121沿腔体1102的中心轴线方向位移，以使腔体1102内的加热温度在腔体1102的中心轴线方向上的分布不均。利用感应驱动机构124带动感应线圈121沿腔体1102的中心轴线方向位移，可使感应线圈121沿腔体1102的中心轴线方向向下位移，而使感应线圈121在炉体110上的正投影与上段区域1103的表层互不重合，使腔体1102的上段区域1103内的加热温度T上较低(主要利用中段区域1105内的熔融体将热量传导至上段区域1103)，那么，上段区域1103的表层为上段区域1103远离中段区域1105的一侧，上段区域1103的表层离中段区域1105较远，此处温度较低，以便在熔融体的表层形成“冷帽”结构，有利于抑制放射性废物中的放射性核素的挥发，避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
也可以利用感应驱动机构124使感应线圈121沿腔体1102的中心轴线方向向上位移，而使感应线圈121在炉体110上的正投影与下段区域1104的底层互不重合，下段区域1104的底层为下段区域1104远离中段区域1105的一侧，下段区域1104的底层离中段区域1105较远，此处温度较低，有利于减少炉体110内重金属在下段区域1104内沉降和堆积。
可选地，请再次参阅图2，感应驱动机构124包括感应电机，感应电机的传动轴上设有沿腔体1102的中心轴线方向设置的丝杆，丝杆上匹配套设有螺母，螺母通过绝缘件与感应线圈121连接。具体地，绝缘件为绝缘支架，绝缘支架最好位于感应线圈121的下方，通过感应驱动机构124可以控制感应线圈121在绝缘支架的支撑作用下沿腔体1102的中心轴线方向移动，以改变感应线圈121所产生的感应电磁场在腔体1102的中心轴线方向上的分布。
可选地，电源122为高频感应电源，电源122由电源柜、变压器、水冷铜排和同轴水冷电极组成。高频感应电源与感应线圈121相连，主要用于给感应线圈121提供交变电流，使得感应线圈121产生交变电磁场。高频感应电源的功率可以通过手动调节和/或自动调节进行控制，高频感应电源的功率连续可调。
可选地，请参阅图1及图2，感应线圈121从炉体110的一端至另一端螺旋环绕于炉体110。
在本申请的一些实施例中，可选地，请参阅图3，感应线圈121包括沿腔体1102的中心轴线方向间隔设置且电性连接于电源122的第一感应线圈1211、第二感应线圈1212及第三感应线圈1213，第一感应线圈1211环绕于上段区域1103，第二感应线圈1212环绕于中段区域1105，第三感应线圈1213环绕于下段区域1104。便于利用电源122分别控制第一感应线圈1211、第二感应线圈1212及第三感应线圈1213，使电源122对第一感应线圈1211、第二感应线圈1212及第三感应线圈1213提供不同的交变电流，以使腔体1102内的加热温度在腔体1102的中心轴线方向上的分布不均，且T中大于T上，可使上段区域1103的表层的温度最低，以便在熔融体的表层形成“冷帽”结构，有利于抑制放射性废物中的放射性核素的挥发，避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
可选地，上段区域1103的表层的温度为200℃左右。
可选地，在进料熔融阶段，T中为900-1200℃，T下为500-800℃。既能完成炉体110的中上部内的待熔融物料的充分反应、均匀熔制，也能使炉体110的炉底维持较低温度，有利于减少炉体110内重金属在下段区域1104内沉降和堆积。
可选地，在加热熔融阶段，T中为1000-1800℃，T下为700-1200℃，以便待熔融物料充分熔融。
可选地，在出料阶段，T中为1000-1800℃，T下为900-1500℃，保障炉体110内的待熔融物料完全熔融成熔融体，且使形成的熔融体具备较好的流动性，方便形成的熔融体流出炉体110外。
可选地，通过电源122分别控制第一感应线圈1211、第二感应线圈1212及第三感应线圈1213，以实现炉体110内的待熔融物料沿腔体1102的中心轴线方向的分段感应加热。中段区域1105为炉体110的主要熔融场所，所需加热的物料最多，且上段区域1103内的物料厚度较小，占比较少，为了满足不同区域内的物料的熔融需求，第二感应线圈1212的匝数大于第一感应线圈1211的匝数。因线圈所产生的感应电磁场的磁场强度与匝数成正比，那么，在输入电流等其他调节条件相同的情况下，第二感应线圈1212所产生的感应电磁场的磁场强度较大，第一感应线圈1211所产生的感应电磁场的磁场强度较低，对应地，可实现腔体1102内的加热温度在腔体1102的中心轴线方向上的分布不均，且T中大于T上，有利于在熔融体的表层形成“冷帽”结构，且可避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
下段区域1104主要是为了控制调节与炉体110的底部接触的熔融体的厚度较小，且温度较低，使之在出料前温度较低以减少贵金属在炉体110的底部沉积，并能够在出料时使炉体110的底部熔融体温度升高以增加贵金属在熔融体中的溶解度(增加熔融体对贵金属的包容和固定)，同理，为了满足不同区域内的物料的熔融需求，第二感应线圈1212的匝数大于第三感应线圈1213的匝数，对应地，第一感应线圈1211所产生的感应电磁场的磁场强度较大，第三感应线圈1213所产生的感应电磁场的磁场强度较低，那么，T中可大于T下，有利于减少炉体110内重金属在下段区域1104内沉降和堆积。
在本申请的一些实施例中，可选地，请参阅图4，炉体110包括炉底盖111和由炉底盖111的周缘向上延伸的炉筒112，炉底盖111与炉筒112限定出腔体1102，以便形成一侧开口1101的腔体1102，便于通过该开口1101向腔体1102投入待熔融物料。
其中，炉体110的一侧设有冷却装置140，冷却装置140分别连接于炉底盖111和炉筒112，冷却装置140用于给炉底盖111和炉筒112提供循环的冷却水。可利用冷却装置140使炉底盖111和炉筒112保持较低的温度，使得该炉体110在使用过程中，能够使炉体110内的熔融体在炉体110的内壁形成一层冷壁，可利用该冷壁将放射性废物与炉体110的内壁分隔开，一定程度上，可提高炉体110的耐腐蚀性和寿命，也能使炉体110内的加热温度可高达2000℃。该炉体110无需使用耐火材料、保温材料和电极。该炉体110退役后，只需将炉体110中与少量放射性废物接触的部位进行处理，其他部位进行简单去污后即可实现回收利用，方便炉体110的退役。
可选地，利用冷却装置140使炉底盖111和炉筒112维持在不高于150℃的温度，使炉体110内的熔融体在炉体110的内壁形成一层冷壁。
可选地，炉体110的炉底盖111和炉筒112均由紫铜制成。
可选地，炉体110为坩埚。
可选地，腔体1102的内径与炉筒112沿腔体1102的中心轴线方向的尺寸的比值为0.5。
可选地，请参阅图4，炉筒112由炉筒冷却组件拼装形成，炉筒冷却组件包括沿炉筒112的周向布设的多组水冷单元，以及彼此独立的进水水套114和回水水套115。多组水冷单元呈花瓣状结构，进水水套114和回水水套115均位于花瓣状结构的外侧。每一水冷单元包括沿炉筒112的周向间隔排布的多个沿炉筒112轴向设置的第一冷却水管道113，上汇流环弧管116和下汇流环弧管组。可以理解，在炉筒112的周向方向上，相邻的两个第一冷却水管道113之间存有间隔，可以减少水冷单元对感应电磁场的屏蔽，感应线圈121所产生的感应电磁场可从相邻的两个第一冷却水管道113之间穿入，进而很好地给炉体110的腔体1102内的待熔融物料进行加热。
每一下汇流环弧管组由两个下汇流环弧管117连接形成，每一第一冷却水管道113的两端分别连接于上汇流环弧管116和下汇流环弧管117，多个第一冷却水管道113分为两组第一冷却水管道组，其中一组第一冷却水管道组与一下汇流环弧管117相连通，该下汇流环弧管117通过第一连接管道1181与进水水套114相连通。另一组第一冷却水管道组与另一下汇流环弧管117相连通，且另一下汇流环弧管117通过第二连接管道1182与回水水套115相连通。进水水套114通过至少一第三连接管道1183与冷却装置140的出水端相连通，回水水套115通过至少一第四连接管道1184与冷却装置140的进水端相连通，这样，冷却装置140流出的冷却水可依次流经第三连接管道1183、进水水套114、第一连接管道1181和下汇流环弧管组的其中一汇流环弧管117而进入其中一组第一冷却水管道组的第一冷却水管道113内，进而汇流至上汇流环弧管116内，然后流入另一组第一冷却水管道组的第一冷却水管道113中，再从另一组第一冷却水管道组的第一冷却水管道113汇流至同一下汇流环弧管组的另一汇流环弧管117，再经由第二连接管道1182、回水水套115和第四连接管道1184而流入冷却装置140的进水端，可利用冷却水带走炉筒112上的热量，可使流入冷却装置140的进水端的冷却水升温，升温后的冷却水经由冷却装置140降温后，再从冷却装置140的出水端流出，可利用循环的冷却水给炉筒112降温。
每组第一冷却水管道组包括3个第一冷却水管道113，相邻的第一冷却水管道113之间的间隔为1mm，感应线圈121所产生的感应电磁场可从1mm的间隔穿入，以给腔体1102内的待熔融物料进行加热。
可选地，请参阅图5及图6，炉底盖111由多个扇形水冷夹套1111组成，每个扇形水冷夹套1111的底表面各设有两个第二冷却水管道191(1911、1912)，每一第二冷却水管道191具有冷却水管进水端1911和冷却水管回水端1912，每个扇形水冷夹套1111的对称轴上设置有一个金属隔板1112，金属隔板1112一端与扇形水冷夹套1111的长弧连接，金属隔板1112另一端与扇形水冷夹套1111的短弧之间留有冷却介质通道。冷却水管进水端1911和冷却水管回水端1912分别连接于冷却装置140的出水端和进水端，冷却装置140流出的冷却水经由冷却水管进水端1911流入第二冷却水管道191中，再经由冷却水管回水端流回冷却装置140，可利用冷却水带走炉底盖111上的热量，可使流入冷却装置140的进水端的冷却水升温，升温后的冷却水经由冷却装置140降温后，再从冷却装置140的出水端流出，可利用循环的冷却水给炉底盖111降温。
可选地，请参阅图5，在炉底盖111的中心设置有1个主卸料管1931和3个副卸料管1932，主卸料管1931和副卸料管1932均为双层夹套结构，底端设置有1个冷却介质入口通道1941，顶端各设置有1个冷却介质出口通道1942。主卸料管1931和副卸料管1932的外侧各周向缠绕有一个弹簧状的卸料感应线圈1921。
该炉体110的卸料方式具体如下：卸料装置用于给主卸料管1931和所有副卸料管1932加热，使主卸料管1931和所有副卸料管1932内部的玻璃熔融而流动，从而使腔体1102内的熔融体通过主卸料管1931和所有副卸料管1932流出。
卸料后，将冷却介质从冷却介质入口通道1941通入主卸料管1931和副卸料管1932的双层夹套内并从冷却介质出口通道1942出来，冷却介质对主卸料管1931和所有副卸料管1932内的熔融体进行冷却即可使之恢复固态，进而将主卸料管1931和所有副卸料管1932闭合。
可选地，炉底盖111的厚度为15mm，分为12瓣，相邻的两瓣之间的间隙为1mm。
请再次参阅图1、图2及图3，本申请一实施例提供的放射性废物熔融处理设备10，包括上述的熔融炉，以及炉壳130。炉壳130具有带进料口131的空腔1301，炉体110设置于空腔1301内，进料口131朝向所述开口1101且所述空腔1301与所述腔体1102相连通，以便通过进料口131向开口1101处投入待熔融物料，投入待熔融物料后，可关闭该进料口131，以使炉体110设置在密闭空间内，故炉壳130可用作熔融炉内放射性废物处理的的防护室。
可选地，炉壳130由金属材料制成，炉壳130具有双层水冷套，可沿炉壳130的轴向或径向将炉壳130拆卸开而便于检修。
可关闭该进料口131使炉壳130处于密闭状态，并在炉壳130处于密闭状态下，通过抽负压使炉壳130维持在-200Pa的负压环境，防止炉壳130内部的烟气向外泄露。
可选地，炉壳130上设置有烟气出口132、观察窗口133、熔融炉壳温度和压力控制模块134、冷却水进口135以及冷却水出口136。其中，烟气出口132用于将放射性废物和玻璃等在熔融过程中产生的烟气排出炉壳130外，具体地，烟气出口132外接烟气处理装置，可将熔融过程中产生的烟气收集至烟气处理装置。观察窗口133可以通过肉眼或摄像头观测炉体110内的放射性废物的状态。熔融炉壳温度和压力控制模块134可以用于检测炉体110的腔体1102内的温度和压力。冷却水进口135和冷却水出口136用于连接冷却装置140，以使冷却装置140的冷却水供给于炉壳130的双层水冷套，可利用冷却水给炉壳130降温，双层水冷套内的冷却水用于给炉壳130内的炉底盖111和炉筒112降温。熔融炉壳温度和压力控制模块134设置于炉壳130的侧壁，熔融炉壳温度和压力控制模块134包括压力控制模块和温度控制模块。熔融炉壳温度和压力控制模块134可以通过手动调节和/或自动调节进行温度和压力的控制。具体地，温度控制模块包括温度仪表，通过温度仪表检测腔体1102内的熔融体的温度，根据温度仪表检测的温度与设定温度之间的温度差值进行感应线圈121的功率调节，直至温度仪表检测的温度达到设定温度。
在本申请的一些实施例中，可选地，炉壳130顶端设有伸入炉壳130内且密接于炉壳130的水蒸气等离子体炬150，水蒸气等离子体炬150的枪口朝向开口1101，放射性废物在常温下导电性差，但高温下导电性好，直接利用感应线圈121对放射性废物进行感应加热熔融的效果不佳，为此，借助于水蒸气等离子体炬150对炉体110内与枪口相对的区域进行等离子体加热，使该区域内的放射性废物加热而升温，提高了该区域内的放射性废物的导电性，再利于感应线圈121对该区域内的放射性废物进行感应加热熔融，形成以该区域为“种区”并向该区域的四周进行扩散的状态，如此，可很好地利用“种区”炉体110内的待熔融物料进行感应加热熔融。
另外，水蒸气等离子体炬150密接于炉壳130，可降低放射性废物泄露的风险。且水蒸气等离子体炬150具有以下优点：水蒸气等离子体炬150所用工作气体为水蒸气，具有简单易得、价格便宜及焓值高等优点，从而使得水蒸气等离子体炬150效率较高；工作气体水蒸气是废物熔融反应过程中的主要产物之一，可以认为没有引入新的杂质；水蒸气进入烟气处理装置之后会先通过降温变成水，不会增加后续烟气处理装置所需处理烟气的流量，因此不会增大烟气处理装置的工作压力。
在一些实施例中，可使水蒸气等离子体炬150焊接于炉壳130，以使水蒸气等离子体炬150密接于炉壳130，并使水蒸气等离子体炬150能够伸入炉壳130内。
在另一些实施例中，可使水蒸气等离子体炬150通过密封圈安装于炉壳130，以使水蒸气等离子体炬150密接于炉壳130，并使水蒸气等离子体炬150能够伸入炉壳130内。
可选地，水蒸气等离子体炬150为小型水蒸气等离子体炬，不占用空间。
可选地，参阅图1及图2，水蒸气等离子体炬150与腔体1102的中心轴线彼此重合，具体地，水蒸气等离子体炬150密封安装于炉壳130的上端中部的水蒸气等离子体炬通孔1302，水蒸气等离子体炬150垂直向下插入炉壳130内，以使水蒸气等离子体炬150的枪口向下正对炉体110的中部，以便在腔体1102的中心区域形成“种区”，也能以腔体1102的中心区域为“种区”而向四周扩散，提高炉体110内的待熔融物料进行感应加热熔融的均匀性。
可选地，请参阅图1及图2，炉壳130顶端设有位于水蒸气等离子体炬150一侧的等离子体炬支架151，可将水蒸气等离子体炬150与等离子体炬支架151连接，以使水蒸气等离子体炬150更稳定地安装固定于炉壳130顶端。
在本申请的一些实施例中，请参阅图3，可选地，炉壳130内设有位于炉体110的上方的启炉装置，启炉装置包括设置于炉壳130内壁的启炉驱动机构161，设置于炉壳130内壁的挂杆162，以及金属环组件。其中，金属环组件包括活动套设于挂杆162的至少两个金属环163，启炉驱动机构161的输出端用于朝向金属环组件位移，以使至少一金属环163沿挂杆162轴向位移而脱离挂杆162，并能够使该至少一金属环163掉落至腔体1102中。感应线圈121加热过程中，掉落至腔体1102内的金属环163可在腔体1102内形成“种区”，并以该金属环163为“种区”而向四周扩散，以便炉体110内的待熔融物料更好地进行感应加热熔融。
可选地，金属环163可以是金属钛环，也可以是其他易于感应加热的金属环。
可选地，挂杆162包括连接于炉壳130内壁的首部，以及相对于首部的末端，在腔体1102的中心轴线方向上，该末端位于该首部的上方，使得挂杆162向上倾斜，以便金属环163朝向炉壳130内壁靠拢，避免因地震等外部震动的情况而出现金属环163意外掉落的情况。
可选地，启炉驱动机构161为步进驱动机构，可使步进驱动机构的输出端朝向金属环组件位移，通过控制步进驱动机构的输出端的位移量，进而控制金属环组件中掉落至腔体1102内的金属环163的数量。金属环163掉落至腔体1102内后，通过电源122给感应线圈121提供电流，进而利用感应线圈121所产生的感应电磁场对掉入腔体1102内的金属环163进行感应加热，产生“种区”。
在本申请的一些实施例中，可选地，炉壳130上设有位于启炉装置一侧的鼓泡器，鼓泡器包括设置于炉壳130顶端的搅拌驱动机构171，以及传动连接于搅拌驱动机构171的鼓泡管172。其中，搅拌驱动机构171用于驱动鼓泡管172围绕预设轴线旋转，预设轴线与炉体110的底面相交。使搅拌驱动机构171运转，带动鼓泡管172围绕预设轴线旋转，且鼓泡管172能够伸入腔体1102内，这样就可利用鼓泡器在腔体1102的熔融体内产生鼓泡气体，烟气处理装置收集的烟气中的飞灰等颗粒物可掺入鼓泡气体中，使飞灰等颗粒物与含放射性废物的熔融体充分接触并反应形成均匀熔融体，可降低熔融处理过程中飞灰等颗粒物的排放量。
可选地，鼓泡器还包括鼓泡器驱动装置，搅拌驱动机构171设置于鼓泡器驱动装置的输出端，鼓泡器驱动装置用于驱动搅拌驱动机构171沿鼓泡管172的中心线方向位移，以便鼓泡管172在工作状态时能够伸入腔体1102内，以利用鼓泡器在腔体1102的熔融体内产生鼓泡气体。完成鼓泡作业后(鼓泡管172在非工作状态时)，可借助于鼓泡器驱动装置带动搅拌驱动机构171和鼓泡管172远离腔体1102位移，可使鼓泡管172位移至腔体1102外。
可选地，炉壳130上设有用于安装鼓泡管172的鼓泡管通孔1303，可将鼓泡管172安装于鼓泡管通孔1303，且鼓泡管172能够相对于鼓泡管通孔1303沿鼓泡管172的中心线方向位移。
可选地，根据通入鼓泡管172的气体流量调节腔体1102内的压力，也可根据烟气出口132外部的风机的功率调节腔体1102内的压力。
可选地，请参阅图7，冷却装置140为炉体110提供冷却水，用于控制炉体110的温度。冷却装置140主要包括贮水罐141、减压阀142、过滤器143、水泵144、分水器145、回水器146、冷水机147、冷却塔148和温控模块。冷却装置140分别与炉体110的炉底盖111和炉筒112形成闭式冷却循环水回路。炉底盖111和炉筒112流出的水经由冷水机147和冷却塔148降温，以得到能够再次供应给炉底盖111和炉筒112的冷却水，可利用该冷却装置140为炉体110的炉底盖111和炉筒112提供循环的冷却水。
在一些实施例中，可调整屏蔽环123沿腔体1102的中心轴线方向的位置而实现腔体1102内的待熔融物料的分段感应加热。最终实现对腔体1102内的待熔融物料的加热温度的整体控制，以便在熔融体的表层形成“冷帽”结构，有利于抑制放射性废物中的放射性核素的挥发，避免因放射性核素和粉末物料的挥发而导致放射性废物熔制效果不佳。
在另一些实施例中，可调整感应线圈121沿腔体1102的中心轴线方向的位置而实现腔体1102内的待熔融物料的分段感应加热。
在还有一些实施例中，也可通过电源122分别控制第一感应线圈1211、第二感应线圈1212和第三感应线圈1213，以实现腔体1102内的待熔融物料沿腔体1102的中心轴线方向的分段感应加热。
也能利用冷却装置140使炉底盖111和炉筒112维持在不高于150℃的温度，使炉体110内的熔融体在炉体110的内壁形成一层冷壁，该冷壁能够将放射性废物与炉体110的内壁隔离开，可提高炉体110的耐腐蚀性和寿命，使得腔体1102内的加热温度可高达2000℃。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (13)
1.一种熔融炉，其特征在于，包括：
炉体，具有一侧设有开口的腔体，所述腔体可容纳待熔融物料；以及
感应加热单元，包括从所述炉体的一端至另一端环绕于所述炉体的感应线圈，以及用于向所述感应线圈提供电流的电源，所述感应线圈用于对所述腔体内的待熔融物料进行加热；
其中，所述腔体内的加热温度在所述腔体的中心轴线方向上的分布不均，且所述腔体靠近所述开口一端的加热温度小于所述腔体的中段区域内的加热温度。
2.根据权利要求1所述的熔融炉，其特征在于，所述腔体包括上段区域，沿所述腔体的中心轴线方向相对于所述上段区域的下段区域，以及连通于所述上段区域和所述下段区域之间的中段区域；
所述上段区域内的加热温度为T上，所述中段区域内的加热温度为T中；
T中大于T上。
3.根据权利要求1所述的熔融炉，其特征在于，所述感应加热单元还包括位于所述感应线圈与所述炉体的周壁之间的屏蔽环，以及位于所述炉体外的感应驱动机构；
所述屏蔽环连接于所述感应驱动机构的输出端，所述感应驱动机构用于驱动所述屏蔽环沿所述腔体的中心轴线方向位移。
4.根据权利要求3所述的熔融炉，其特征在于，所述感应驱动机构包括感应电机；
所述感应电机的传动轴上设有沿所述腔体的中心轴线方向设置的丝杆，所述丝杆上匹配套设有螺母；
所述螺母通过同步带和至少一绝缘细管与所述屏蔽环连接。
5.根据权利要求1所述的熔融炉，其特征在于，所述感应加热单元还包括位于所述炉体外的感应驱动机构；
所述感应线圈连接于所述感应驱动机构的输出端，所述感应驱动机构用于驱动所述感应线圈沿所述腔体的中心轴线方向位移。
6.根据权利要求5所述的熔融炉，其特征在于，所述感应驱动机构包括感应电机；
所述感应电机的传动轴上设有沿所述腔体的中心轴线方向设置的丝杆，所述丝杆上匹配套设有螺母；
所述螺母通过绝缘件与所述感应线圈连接。
7.根据权利要求2所述的熔融炉，其特征在于，所述感应线圈包括沿所述腔体的中心轴线方向间隔设置且电性连接于所述电源的第一感应线圈、第二感应线圈和第三感应线圈；所述第一感应线圈环绕于所述上段区域；
所述第二感应线圈环绕于所述中段区域；
所述第三感应线圈环绕于所述下段区域。
8.根据权利要求7所述的熔融炉，其特征在于，所述第二感应线圈的匝数大于所述第一感应线圈的匝数；
所述第二感应线圈的匝数大于所述第三感应线圈的匝数。
9.根据权利要求1所述的熔融炉，其特征在于，所述炉体包括炉底盖和由所述炉底盖的周缘向上延伸的炉筒；
所述炉底盖与所述炉筒限定出所述腔体；
所述炉体一侧设有冷却装置，所述冷却装置分别连接于所述炉底盖和所述炉筒；
所述冷却装置用于给所述炉底盖和所述炉筒提供循环的冷却水。
10.一种放射性废物熔融处理设备，其特征在于，包括：
如权利要求1-9任一项所述的熔融炉；以及
炉壳，具有带进料口的空腔，所述炉体设置于所述空腔内；
其中，所述进料口朝向所述开口且所述空腔与所述腔体相连通。
11.根据权利要求10所述的放射性废物熔融处理设备，其特征在于，所述炉壳顶端设有伸入所述炉壳内且密接于所述炉壳的水蒸气等离子体炬，所述水蒸气等离子体炬的枪口朝向所述开口。
12.根据权利要求10所述的放射性废物熔融处理设备，其特征在于，所述炉壳内设有启炉装置，所述启炉装置包括设置于所述炉壳内壁的启炉驱动机构，设置于所述炉壳内壁的挂杆，以及金属环组件；
所述金属环组件包括活动套设于所述挂杆的至少两个金属环；
所述启炉驱动机构的输出端用于朝向所述金属环组件位移，以使至少一所述金属环沿所述挂杆轴向位移而脱离所述挂杆，并能够使该至少一所述金属环掉落至所述腔体中。
13.根据权利要求10所述的放射性废物熔融处理设备，其特征在于，所述炉壳上设有鼓泡器，所述鼓泡器包括设置于所述炉壳顶端的搅拌驱动机构，以及传动连接于所述搅拌驱动机构的鼓泡管；
所述搅拌驱动机构用于驱动所述鼓泡管围绕预设轴线旋转，所述预设轴线与所述炉体的底面相交，且所述鼓泡管能够伸入所述腔体内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111349462.0A CN114111347B (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 熔融炉和放射性废物熔融处理设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111349462.0A CN114111347B (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 熔融炉和放射性废物熔融处理设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114111347A true CN114111347A (zh) | 2022-03-01 |
| CN114111347B CN114111347B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=80395615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111349462.0A Active CN114111347B (zh) | 2021-11-15 | 2021-11-15 | 熔融炉和放射性废物熔融处理设备 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114111347B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115127028A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-30 | 中广核研究院有限公司 | 放射性废物玻璃熔融体出料装置 |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6355904B1 (en) * | 1996-06-07 | 2002-03-12 | Science Applications International Corporation | Method and system for high-temperature waste treatment |
| KR20020084340A (ko) * | 2001-04-28 | 2002-11-07 | 한국원자력연구소 | 냉도가니 용융법을 이용한 산화금속물 도가니 하부 방출방법과 그 장치 |
| JP2003075073A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 放射性廃棄物溶融炉およびその運転方法 |
| US20050111518A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-26 | Roach Jay A. | Induction coil configurations, bottom drain assemblies, and high-temperature head assemblies for induction melter apparatus and methods of control and design therefor |
| US20060122450A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd | Apparatus and method for vitrification of spent resin containing transition metals |
| CN102050450A (zh) * | 2009-11-06 | 2011-05-11 | 陈庆汉 | 壳熔法多晶硅提纯装置及其方法 |
| CN102157215A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-08-17 | 中科华核电技术研究院有限公司 | 一种放射性废物处理方法及装置 |
| JP2015062952A (ja) * | 2013-07-11 | 2015-04-09 | クルーシブル インテレクチュアル プロパティ エルエルシーＣｒｕｃｉｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｌｌｃ | 溶融合金閉じ込めのための不均等な間隔の誘導コイル |
| CN110520198A (zh) * | 2016-11-07 | 2019-11-29 | 茵恩泰克公司 | 用于玻璃化的电磁加热 |
| JP2020066555A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 住友金属鉱山株式会社 | 単結晶育成装置及び単結晶育成方法 |
| US20210287821A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | Henry Crichlow | Managing volatiles in nuclear waste vitrification |
-
2021
- 2021-11-15 CN CN202111349462.0A patent/CN114111347B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6355904B1 (en) * | 1996-06-07 | 2002-03-12 | Science Applications International Corporation | Method and system for high-temperature waste treatment |
| KR20020084340A (ko) * | 2001-04-28 | 2002-11-07 | 한국원자력연구소 | 냉도가니 용융법을 이용한 산화금속물 도가니 하부 방출방법과 그 장치 |
| JP2003075073A (ja) * | 2001-08-31 | 2003-03-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 放射性廃棄物溶融炉およびその運転方法 |
| US20050111518A1 (en) * | 2003-11-07 | 2005-05-26 | Roach Jay A. | Induction coil configurations, bottom drain assemblies, and high-temperature head assemblies for induction melter apparatus and methods of control and design therefor |
| US20060122450A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-08 | Korea Hydro & Nuclear Power Co., Ltd | Apparatus and method for vitrification of spent resin containing transition metals |
| CN102050450A (zh) * | 2009-11-06 | 2011-05-11 | 陈庆汉 | 壳熔法多晶硅提纯装置及其方法 |
| CN102157215A (zh) * | 2011-03-16 | 2011-08-17 | 中科华核电技术研究院有限公司 | 一种放射性废物处理方法及装置 |
| JP2015062952A (ja) * | 2013-07-11 | 2015-04-09 | クルーシブル インテレクチュアル プロパティ エルエルシーＣｒｕｃｉｂｌｅ Ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ Ｌｌｃ | 溶融合金閉じ込めのための不均等な間隔の誘導コイル |
| CN110520198A (zh) * | 2016-11-07 | 2019-11-29 | 茵恩泰克公司 | 用于玻璃化的电磁加热 |
| JP2020066555A (ja) * | 2018-10-25 | 2020-04-30 | 住友金属鉱山株式会社 | 単結晶育成装置及び単結晶育成方法 |
| US20210287821A1 (en) * | 2020-03-11 | 2021-09-16 | Henry Crichlow | Managing volatiles in nuclear waste vitrification |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 明玉周;李铮;曹德伟;杨耀华;王瑞;陈瑞润;郭景杰;: "玻璃固化用电磁冷坩埚温度场研究", 特种铸造及有色合金, no. 11, 20 November 2017 (2017-11-20) * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115127028A (zh) * | 2022-07-29 | 2022-09-30 | 中广核研究院有限公司 | 放射性废物玻璃熔融体出料装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114111347B (zh) | 2024-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH077102B2 (ja) | 廃棄物処理用溶融炉及びその加熱方法 | |
| JP4691710B2 (ja) | 廃棄物ガラス固化処理用電気溶融炉 | |
| JP6438007B2 (ja) | 金属と酸化物との混合物、代表例はコリウムである、を溶解させる電磁誘導炉及びその使用 | |
| US5046145A (en) | Improved arc reactor with advanceable electrode | |
| CN114111347A (zh) | 熔融炉和放射性废物熔融处理设备 | |
| EP3099991B1 (en) | Plant and method for melting metal materials | |
| US5280496A (en) | Induction furnace with cooled crucible | |
| JP5506845B2 (ja) | 気体供給装置を持つ溶融炉 | |
| US2499541A (en) | Drum type induction furnace | |
| JP2008174396A (ja) | ガラス溶融炉からの溶融ガラス排出方法および装置 | |
| US11968770B2 (en) | System and method for generating and containing a plasma | |
| US20210053856A1 (en) | Apparatus and Process for Producing Fiber from Igneous Rock | |
| EP1112793A2 (en) | Guide tube structure for flux concentration | |
| CN111102835B (zh) | 多边形电磁等离子熔融反应器 | |
| Sakai et al. | Comparison of advanced melting process for HLW vitrification, Joule-heated ceramic-lined melter (JHCM) and cold-crucible induction melter (CCIM) | |
| US6358297B1 (en) | Method for controlling flux concentration in guide tubes | |
| JPH1152095A (ja) | 廃棄物の分離装置および分離方法 | |
| RU169047U1 (ru) | Плазменная установка для переработки тугоплавких силикатсодержащих материалов | |
| RU2157795C1 (ru) | Способ получения силикатного расплава и устройство для его осуществления | |
| CN220524622U (zh) | 一种铝液熔炼冷却回转炉 | |
| EP3472110B1 (en) | Apparatus and process for producing fiber from igneous rock | |
| Moncouyoux et al. | New vitrification techniques | |
| CN109099703A (zh) | 一种无底电极直流电弧炉 | |
| Nelson et al. | Remotely operated Inductoslag melting process for consolidation of reactive metal scrap |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |