CS199309B1 - Způsob zatavovóní radioaktivního odpadu do skloviny a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zatavování radioaktivního odpgdu do skloviny, při kterém se radioaktivní odpad a sklotvorné suřoviny zahřívají na taviči teplotu elektrickým indukčnám ohřevem a získaná tavenina se vypouětí do nádoby určené k trvalému uložení. Vynález se týká také zařízení k provádění způsobu sestávajícího z válcovité nádoby, jejíž plášť je obklopen induktorem, opatřené v horní čésti víkem s násypkami a v dolní čésti dutým zvýšeným středovým výtokem, pod kterým je jímací nádoba.

Fixace radioaktivního odpadu jejich zatavování do sklotvornýeh látek nebo hornin vyžaduje specifické podmínky určované především aktivitou prostředí. Z důvodů .prostorových, manipulačních, hermetizačních a exhalačních se způsob otopu zužuje na oblast vytápění elektrickou energiío 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, s nimiž vytvoří sklovinu,<se zahřívají indukcí elektrického proudu o vysoké frek věnci, tj. 10 kHz až 10 MHZ a utavené sklo se vypouští po indukčním ohřevu ztuhlé hmoty ve výtoku do jímací nádoby určené k trvalému akládovéní. Tavení se začíná pomocí kovových třísek, např. z hliníku nebo ze železa, nebo použitím skla jiného složení, s nižší tavící teplotou, než má potom použité zátavové sklo. Obsahují-li kalcinované produkty molyb^ den, používá se k zatavování fosforečného skla, obsahují-li kalcinované produkty hliník, používá ae k zatavování křemičitého skla. K provádění způsobu slouží válcovitá taviči nádoba z elektricky izolačního žáruvzdorného materiálu, jejíž plášť je obklopen induktorem napojeným na zdroj vysokofrekvenčního proudu a chladícími trubkami. V horní čésti je nádoba Opatřena víkem s násypkou pro radioaktivní kalcinát s násypkou pro sklotvorné látky, uprostřed dna je zvýšený výtok vybavený topným induktorem. Zařízení jako celek je u

199509 umístěno v uzavřeném prostoru, který je silně odizolován od okolí»

Vysokou frekvencí se zahřívají i dielektrika, takže se nežádoucím způsobem zahřívají i ostatní části pece, které nejsou v přímé souvislosti s tavícím procesem, Protože tavení se provádí přímo indukčním ohřevem, je nutno při netavení používat kovových třísek nebo nízkotavitelnýeh sklovin. Výtok musí být rovněž vyhříván. Řízení tavícího procesu je obtížně regulovatelné, protože schází údaje o teplotě v různých rovinách, zejména údaje o ukončení tavby při přetržitém tavícím procesu.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že tavení se provádí elektrickou indukcí střední frekvence, během tavení se měří a reguluje teplota povrchu pláště taviči nádoby a tavenina se v oblasti výtoku zachlazuje, načež po ukončení tavby se chlazení přeruší za účelem vypuštění taveniny.

K tomu slouží zařízení, jehož podstata spočívá v tom, že induktor je napojen na zdroj středofrekvenčního proudu, v izolační vrstvě je nejméně jeden otvor pro měření teploty pláště taviči nádoby a mezu výpustním otvorem a jímací nádobou je chladící zařízení.

Středofrekvenční proud stačí k přímému nebo nepřímému utavení surovin, aniž by se nadměrně zahřívaly součásti zařízení vyrobené z dielektrik. Plášť není nutno chladit a výtok není nutné vyhřívat, při začátku tavení není nutné používat kovových třísek ani skel jiného složení. Měření teploty pláště umožňuje sledovat postup tavení a na základě zjištěných hodnot optimalizovat průběh tavícího procesu a zjistit dobu ukončení tavby. Vypouštění taveniny se děje přerušením chlazení, které technologicky, konstrukčně i energeticky jé méně náročné než zahřívání výtoku.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a schematicky znázorněná na připojených výkresech, z nichž představuje obr. .1 nárysný osový řez zařízením obr. 2 detailní osový řez výtokovou částí s další variantou provedení chladicího zařízení.

Válcovitá taviči nádoba 1 sestává z pláště 2 dna 2 a navrchu je uzavřena víkem 4.· Plášť 2 dno 2 i víko 4 josu z auetenitické oceli nebo platiny, v případě silně korozivníeh sklovin jsou opatřeny uvnitř ještě vrstvou ze žáruvzdorného materiálu odolného vůči korozivním účinkům těchto sklovin. Plášť 2, dno 2 i víko £ jsou obaleny izolační vrstvou 2 ze žáruvzdorných vláken a plášť 2 je obklopen induktorem 6 napojeným na zdroj £ středofrekvenčního proudu. Ve dně 2 je dutý středový zvýšený výtek 8 s výpustním otvorem 2 na vrchní části. Do víka 4 ústí dvojice nésypek_10 a ll_a do víka 4 je zasazen odtah 12 plynných splodin fixace. V izolační vrstvě £ pláště 2 jsou otvory 12» 14 pro měření teploty pláště 2. Na výkresech jsou znázorněny dva otvory, je možná však i provedení s více otvory 12, 1$ v různých rovinách. Pod výtokem 8 je jímací nádoba 15 a mezi výpustním otvorem 2 a jímací nádobou ljj je umístěno chladicí zařízení 16. Může je tvořit např. foukací tryska ( obr. 1 ) napojené na neznázorněný zdroj tlakového chladicího media, např. vzduchu, nebo ( obr.2) odsávací trubice zasazené do dutiny výtoku 8 a napojená na neznázorněné odsávací zařízení. Celé zařízení je umístěno v uzavřeném prostorní lj tvořeném stěnaná 18, které důkladně izolují zařízení od okolí, v němž jsou neznázorněné manipulační a regulační mechanismy.

Zařízení funguje následovně:

Směs radioaktivního odpadu a sklotvorných látek ve formě frity, kalciovaného prášku nebo roztoku se dodává dvojicí násypek 10 do taviči nádoby 1. Středofrekvenčním proudem 50 Hz až 10 kHz se zahřívá plášť 2 z kovu a od něho směs určená k tavení, v případě silně agresivních sklovin přes korozivzdornou vrstvu, až na taviči teplotu. Během tavení se chladicím zařízením 16 zachlazuje oblast výtoku 8 a plynné zplodiny fixace se odstraňují odtahem 12. Otvory 12, 14 a® měří teplota pláště 2 a podle naměřených hodnot se regulují topné proudy do induktoru 6. Když naměřené teploty signalizují ukončení tavby, přeruší se činnost chladicího zařízení 16 a tavenina vyteče do jímací nádoby 1£

199 309

Po vytečení se začne výtok 8 chladit a celý postup se opakuje. Při odstaveni zařízení nebo při přechodu na jiný druh zatavovací skloviny se zařízení několikrát propláchne taveninou prostou radioaktivních látek.

Způsob a zařízení jsou určeny k přetržitému procesu zatavování 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)

1. Způsob zatavování radioaktivního odpadu do skloviny, při kterém se radioaktivní odpad a sklotvorné suroviny zahřívají na taviči teplotu elektrickým indukčním ohřevem a získaná tavenina ee vypouští do nádoby určené k trvalému uložení, vyznačující se tím, že tavení se provádí elektrickou indukcí střední frekvence, během tavení se měří a reguluje teplota povrchu pláště taviči nádoby, tavenina se v oblasti výtoku zachlazuje, načež po ukončení tavby ae chlazení přeruší a tavenina se vypusí.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, sestávající z válcovité nádoby, jejíž pléšt je obklopen induktorem, opatřené v horní části víkem s násypkami a v dolní části dutým zvýšeným středovým výtokem, pod kterým je jímací nádoba, vyznačené tím, že induktor (6) je napojen na zdroj (7) středofrekvenčního proudu, v izolační vrstvě (5) je nejméně jeden otvor (13) pro měření teploty pláště (2) taviči nádoby (1) a mezi výpustním otvorem (9) a jímací nádobou (15) je chladicí zařízení (16).