CN114132765A - 放射性核废金属熔炼上料方法 - Google Patents
放射性核废金属熔炼上料方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114132765A CN114132765A CN202111426661.7A CN202111426661A CN114132765A CN 114132765 A CN114132765 A CN 114132765A CN 202111426661 A CN202111426661 A CN 202111426661A CN 114132765 A CN114132765 A CN 114132765A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- smelting
- trolley
- smelting furnace
- feeding
- funnel
- 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
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 title claims abstract description 177
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 77
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 40
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 title claims abstract description 30
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 87
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 26
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 27
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 14
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 14
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 10
- 230000007306 turnover Effects 0.000 claims description 10
- 239000003923 scrap metal Substances 0.000 claims description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims description 5
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 4
- 206010039509 Scab Diseases 0.000 claims description 3
- 241001062472 Stokellia anisodon Species 0.000 claims description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 3
- 238000012840 feeding operation Methods 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 2
- 238000005202 decontamination Methods 0.000 abstract description 15
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 9
- 230000003588 decontaminative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 3
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003032 molecular docking Methods 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 241000221535 Pucciniales Species 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012864 cross contamination Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 210000002345 respiratory system Anatomy 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G65/00—Loading or unloading
- B65G65/23—Devices for tilting and emptying of containers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65G—TRANSPORT OR STORAGE DEVICES, e.g. CONVEYORS FOR LOADING OR TIPPING, SHOP CONVEYOR SYSTEMS OR PNEUMATIC TUBE CONVEYORS
- B65G35/00—Mechanical conveyors not otherwise provided for
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
放射性核废金属熔炼上料方法,基于放射性核废金属熔炼上料总成;放射性核废金属熔炼上料总成,包括总框架、垂直提升机、熔炼炉组件、小车组件、投料对接机构、负压除尘机构和物料输送机构;熔炼炉组件包括倾翻平台、熔炼炉和翻转液压缸;小车组件包括导轨和小车;负压除尘机构包括电动推杆A、连接架、集尘罩和负压除尘器;物料输送机构包括支座、带式输送机A、下部顶升部件和上部牵拉组件。所述熔炼上料的步骤如下:1、冷炉投料;2、金属熔炼。本发明应用于核废金属放射性去污流程,提高了熔炼过程的自动化程度,可较大程度上避免操作人员受到核辐射,为实现核废金属的回收再利用提供了必要的支持。
Description
技术领域
本发明涉及核废金属处理技术领域,特别是一种放射性核废金属熔炼上料方法。
背景技术
核电厂在运行期间,会产生大量的核废金属,包括废旧设备、管道和结构组件等。据统计,单台百万千瓦机组一年产生的核废金属约为4t-5t。截至2020年12月,我国已运行的18个核电厂,共48个反应堆,累计产生的核废金属质量约为10000t。这些核废金属出路不明,目前集中贮存在核电厂内,不仅存在辐射风险和交叉污染风险,而且还因尺寸规格不一,不易收集,导致核电站的库存压力越来越大。
国际原子能机构于1992年出版的技术文件《放射性废物最小化和分离》中,首次提出“放射性废物最小化”的概念。所述的“放射性废物最小化”是将放射性废物的数量和活度降低至可合理达到的水平,实现手段包含减少放射性源产生、预防核污染扩散、对核废料进行再循环和再利用、优化核废料管理等,从而达到降低核废料对环境造成的不良影响,降低核废料处置成本的目的。
针对核废金属进行放射性去污是满足“放射性废物最小化”的可行思路,一方面有助于减少放射性废物的数量,另一方面有助于实现放射性废物的循环再利用,另一方面可减少放射性废物的储存量和储存成本。
具体的放射性去污流程包含表面喷丸去污和熔炼去污两大步骤。表面喷丸去污可有效剥离核废金属表面的污渍、锈迹和放射性物质层,起到放射性去污的效果。熔炼去污可使核废金属内部留存的放射性核素释放出来,高温会使一部分易挥发的放射性核素直接变成气溶胶挥发,另外一部分放射性核素则会沉积在熔炼产生的炉渣中,将熔炼过程中挥发出的气体和产生的炉渣进行收集,起到放射性去污的效果。
但是现有的熔炼系统却不适用于核废金属的放射性去污流程,究其原因主要体现在以下几点:1、上料过程为人工上料,在待熔炼的金属为核废金属的前提下,对操作人员具有放射性损伤,且劳动强度大;2、核废金属在熔炼过程中会产生含有放射性的气溶胶,气溶胶的挥发会对操作人员的呼吸系统产生吸入式损害;3、在热炉投料过程中,钢水可能会从熔炼炉的投料口飞溅出来,存在安全隐患。综上所述,在核废金属的放射性去污流程中,提高熔炼上料过程的自动化程度,以降低操作人员的劳动强度,尽量避免操作人员接触核辐射,是必须解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,而提供一种放射性核废金属熔炼上料方法,它应用于核废金属放射性去污的熔炼上料流程中,提高了金属熔炼上料过程的自动化程度,可较大程度上避免操作人员受到核辐射。
本发明的技术方案是:放射性核废金属熔炼上料方法,应用于放射性核废金属熔炼上料总成;
金属熔炼上料总成,包括总框架、垂直提升机、熔炼炉组件、小车组件、投料对接机构、负压除尘机构和物料输送机构;
总框架从下至上依次设有一层底板和二层底板,一层底板与二层底板之间为一层空间,二层底板上端为二层空间,二层底板上设有连通一层空间与二层空间的连通口;
垂直提升机固定安装在总框架上,并位于一层空间与二层空间之间,其下端设有连通至一层空间的物料入口,上端设有连通至二层空间的物料出口;
熔炼炉组件包括倾翻平台、熔炼炉和翻转液压缸;倾翻平台铰接安装在二层底板的连通口处,并绕铰接处做竖直平面的转动;熔炼炉内部设有熔炼腔,熔炼炉上端设有连通至熔炼腔的投料口和连通至投料口的引流槽,熔炼炉在外壁上端与倾翻平台固定连接,并位于二层底板的连通口处,并位于一层空间与二层空间之间;翻转液压缸设置在一层底板与熔炼炉之间,其下端铰接在一层底板上,上端与倾翻平台的下表面铰接,其用于驱动倾翻平台绕其铰接处转动,进而带动熔炼炉转动,使熔炼炉在工作状态与倒料状态之间转换;熔炼炉在工作状态下呈竖直姿态,投料口竖直朝上;熔炼炉在倒料状态下呈倾斜姿态,熔炼腔中的液体可通过投料口和引流槽倒出;
小车组件包括导轨、小车、电动推杆B和定位套筒;导轨的数量为两条,两条导轨相互平行布置固定安装在二层底板上,并分布在熔炼炉的投料口的两侧;两条导轨均垂直于熔炼炉的引流槽布置,其中一条导轨相对靠近引流槽,另一条导轨相对远离引流槽;小车包括车体和电动轮;车体上设有镂空孔A和镂空孔B;电动轮安装在车体下端;小车通过电动轮活动安装在两条导轨上;电动推杆B固定连接在在小车的车体的一端,并做竖直方向的升降移动;定位套筒固定安装在倾翻平台上,并位于电动推杆B的下端;当小车位于第一位置时,电动推杆B与定位套筒上下正对,电动推杆B伸入定位套筒的内孔即将小车的位置锁定;
投料对接机构包括外漏斗、内漏斗和行吊;外漏斗固定安装在车体的镂空孔A中,并呈上大下小的喇叭口形;内漏斗呈上大下小的喇叭口形,并与外漏斗的内孔形状吻合,其上端设有用于对接行吊的挂耳;行吊安装在二层空间内,其用于控制内漏斗移动,进而使内漏斗与外漏斗对接或分离;当内漏斗与外漏斗对接时,内漏斗的下端口通过熔炼炉的投料口伸入熔炼炉的熔炼腔中;
负压除尘机构包括集尘罩和负压除尘器;集尘罩安装在小车上,并位于小车的镂空孔B中;集尘罩内部设有气路通道,气路通道在集尘罩的两端分别形成集尘口和排尘口,集尘罩位于小车的镂空孔B中,其上的排尘口和集尘口分别位于镂空孔B的上端和下端;负压除尘器上设有进气口和排气口,负压除尘器内部设有滤芯,负压除尘器的进气口与集尘罩的排尘口通过气管连接;
物料输送机构包括支座、带式输送机A和上部牵拉组件;支座固定安装在二层空间内;带式输送机A包括架体A和安装在架体A上的输送带A;带式输送机A沿输送带A输送方向的两端分别设有进料端A和排料端A;架体A从一端至另一端依次设有第一铰接处、第二铰接处和第三铰接处,架体A通过第一铰接处铰接安装在支座上,带式输送机A绕第一铰接处的转动路径位于竖直平面内;上部牵拉组件包括连接架、钢缆和卷扬机;连接架下端铰接在架体A的第三铰接处上;钢缆下端与连接架的上端连接,钢缆上端绕设在卷扬机上;卷扬机固定安装在支座上,卷扬机通过收放钢缆驱动带式输送机A绕第一铰接处转动,进而使带式输送机A在输送状态与避让状态之间转换,带式输送机A在输送状态下,其进料端A紧邻并正对垂直提升机的物料出口,排料端A位于熔炼炉的投料口的正上方,以实现物料的输送;带式输送机A在避让状态下,其避开内漏斗的升降移动路径、熔炼炉的翻转路径和倾翻平台的翻转路径;
小车沿导轨的移动路径上依次设有第一位置、第二位置和第三位置;当小车处在第一位置时,外漏斗的下端口与处在工作状态的熔炼炉的投料口上下正对;当小车处在第二位置时,集尘罩的下端口与处在工作状态的熔炼炉的投料口上下正对;当小车处在第三位置时,小车与倾翻平台的转动路径上下错开;仅当小车处于第一位置时,外漏斗与内漏斗可进行对接或分离;
执行熔炼上料操作之前,金属熔炼上料总成处在初始状态,在初始状态下:
a、熔炼炉处在工作状态;
b、小车处在第一位置;
c、内漏斗与外漏斗对接;
d、带式输送机A处在输送状态;
e、电动推杆B伸入定位套筒的内孔;
所述熔炼上料的步骤如下:
S01、冷炉投料:
a、将金属块通过物料入口送入垂直提升机,垂直提升机将金属块从一层空间提升至二层空间后,驱动金属块从物料出口排出到垂直提升机外部;
b、金属块从物料出口排出后,通过带式输送机A的进料端A进入输送带A上,金属块随着输送带A向带式输送机A的排料端A移动;
c、金属块从带式输送机A的排料端A排出后,通过内漏斗进入熔炼炉的熔炼腔中;
d、投料完成后,卷扬机启动,拉动带式输送机A绕第一铰接处向上转动,使带式输送机A由输送状态转变为避让状态;
e、通过行吊下端的吊钩勾住内漏斗上端的挂耳,再操控行吊将内漏斗向上提起,使内漏斗与外漏斗完全分离;
S02、金属熔炼:
a、电动推杆B退出定位套筒的内孔,以解除小车的位置锁定,然后小车由第一位置移动至第二位置,使集尘罩的集尘口正对熔炼炉的投料口;
b、启动熔炼炉的加热功能,对金属块进行熔炼;熔炼过程中,一方面,确保负压除尘器持续运行,使熔炼产生的挥发气体通过集尘罩进入负压除尘器,气体中的放射性核素被截留在负压除尘器的滤芯中,过滤后的气体通过负压除尘器排放到大气中,另一方面,对熔炼产生的炉渣进行实时人工清理;
c、熔炼完成后,驱动小车由第二位置移动至第三位置,使小车与倾翻平台的转动路径上下错开;
d、控制翻转液压缸动作,使熔炼炉内的熔炼液依次通过投料口和引流槽排出,进入后续的铸造设备,以铸造所需的零部件。
本发明进一步的技术方案是:S01步骤中,所述金属块由核废金属碎料经金属压缩打包机压缩打包而成。
本发明再进一步的技术方案是:S02步骤中,在熔炼过程中,集尘罩与投料口之间存在高度差,以便于观察熔炼炉内的情况,若出现熔炼液结壳现象,则立即进行人工干预,以避免炸炉。
本发明更进一步的技术方案是:S01步骤中,当内漏斗与外漏斗对接时,内漏斗的下端口与熔炼炉的熔炼腔的底面之间间距为0-5cm;内漏斗的下端口中设置有一次性的软垫,软垫的溶解温度在200-500℃之间;软垫起到缓冲作用,避免熔炼炉的熔炼腔的底面被金属块砸伤。
本发明更进一步的技术方案是:小车组件还包括万向球座和钢球,万向球座下端固定安装在二层底板或倾翻平台上,并位于相对靠近引流槽的一条导轨的外侧,万向球座上端设有用于容纳钢球的球形凹坑,钢球活动安装在万向球座的球形凹坑中;万向球座的数量有多个,所有的万向球座间隔布置,并排成平行于导轨的一列;当小车沿导轨移动到任意位置时,至少有一个万向球座上的钢球与小车的车体下表面接触;相应的,小车的车体为具有四个顶角的矩形框架,电动轮仅设置在车体下端的三个顶角处,在车体相对靠近引流槽的一个顶角的下端未设置电动轮;在小车移动过程中,通过钢球对小车进行辅助支承,保证了小车移动过程中的稳定性。
本发明与现有技术相比具有如下优点:
1、其应用于核废金属放射性去污流程的熔炼步骤,提高了金属熔炼上料过程的自动化程度,可较大程度上避免操作人员受到核辐射,为实现核废金属的回收再利用提供了必要的支持;
所述核废金属大多收集于核电站或核工企业,除了一小部分金属(例如反应堆堆芯内部的金属)是整体受到放射性污染,大部分金属仅在表面受到放射性污染。所述核废金属放射性去污流程包含喷丸和熔炼两个步骤。可使核废金属中的放射剂量大幅度降低(可降至符合民用钢材要求的放射剂量),后续可根据实际的应用需要将熔炼液铸造成不同的产品,使核废金属变废为宝,实现了核废金属的回收再利用,充分满足了“放射性废物最小化”的要求。
2、其具有较高的自动化程度,上料-熔炼-倒出的整个过程基本无需人工干预,并且,在满足了各部件动作需求的同时,还针对各部件动作过程中的先后次序及相对位置关系,有针对性的设计了多处防干涉结构(避让结构);
a、为了避免小车移动过程中与熔炼炉的炉嘴(引流槽设在炉嘴上)发生干涉,一方面,去掉了小车相对靠近炉嘴的顶角下端的电动轮(即小车仅在下端三个顶角处设有电动轮),另一方面,通过在二层底板上设置的万向球座和钢球,对小车进行辅助支承,保证了小车移动过程中的稳定性;
b、为了避免内漏斗在对接或分离过程中与带式输送机A发生干涉,一方面,为带式输送机A设计了可整体转动的铰接结构,另一方面,通过上部牵拉组件为带式输送机A提供转动动力,确保了带式输送机A在转动过程中的稳定性和可靠性。
3、其具有良好的可靠性,充分考虑了其工作状态中存在的各种不利因素,有针对性的设计了多种有助于提升可靠性的结构;
a、为了保证小车在第一位置时能与熔炼炉的投料口精准对位,并且不会因为物料的冲击而晃动或滑移,为小车设计了特定状态下的锁定结构,即在小车的一端设有电动推杆B,并在倾翻平台的相应位置设有定位套筒,当小车位于第一位置时,电动推杆B与定位套筒上下正对,电动推杆B伸入定位套筒的内孔即将小车的位置锁定;
b、为了避免冷炉投料时,物料砸伤熔炼炉的熔炼腔底面,一方面,在内漏斗的下端口设置有一次性的软垫,另一方面,内漏斗在对接状态下,其下端口与熔炼腔底面之间的间距仅为0-5cm;可在冷炉投料时起到良好的缓冲作用,避免熔炼炉的熔炼腔底面被砸伤;
c、为了便于熔炼过程中随时(通过投料口)观察熔炼炉内部的情况,将集尘罩设计成高度可调的结构样式。
以下结合图和实施例对本发明作进一步描述。
附图说明
图1为金属熔炼上料总成的结构示意图;
图2为本发明S01步骤e分步骤完成时的状态图;
图3为本发明S02步骤a分步骤完成时的状态图;
图4为本发明S02步骤d分步骤完成时的状态图;
图5为图2的A部放大图。
说明:垂直提升机仅在图1中示出,在图2-4中未示出。
图例说明:一层底板11;二层底板12;连通口13;垂直提升机2;物料入口21;物料出口22;倾翻平台31;熔炼炉32;投料口321;引流槽322;翻转液压缸33;导轨41;小车42;万向球座43;钢球44;电动推杆B45;定位套筒46;外漏斗51;内漏斗52;挂耳521;电动推杆A61;连接架62;集尘罩63;支座71;架体A721;第一铰接处7211;第二铰接处7212;第三铰接处7213;输送带A722;连接架731;钢缆732;卷扬机733;下部支承部件74。
具体实施方式
实施例1:
如图1-5所示,放射性核废金属熔炼上料总成,包括总框架、垂直提升机2、熔炼炉组件、小车组件、投料对接机构、负压除尘机构和物料输送机构。
总框架从下至上依次设有一层底板11和二层底板12,一层底板11与二层底板12之间为一层空间,二层底板12上端为二层空间,二层底板12上设有连通一层空间与二层空间的连通口13。
垂直提升机2固定安装在总框架上,并位于一层空间与二层空间之间,其下端设有连通至一层空间的物料入口21,上端设有连通至二层空间的物料出口22。
熔炼炉组件包括倾翻平台31、熔炼炉32和翻转液压缸33。倾翻平台31铰接安装在二层底板12的连通口13处,并绕铰接处做竖直平面的转动。熔炼炉32内部设有熔炼腔,熔炼炉32上端设有连通至熔炼腔的投料口321和连通至投料口321的引流槽322,熔炼炉32在外壁上端与倾翻平台31固定连接,并位于二层底板12的连通口13处,并位于一层空间与二层空间之间。翻转液压缸33设置在一层底板11与熔炼炉32之间,其下端铰接在一层底板11上,上端与倾翻平台31的下表面铰接,其用于驱动倾翻平台31绕其铰接处转动,进而带动熔炼炉32转动,使熔炼炉32在工作状态与倒料状态之间转换。熔炼炉32在工作状态下呈竖直姿态,投料口321竖直朝上。熔炼炉32在倒料状态下呈倾斜姿态,熔炼腔中的液体可通过投料口321和引流槽322倒出。
小车组件包括导轨41和小车42。导轨41的数量为两条,两条导轨41相互平行布置固定安装在二层底板12上,并分布在熔炼炉32的投料口321的两侧。两条导轨均垂直于熔炼炉32的引流槽322布置,其中一条导轨41相对靠近引流槽322,另一条导轨相对远离引流槽322。小车42包括车体和电动轮。车体上设有镂空孔A和镂空孔B。电动轮安装在车体下端。小车42通过电动轮活动安装在两条导轨41上。
投料对接机构包括外漏斗51、内漏斗52和行吊(图中未示出)。外漏斗51固定安装在车体的镂空孔A中,并呈上大下小的喇叭口形。内漏斗52呈上大下小的喇叭口形,并与外漏斗51的内孔形状吻合,其上端设有用于对接行吊的挂耳521。行吊安装在二层空间内,其用于控制内漏斗52移动,进而使内漏斗52与外漏斗51对接或分离。当内漏斗52与外漏斗51对接时,内漏斗52的下端口通过熔炼炉32的投料口321伸入熔炼炉32的熔炼腔中。
负压除尘机构包括集尘罩63和负压除尘器(图中未示出)。集尘罩63安装在小车42上,并位于小车42的镂空孔B中,其上的排尘口和集尘口分别位于镂空孔B的上端和下端。集尘罩63内部设有气路通道,气路通道在集尘罩63的两端分别形成集尘口和排尘口。负压除尘器上设有进气口和排气口,负压除尘器内部设有滤芯,负压除尘器的进气口与集尘罩63的排尘口通过气管连接。
物料输送机构包括支座71、带式输送机A和上部牵拉组件。支座71固定安装在二层空间内。带式输送机A包括架体A721和安装在架体A721上的输送带A722。带式输送机A沿输送带A722输送方向的两端分别设有进料端A和排料端A。架体A721从一端至另一端依次设有第一铰接处7211、第二铰接处7212和第三铰接处7213,架体A721通过第一铰接处7211铰接安装在支座71上,带式输送机A绕第一铰接处7211的转动路径位于竖直平面内。上部牵拉组件包括连接架731、钢缆732和卷扬机733。连接架731下端铰接在架体A721的第三铰接处7213上。钢缆732下端与连接架731的上端连接,钢缆732上端绕设在卷扬机733上。卷扬机733固定安装在支座71上,卷扬机733通过收放钢缆732驱动带式输送机A绕第一铰接处7211转动,进而使带式输送机A在输送状态与避让状态之间转换,带式输送机A在输送状态下,其进料端A紧邻并正对垂直提升机2的物料出口22,排料端A位于熔炼炉32的投料口321的正上方,以实现物料的输送。带式输送机A在避让状态下,其避开内漏斗52的升降移动路径、熔炼炉32的翻转路径和倾翻平台31的翻转路径。
优选,垂直提升机2包括电梯井、升降台(图中未示出)、牵引驱动装置(图中未示出)和传送带机构(图中未示出)。电梯井下端设有连通至一层空间的物料入口21,上端设有连通至二层空间的物料出口22。升降台通过牵引驱动装置安装在电梯井内,并做竖直方向上的升降运动。传送带机构安装在升降台上,其上设有传送带,其随着升降台同步做升降移动,进而在上对接位置和下对接位置之间移动。当传送带机构处在上对接位置时,传送带正对物料出口22以输出物料,当传送带机构处在下对接位置时,传送带正对物料入口21以接收物料。
优选,负压除尘机构还包括电动推杆A61和连接架62。电动推杆A61固定安装在小车42的车体上,其通过连接架62与集尘罩63固定连接,以驱动集尘罩63做竖直升降移动。
优选,物料输送机构下部支承部件74。下部支承部件74设置在二层底板12与架体A721之间,其上端与架体A721的第二铰接处7212铰接,其下端悬空,其随着带式输送机A的转动始终保持竖直。当带式输送机A处在输送状态时,下部支承部件74的下端与二层底板12相抵,从而为带式输送机A提供支承。
优选,小车组件还包括万向球座43和钢球44。万向球座43下端固定安装在二层底板12或倾翻平台31上,并位于相对靠近引流槽322的一条导轨41的外侧,万向球座43上端设有用于容纳钢球的球形凹坑,钢球44活动安装在万向球座43的球形凹坑中。万向球座43的数量有多个,所有的万向球座43间隔布置,并排成平行于导轨41的一列。当小车42沿导轨41移动到任意位置时,至少有一个万向球座43上的钢球44与小车42的车体下表面接触。相应的,小车42的车体为具有四个顶角的矩形框架,电动轮仅设置在车体下端的三个顶角处,在车体相对靠近引流槽322的一个顶角的下端未设置电动轮。
优选,小车组件还包括电动推杆B45和定位套筒46。电动推杆B45固定连接在在小车42的车体的一端,并做竖直方向的升降移动。定位套筒46固定安装在倾翻平台31上,并位于电动推杆B45的下端。当小车42位于第一位置时,电动推杆B45与定位套筒46上下正对,电动推杆B45伸入定位套筒46的内孔即将小车42的位置锁定。
优选,当内漏斗52与外漏斗51对接时,内漏斗52的下端口与熔炼炉32的熔炼腔的底面之间间距为0-5cm。内漏斗52的下端口中设置有一次性的软垫(图中未示出),软垫的溶解温度在200-500℃之间。
关于小车的状态描述如下:
小车42沿导轨41的移动路径上依次设有第一位置、第二位置和第三位置。当小车42处在第一位置时,外漏斗51的下端口与处在工作状态的熔炼炉32的投料口321上下正对。当小车42处在第二位置时,集尘罩63的集尘口与处在工作状态的熔炼炉32的投料口321上下正对。当小车42处在第三位置时,小车42与倾翻平台31的转动路径上下错开。仅当小车42处于第一位置时,外漏斗51与内漏斗52可进行对接或分离。
简述本发明的工作过程:一种放射性核废金属熔炼上料方法,应用于上述的放射性核废金属熔炼上料总成,执行熔炼上料操作之前,放射性核废金属熔炼上料总成处在初始状态,在初始状态下:
a、熔炼炉32处在工作状态;
b、小车42处在第一位置;
c、内漏斗52与外漏斗51对接;
d、带式输送机A处在输送状态;
e、电动推杆B45伸入定位套筒46的内孔。
所述熔炼上料的步骤如下:
S01、冷炉投料:
a、将金属块通过物料入口21送入垂直提升机2,垂直提升机2将金属块从一层空间提升至二层空间后,驱动金属块从物料出口22排出到垂直提升机2外部;
b、金属块从物料出口22排出后,通过带式输送机A的进料端A进入输送带A722上,金属块随着输送带A722向带式输送机A的排料端A移动;
c、金属块从带式输送机A的排料端A排出后,通过内漏斗52进入熔炼炉32的熔炼腔中;
d、投料完成后,卷扬机733启动,拉动带式输送机A绕第一铰接处7211向上转动,使带式输送机A由输送状态转变为避让状态;
e、通过行吊下端的吊钩勾住内漏斗52上端的挂耳,再操控行吊将内漏斗52向上提起,使内漏斗52与外漏斗51完全分离。
本步骤中,所述金属块由核废金属碎料经金属压缩打包机压缩打包而成。
本步骤中,当内漏斗与外漏斗对接时,内漏斗的下端口与熔炼炉的熔炼腔的底面之间间距为0-5cm;内漏斗的下端口中设置有一次性的软垫,软垫的溶解温度在200-500℃之间;软垫起到缓冲作用,避免熔炼炉的熔炼腔的底面被金属块砸伤。
S02、金属熔炼:
a、电动推杆B45退出定位套筒46的内孔,以解除小车42的位置锁定,然后小车42由第一位置移动至第二位置,使集尘罩63的下端口正对熔炼炉32的投料口321;
b、启动熔炼炉的加热功能,对金属块进行熔炼;熔炼过程中,一方面,确保负压除尘器持续运行,使熔炼产生的挥发气体通过集尘罩63进入负压除尘器,气体中的放射性核素被截留在负压除尘器的滤芯中,过滤后的气体通过负压除尘器排放到大气中,另一方面,对熔炼产生的炉渣进行实时人工清理;
c、熔炼完成后,驱动小车由第二位置移动至第三位置,使小车42与倾翻平台31的转动路径上下错开;
d、控制翻转液压缸33动作,使熔炼炉32内的熔炼液依次通过投料口321和引流槽322排出,进入后续的铸造设备,以铸造所需的零部件。
本步骤中,在熔炼过程中,集尘罩63与投料口321存在高度差,以便于观察熔炼炉32内的情况,若出现熔炼液结壳现象,则立即进行人工干预,以避免炸炉。
Claims (5)
1.放射性核废金属熔炼上料方法,基于金属熔炼上料总成;其特征是:所述的金属熔炼上料总成,包括总框架、垂直提升机、熔炼炉组件、小车组件、投料对接机构、负压除尘机构和物料输送机构;
总框架从下至上依次设有一层底板和二层底板,一层底板与二层底板之间为一层空间,二层底板上端为二层空间,二层底板上设有连通一层空间与二层空间的连通口;
垂直提升机固定安装在总框架上,并位于一层空间与二层空间之间;其下端设有连通至一层空间的物料入口,上端设有连通至二层空间的物料出口;
熔炼炉组件包括倾翻平台、熔炼炉和翻转液压缸;倾翻平台铰接安装在二层底板的连通口处,并绕铰接处做竖直平面的转动;熔炼炉内部设有熔炼腔,熔炼炉上端设有连通至熔炼腔的投料口和连通至投料口的引流槽,熔炼炉在外壁上端与倾翻平台固定连接,并位于二层底板的连通口处,并位于一层空间与二层空间之间;翻转液压缸设置在一层底板与熔炼炉之间,其下端铰接在一层底板上,上端与倾翻平台的下表面铰接,其用于驱动倾翻平台绕其铰接处转动,进而带动熔炼炉转动,使熔炼炉在工作状态与倒料状态之间转换;熔炼炉在工作状态下呈竖直姿态,投料口竖直朝上;熔炼炉在倒料状态下呈倾斜姿态,熔炼腔中的液体可通过投料口和引流槽倒出;
小车组件包括导轨、小车、电动推杆B和定位套筒;导轨的数量为两条,两条导轨相互平行布置固定安装在二层底板上,并分布在熔炼炉的投料口的两侧;两条导轨均垂直于熔炼炉的引流槽布置,其中一条导轨相对靠近引流槽,另一条导轨相对远离引流槽;小车包括车体和电动轮;车体上设有镂空孔A和镂空孔B;电动轮安装在车体下端;小车通过电动轮活动安装在两条导轨上;电动推杆B固定连接在在小车的车体的一端,并做竖直方向的升降移动;定位套筒固定安装在倾翻平台上,并位于电动推杆B45的下端;
当小车位于第一位置时,电动推杆B与定位套筒上下正对,电动推杆B伸入定位套筒的内孔即将小车的位置锁定;
投料对接机构包括外漏斗、内漏斗和行吊;外漏斗固定安装在车体的镂空孔A中,并呈上大下小的喇叭口形;内漏斗呈上大下小的喇叭口形,并与外漏斗的内孔形状吻合,其上端设有用于对接行吊的挂耳;行吊安装在二层空间内,其用于控制内漏斗移动,进而使内漏斗与外漏斗对接或分离;当内漏斗与外漏斗对接时,内漏斗的下端口通过熔炼炉的投料口伸入熔炼炉的熔炼腔中;
负压除尘机构包括集尘罩和负压除尘器;集尘罩安装在小车上,并位于小车的镂空孔B中,集尘罩内部设有气路通道,气路通道在集尘罩的两端分别形成集尘口和排尘口,排尘口和集尘口分别位于镂空孔B的上端和下端;负压除尘器上设有进气口和排气口,负压除尘器内部设有滤芯,负压除尘器的进气口与集尘罩的排尘口通过气管连接;
物料输送机构包括支座、带式输送机A和上部牵拉组件;支座固定安装在二层空间内;带式输送机A包括架体A和安装在架体A上的输送带A;带式输送机A沿输送带A输送方向的两端分别设有进料端A和排料端A;架体A从一端至另一端依次设有第一铰接处、第二铰接处和第三铰接处,架体A通过第一铰接处铰接安装在支座上,带式输送机A绕第一铰接处的转动路径位于竖直平面内;上部牵拉组件包括连接架、钢缆和卷扬机;连接架下端铰接在架体A的第三铰接处上;钢缆下端与连接架的上端连接,钢缆上端绕设在卷扬机上;卷扬机固定安装在支座上,卷扬机通过收放钢缆驱动带式输送机A绕第一铰接处转动,进而使带式输送机A在输送状态与避让状态之间转换,带式输送机A在输送状态下,其进料端A紧邻并正对垂直提升机的物料出口,排料端A位于熔炼炉的投料口的正上方,以实现物料的输送;带式输送机A在避让状态下,其避开内漏斗的升降移动路径、熔炼炉的翻转路径和倾翻平台的翻转路径;小车沿导轨的移动路径上依次设有第一位置、第二位置和第三位置;当小车处在第一位置时,外漏斗的下端口与处在工作状态的熔炼炉的投料口上下正对;当小车处在第二位置时,集尘罩的下端口与处在工作状态的熔炼炉的投料口上下正对;当小车处在第三位置时,小车与倾翻平台的转动路径上下错开;仅当小车处于第一位置时,外漏斗与内漏斗可进行对接或分离;
执行熔炼上料操作之前,金属熔炼上料总成处在初始状态,在初始状态下:
a、熔炼炉处在工作状态;
b、小车处在第一位置;
c、内漏斗与外漏斗对接;
d、带式输送机A处在输送状态;
e、电动推杆B伸入定位套筒的内孔;
所述熔炼上料的步骤如下:
S01、冷炉投料:
a、将金属块通过物料入口送入垂直提升机,垂直提升机将金属块从一层空间提升至二层空间后,驱动金属块从物料出口排出到垂直提升机外部;
b、金属块从物料出口排出后,通过带式输送机A的进料端A进入输送带A上,金属块随着输送带A向带式输送机A的排料端A移动;
c、金属块从带式输送机A的排料端A排出后,通过内漏斗进入熔炼炉的熔炼腔中;
d、投料完成后,卷扬机启动,拉动带式输送机A绕第一铰接处向上转动,使带式输送机A由输送状态转变为避让状态;
e、通过行吊下端的吊钩勾住内漏斗上端的挂耳,再操控行吊将内漏斗向上提起,使内漏斗与外漏斗完全分离;
S02、金属熔炼:
a、电动推杆B退出定位套筒的内孔,以解除小车的位置锁定,然后小车由第一位置移动至第二位置,使集尘罩的集尘口正对熔炼炉的投料口;
b、启动熔炼炉的加热功能,对金属块进行熔炼;熔炼过程中,一方面,确保负压除尘器持续运行,使熔炼产生的挥发气体通过集尘罩进入负压除尘器,气体中的放射性核素被截留在负压除尘器的滤芯中,过滤后的气体通过负压除尘器排放到大气中,另一方面,对熔炼产生的炉渣进行实时人工清理;
c、熔炼完成后,驱动小车由第二位置移动至第三位置,使小车与倾翻平台的转动路径上下错开;
d、控制翻转液压缸动作,使熔炼炉内的熔炼液依次通过投料口和引流槽排出,进入后续的铸造设备,以铸造所需的零部件。
2.如权利要求1所述的放射性核废金属熔炼上料方法,其特征是:S02步骤中,在熔炼过程中,集尘罩与投料口之间存在高度差,以便于观察熔炼炉内的情况,若出现熔炼液结壳现象,则立即进行人工干预,以避免炸炉。
3.如权利要求2所述的放射性核废金属熔炼上料方法,其特征是:S01步骤中,当内漏斗与外漏斗对接时,内漏斗的下端口与熔炼炉的熔炼腔的底面之间间距为0-5cm;内漏斗的下端口中设置有一次性的软垫,软垫的溶解温度在200-500℃之间;软垫起到缓冲作用,避免熔炼炉的熔炼腔的底面被金属块砸伤。
4.如权利要求3所述的放射性核废金属熔炼上料方法,其特征是:S01步骤中,所述金属块由核废金属碎料经金属压缩打包机压缩打包而成。
5.如权利要求3所述的放射性核废金属熔炼上料方法,其特征是:小车组件还包括万向球座和钢球,万向球座下端固定安装在二层底板或倾翻平台上,并位于相对靠近引流槽的一条导轨的外侧,万向球座上端设有用于容纳钢球的球形凹坑,钢球活动安装在万向球座的球形凹坑中;万向球座的数量有多个,所有的万向球座间隔布置,并排成平行于导轨的一列;当小车沿导轨移动到任意位置时,至少有一个万向球座上的钢球与小车的车体下表面接触;相应的,小车的车体为具有四个顶角的矩形框架,电动轮仅设置在车体下端的三个顶角处,在车体相对靠近引流槽的一个顶角的下端未设置电动轮;在小车移动过程中,通过钢球对小车进行辅助支承,保证了小车移动过程中的稳定性。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111426661.7A CN114132765B (zh) | 2021-11-27 | 2021-11-27 | 放射性核废金属熔炼上料方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111426661.7A CN114132765B (zh) | 2021-11-27 | 2021-11-27 | 放射性核废金属熔炼上料方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114132765A true CN114132765A (zh) | 2022-03-04 |
CN114132765B CN114132765B (zh) | 2024-03-19 |
Family
ID=80388344
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202111426661.7A Active CN114132765B (zh) | 2021-11-27 | 2021-11-27 | 放射性核废金属熔炼上料方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114132765B (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114155987A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-08 | 南华大学 | 放射性核废金属的去污方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002066304A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-05 | Plantec Inc | 感染性廃棄物梱包の自動供給設備及びその自動供給方法 |
CN203652631U (zh) * | 2013-12-23 | 2014-06-18 | 黄翔鸥 | 用于涂覆机的装缷料机构 |
CN204096524U (zh) * | 2014-09-05 | 2015-01-14 | 俊杰机械(深圳)有限公司 | 自动升降翻转上料装置 |
CN205855228U (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 甘源食品股份有限公司 | 一种自动化物料输运小车 |
CN207957021U (zh) * | 2018-02-08 | 2018-10-12 | 扬州澄露环境工程有限公司 | 用于固体废弃物处理的上料装置 |
CN210717632U (zh) * | 2019-09-06 | 2020-06-09 | 江苏唐电电力工程设计有限公司 | 一种生物质炉前给料装置 |
CN112623783A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-09 | 湖北三江航天江河化工科技有限公司 | 一种可移动混合锅原位翻转出料装置及其操作方法 |
-
2021
- 2021-11-27 CN CN202111426661.7A patent/CN114132765B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002066304A (ja) * | 2000-08-28 | 2002-03-05 | Plantec Inc | 感染性廃棄物梱包の自動供給設備及びその自動供給方法 |
CN203652631U (zh) * | 2013-12-23 | 2014-06-18 | 黄翔鸥 | 用于涂覆机的装缷料机构 |
CN204096524U (zh) * | 2014-09-05 | 2015-01-14 | 俊杰机械(深圳)有限公司 | 自动升降翻转上料装置 |
CN205855228U (zh) * | 2016-08-16 | 2017-01-04 | 甘源食品股份有限公司 | 一种自动化物料输运小车 |
CN207957021U (zh) * | 2018-02-08 | 2018-10-12 | 扬州澄露环境工程有限公司 | 用于固体废弃物处理的上料装置 |
CN210717632U (zh) * | 2019-09-06 | 2020-06-09 | 江苏唐电电力工程设计有限公司 | 一种生物质炉前给料装置 |
CN112623783A (zh) * | 2020-11-17 | 2021-04-09 | 湖北三江航天江河化工科技有限公司 | 一种可移动混合锅原位翻转出料装置及其操作方法 |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114155987A (zh) * | 2021-11-27 | 2022-03-08 | 南华大学 | 放射性核废金属的去污方法 |
CN114155987B (zh) * | 2021-11-27 | 2024-04-19 | 南华大学 | 放射性核废金属的去污方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114132765B (zh) | 2024-03-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114084608A (zh) | 放射性核废金属熔炼上料总成 | |
Hesson et al. | Description and proposed operation of the fuel cycle facility for the second experimental breeder reactor (EBR-II) | |
CN114132765B (zh) | 放射性核废金属熔炼上料方法 | |
CN114242298A (zh) | 核废料封存容器制备方法 | |
JP6353854B2 (ja) | 汚染されたスクラップを集約するための熔解装置 | |
CN114155986B (zh) | 放射性核废金属的去污系统 | |
CN114242297A (zh) | 核废料封存容器制备系统 | |
CN114131343A (zh) | 用于去除核废金属放射性的专用钢丸制备方法 | |
CN114155987B (zh) | 放射性核废金属的去污方法 | |
CN111842869B (zh) | 一种钢水集成处理装置及其系统 | |
CN114131032A (zh) | 用于去除核废金属放射性的专用钢丸制备系统 | |
CN218270221U (zh) | 台车退卸装置 | |
CN218168645U (zh) | 一种多功能球化系统 | |
JPH07280459A (ja) | 排滓機の掻板レベル設定装置 | |
CN218289625U (zh) | 一种驱水棉自动提升加料装置 | |
CN218907313U (zh) | 一种用于铝灰生产的运输设备 | |
CN217026097U (zh) | 一种白银自动化生产线 | |
CN214827345U (zh) | 一种碳化硅密闭炉取料机 | |
JPH0262036B2 (zh) | ||
JPS6133158B2 (zh) | ||
JP7241010B2 (ja) | 作業装置の案内方法および放射性廃棄物の処理装置 | |
CN107457374A (zh) | 浇铸系统 | |
JP2006193567A (ja) | コークスの集塵装置及び集塵方法 | |
JP3062093B2 (ja) | 連続鋳造設備のタンディッシュ保守装置 | |
JPH0566516B2 (zh) |
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 |