CS199308B1 - Způsob zatavování radioaktivního odpadu do skloviny a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

(⁵⁴) Způsob zatavování radioaktivního odpadu do skloviny a zařízení k provádění tohoto způsobu

Vynález se týká způsobu zatavování radioaktivního odpadu do skloviny, při kterém se radioaktivní odpad a éklotvorné suroviny zahřívají na taviči teplotu elektrickým indukčním ohřevem a získaná tavenina se vypouští do nádoby určené k trvalému uložení, a zařízení k provádění způsobu, sestávající z taviči nádoby, která má v průřezu tvar kruhu nebo elipsy, je obklopena induktorem a opatřena v horní části násypkou a v dolní části výtokem, pod kterým je jímací nádoba.

Fixace radioaktivních odpadů jejich zotavováním do sklotvorných látek nebo hornin vyžaduje specifické podmínky určované především aktivitou prostředí. Z důvodů prostorových, manipulačních, hermetizačnich a exhalačních se způsob otopu zužuje na oblast vytápění elektrickou energií. Z uvedených důvodů se však nehodí ani způsoby a hlavně elektrické pece, kterých se používá ve sklářském průmyslu k tavení skel.

Ve francouzském patentovém spise č. 2,054.464 je popsán způsob zatavování’ produktů štěpení do skloviny, jehož podstata spočívá v tom, že kalcinované produkty štěpení a látky, a nimiž tyto tvoří sklovinu, se zahřívají indukcí elektrického proudu o vysoké frekvenci, tj. 10 kHz až 10 MHz a utavené sklo se vypouští po indukčním ohřevu ztuhlé hmoty ve výtoku do jímací nádoby určené k trvalému skladování. Tavení se začíná pomocí kovových třísek, např. z hliníku nebo železa, nebo použitím skla jiného složení, s nižší tavící teplotou, než mé potom použité zátavové sklo. Obsahují-li kalcinované produkty molybden, používá se k zatavování fosforečného skla, obsahují-li kalcinované produkty hliník, používá se zatavování křemičitého skla. K rpovádění způsobu slouží taviči nádoba z elektricky izolačního žáruvzdorného materiálu, která má ve vodorovném průřezu tvar kruhu a je obklopena induktorem napojeným na zdroj vysokofrekvenčního proudu a chladicími trubkami. V horní části taviči nádoby je násypka pro radioaktivní kalcinát a násypka pro sklotvorné látky, ve dně taviči nádoby je uprostřed výtok obklopený rovněž induk199 308

198 308 torem. Indukcí je vytápěna i jímací nádoba umístěná pod výtokem. Zařízení jako celek je pak umístěno v uzavřeném prostoru, který je silně odizolován od okolí.

Vysokou frekvencí se zahřívají i dielektrika, takže ee nežádoucím způsobem zahřívají i ostatní části pece, které nejsou v přímé souvislosti s tavicím procesem. Protože tavení se provádí přímo indukčním ohřevem, je nutno při netavení používat kovových třísek nebo nízkotavitelných sklovin. Vlastní tavení probíhá vertikálně v poměrně silné vrstvě a výtok muaí být rovnťž vyhříván. Mimoto výplach po skončení tavby nebo při přechodu na jinou sklovinu je obtížný a zdlouhavý.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem podle vynálezu, jehož podstata dpočívá v tom, že tavení se provádí elektrickou indukcí střední frekvence a probíhá v horizontálním směru, přičemž hladina taveniny ae udržuje na úrovni nepřesahující o 10 % horní hranu výtoku. K tomu slouží zařízení, jehož podstata spočívá v tom, že tavící nádoba má tvar kruhu případně elipsy ve svislém průřezu, induktor je napojen na zdroj středofrekvenčního proudu a výtok je umístěn v poslední čtvrtině délky taviči nádoby směrem od zakládacího prostoru. S výhodou je tavící nádoba opatřena čepem a naklápěcím mechanismem.

Středofrekvenční proud stačí k přímému nebo nepřímému tavení surovin, které probíhá v horizontálním směru v poměrně velmi tenké vrstvě, aniž by se ohřívaly součásti zařízení vyrobené z dielektrik. Pláěí pece není nutno ehláditta výtok není nutno zahřívat, při začátku tavení není nutné používat kovových tříáek ani skel jiného složeni. Po skončení tavby je v peci malý objem zbytkové taveniny, který se náklonem omezí na minimum , a výhodou je i snadno proveditelná dekontaminace pece po ukončení provozního cyklu.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde představuje obr. 1 nárysný osový řez zařízení a obr. 2 bokorysný řez tavící nádobou v linii A-A z obr. 1.

Taviči nádoba 1 sestává z boční stěny 2, předního čela a zadního čela 4 (obr.l) Boční stěna 2 má ve svislém průřezu tvar kruhu (obr. 2), je možné věak i provedení ve tvaru elipsy. Taviči nádobu 1 tvoří kovový pláši 5 z auatenitické oceli nebo případně platiny, obalený izolací 6 ze žáruvzdorných vláken a obklopený na boční stěně 2 induktorem 2 napojeným na zdroj 8 středofrekvenčního proudu. U předního čela 2 je zakládací prostor g , do něhož je shora zasazena násypka IQ a odtokem 11 plynných zplodin fixace.

U zadního čela 4 je v poslední čtvrtině čfélky taviči nádoby 1 výtok 12, pod nímž je umíetěna jímací nádoba 1^. V předním čele je pozorovací otvor , v zadním čele £ měřicí otvor ljj. Taviči nádoba 1 je opatřena na výtokové straně čepem 16 a na straně zakládacího prostoru g naklápěeím mechanismem 1J. lavicí nádoba 1 a příslušenstvím je nm-fatěna v uzavřeném prostoru 18 a izolačními stěnami 19 a celý proces je ovládán neznázorněnými manipulačními a regulačními prostředky umístěnými vně uzavřeného prostoru 18.

Zařízení funguje následovně:

Směs radioaktivního odpadu a sklotvorných látek ve formě frity, kalcinovaného prášku, suspenze nebo roztoku se dodává násypkou 10 do zakládacího prostoru g u předního čela Středofrekvenčnim proudem 50 Hz až 10 Hz ae zahřívá kovový pláši 5 a od něho aměa určená k tavení. V případě agresivních sklovin je kovový plášť 5 vyložen ještě žáruvzdornou vyzdívkou, která není znázorněna, tato se zahřeje a předá teplo směsi, která se zahřeje až na taviči teplotu.

Směs se roztaví a vyčeří a proudí horizontálně směrem k výtoku 12. Přitom ae plynná zplodiny fixace odstraňují odtahem 11 mimo uzavřený prostor 18 . Jakmile hladina taveniny 20 dosáhne úrovně horní hrany výtoku 12, začne tavenina 20 vytékat výtokem 12 do jímací nádoby 1^. Při periodickém odběru se přeruší dodávání směai do násypky, hladina taveniny 20 klesne a tavenina 20 přestane vytékat. Při přerušení procesu nebo přechodu na jinou taveninu se zvedne naklápěcí mechanismus 12, tavenina 20 steče k výtoku 12, načež se provedou další opatření, jako výplach, dekontaminace taviči nádoby 1 apod.

199 308

Způsob a zařízení jsou určeny především k nepřetržitému i přetržitému zatavoyání radioaktivního odpadu do skloviny, je možno jich však použít i k tavení jiných materiálů, které vyžadují obdobné zvláštní podmínky, např. hornin a pod·

Claims (2)

3 199 308 Způsob a zařízení jsou určeny především k nepřetržitému i přetržitému zatavoyáníradioaktivního odpadu do skloviny, je možno jich však použít i k tavení jiných materiálů,které vyžadují obdobné zvláštní podmínky, např· hornin a pod· PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob zatavování radioaktivního odpadu do skloviny, při kterém se radioaktivní odpad a sklotvorné suroviny zahřívají na taviči teplotu elektrickým indukčním ohře-vem a získaná tavenina se vypouští do nádoby určené k trvalému uložení, vyznačujícíse tím, že tavení se provádí elektrickou indukcí střední frekvence a probíhá v ho-rizontálním směru, přičemž hladina taveniny se udržuje na úrovni nepřesahující o 10 %horní hránu výtoku.

2« Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, sestávající z tavící nádoby, která je ob-klopena induktorem a opatřena v horní části násypkou a v dolní části výtokem, pod kte-rým je jímací nádoba, vyzančené tím, že taviči nádoba (1) má tvar krhu případně elipsyve svislém průřezu, induktor (7) je napojen na zdroj (8) středofrekvenčního proudu avýtok (12) je umístěn v poslední čtvrtině délky taviči nádoby (1) směrem od zakládacíhoprostoru (9). 2 výkresy i