EA040413B1 - RADIOACTIVE WASTE PROCESSING FACILITY - Google Patents

RADIOACTIVE WASTE PROCESSING FACILITY Download PDF

Info

Publication number
EA040413B1
EA040413B1 EA201992867 EA040413B1 EA 040413 B1 EA040413 B1 EA 040413B1 EA 201992867 EA201992867 EA 201992867 EA 040413 B1 EA040413 B1 EA 040413B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
module
installation
radioactive waste
control module
internal environment
Prior art date
Application number
EA201992867
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Анатольевич Полканов
Владимир Николаевич Розин
Александр Никитович Шаров
Александр Павлович Щукин
Original Assignee
Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом")
Акционерное Общество "Наука И Инновации" (Ао "Наука И Инновации")
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом"), Акционерное Общество "Наука И Инновации" (Ао "Наука И Инновации") filed Critical Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом")
Publication of EA040413B1 publication Critical patent/EA040413B1/en

Links

Description

Заявляемое изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано для переработки радиоактивных отходов низкого и среднего уровней активности, в частности реакторов типаThe claimed invention relates to the field of nuclear energy and can be used for processing radioactive waste of low and medium activity levels, in particular reactors of the type

ВВЭР, РБМК и других ядерных энергетических установок.VVER, RBMK and other nuclear power plants.

Известно устройство для переработки радиоактивных и токсичных отходов, содержащих целлюлозу, полимеры, резину, ПВХ, а также негорючие примеси, такие как стекло и металлы, с последующим плавлением образующихся продуктов сгорания до получения монолитного продукта (патент РФ № 2107347).A device is known for processing radioactive and toxic waste containing cellulose, polymers, rubber, PVC, as well as non-combustible impurities such as glass and metals, followed by melting the resulting combustion products to obtain a monolithic product (RF patent No. 2107347).

Недостатками известного устройства являются низкая производительность системы загрузки, большой объем дымовых газов, недостаточная степень очистки отходящих газов от аэрозолей и радионуклидов, отсутствие автоматического или автоматизированного режима переработки радиоактивных отходов.The disadvantages of the known device are the low performance of the loading system, the large volume of flue gases, the insufficient degree of purification of exhaust gases from aerosols and radionuclides, the lack of automatic or automated processing of radioactive waste.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является установка для переработки радиоактивных отходов, приведенная в описании изобретения к патенту РФ № 2320038, содержащая узел загрузки отходов, плазменную шахтную печь с плавителем в подовой части печи и узлом слива шлака, соединенным с боксом для приема шлакового расплава, устройство для подачи воздуха в печь и камеру сжигания пирогаза, испарительный теплообменник для резкого снижения температуры отходящих газов, систему газоочистки, содержащую рукавный фильтр, теплообменное устройство и скруббер, насосы и емкости для реагентов и продуктов переработки, арматуру.The closest analogue of the claimed invention is a plant for processing radioactive waste, given in the description of the invention to the patent of the Russian Federation No. for supplying air to the furnace and the pyrogas combustion chamber, an evaporative heat exchanger for a sharp decrease in the temperature of the exhaust gases, a gas cleaning system containing a bag filter, a heat exchanger and a scrubber, pumps and tanks for reagents and processed products, fittings.

Недостатками указанного технического решения являются невозможность внесения изменений и переналадки процесса переработки радиоактивных отходов в зависимости от типа отходов, низкая эффективность переработки радиоактивных отходов и сниженная износостойкость в связи с использованием критически высоких технологических параметров.The disadvantages of this technical solution are the impossibility of making changes and readjusting the radioactive waste processing process depending on the type of waste, low efficiency of radioactive waste processing and reduced wear resistance due to the use of critically high technological parameters.

Задачей, решаемой заявляемым изобретением, является расширение функциональных возможностей, повышение износостойкости и эффективности работы установки. Технический результат изобретения заключается в обеспечении адаптивного режима работы установки, при котором радиоактивные отходы разного уровня активности перерабатываются в автоматическом или автоматизированном режиме, при одновременном повышении износостойкости установки.The problem solved by the claimed invention is to expand the functionality, increase wear resistance and efficiency of the installation. The technical result of the invention is to provide an adaptive operating mode of the installation, in which radioactive waste of different levels of activity is processed in an automatic or automated mode, while increasing the wear resistance of the installation.

Указанный технический результат достигается тем, что установка для переработки радиоактивных отходов, включающая узел загрузки отходов, плазменную шахтную печь с плавителем в ее подовой части и узлом слива шлака, соединенным с боксом для приема шлакового расплава, устройство для подачи воздуха в печь и камеру сжигания пирогаза, испарительный теплообменник для резкого снижения температуры отходящих газов, систему газоочистки, содержащую рукавный фильтр, теплообменное устройство и скруббер, насосы и емкости для реагентов и продуктов переработки, арматуру, согласно изобретению дополнительно снабжена по меньшей мере одним управляющим модулем и электрически соединенными с ним модулем контроля узла слива шлака, модулем контроля состояния внутренней среды, модулем состояния оборудования и, по меньшей мере, одним газоаналитическим модулем, при этом управляющий модуль также электрически связан с электрооборудованием узла загрузки отходов, плазменной шахтной печи, бокса для приема шлакового расплава и электрооборудованием устройства для подачи воздуха в печь и в камеру сжигания пирогаза, а модуль контроля узла слива шлака электрически связан с электрооборудованием узла слива шлака.This technical result is achieved by the fact that a plant for processing radioactive waste, including a waste loading unit, a plasma shaft furnace with a melter in its bottom part and a slag drain unit connected to a box for receiving slag melt, a device for supplying air to the furnace and a pyrogas combustion chamber , an evaporative heat exchanger for a sharp decrease in the temperature of the exhaust gases, a gas cleaning system containing a bag filter, a heat exchanger and a scrubber, pumps and tanks for reagents and processed products, fittings, according to the invention, are additionally equipped with at least one control module and a control module electrically connected to it slag discharge unit, a module for monitoring the state of the internal environment, an equipment state module and at least one gas analysis module, while the control module is also electrically connected to the electrical equipment of the waste loading unit, the plasma shaft furnace, the box for receiving slag dispersal lava and electrical equipment of the device for supplying air to the furnace and pyrogas combustion chamber, and the control module of the slag discharge unit is electrically connected to the electrical equipment of the slag discharge unit.

Модуль контроля узла слива шлака может включать в себя цифровую видеокамеру, датчик температуры сливаемого шлака, оптические датчики контроля, установленные внутри секций бокса для приема шлакового расплава, и элементы световой сигнализации, содержащие световые колонны и аварийную кнопку.The control module of the slag discharge unit may include a digital video camera, a temperature sensor of the discharged slag, optical control sensors installed inside the sections of the box for receiving molten slag, and light signaling elements containing light columns and an emergency button.

Модуль контроля состояния внутренней среды может включать в себя по меньшей мере по одному датчику температуры, давления, разряжения и расхода.The module for monitoring the state of the internal environment may include at least one sensor for temperature, pressure, vacuum and flow.

Преимущественно модуль состояния оборудования включает по меньшей мере по одному датчику положения арматуры и работы насосов.Preferably, the equipment status module includes at least one valve position and pump operation sensor.

Газоаналитический модуль может включать в себя датчики измерения концентрации газов: кислорода, оксида углерода, диоксида углерода, оксида азота, диоксида азота, суммарного содержания оксидов азота, диоксида серы и суммарного содержания углеводородов, при этом газоаналитический модуль может быть установлен с возможностью контроля состава пирогаза в газоходе между плазменной шахтной печью и камерой сжигания и/или контроля дымового газа в газоходе между камерой сжигания и испарительным теплообменником и/или на выходе из установки.The gas analytical module may include sensors for measuring the concentration of gases: oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxide, nitrogen dioxide, total content of nitrogen oxides, sulfur dioxide and total hydrocarbon content, while the gas analytical module can be installed with the ability to control the composition of pyrogas in flue gas duct between the plasma shaft furnace and the combustion chamber and/or flue gas control in the flue gas duct between the combustion chamber and the evaporative heat exchanger and/or at the outlet of the plant.

Управляющий модуль может быть оборудован средством хранения информации и средством вывода информации в виде дисплея, управляющий модуль выполнен в виде контроллера и/или компьютера, а входы управляющего модуля могут быть электрически соединены с выходами модуля контроля узла слива шлака, модуля контроля состояния внутренней среды, модуля состояния оборудования и по меньшей мере одного газоаналитического модуля, а выходы управляющего модуля могут быть электрически соединены со входами электрооборудования узла загрузки отходов, плазменной шахтной печи, бокса для приема шлакового расплава и устройства для подачи воздуха в печь и в камеру сжигания пирогаза.The control module can be equipped with a means of storing information and a means of outputting information in the form of a display, the control module is made in the form of a controller and / or a computer, and the inputs of the control module can be electrically connected to the outputs of the control module of the slag discharge unit, the module for monitoring the state of the internal environment, the module state of the equipment and at least one gas analytical module, and the outputs of the control module can be electrically connected to the inputs of the electrical equipment of the waste loading unit, the plasma shaft furnace, the box for receiving the slag melt and the device for supplying air to the furnace and to the pyrogas combustion chamber.

Узел загрузки отходов может быть снабжен загрузочным бункером и соединенным с ним конвейе- 1 040413 ром, а загрузочный бункер может быть оборудован по меньшей мере одним датчиком наличия отходов и по меньшей мере двумя герметичными шиберными затворами, тепловым экраном и загрузочным патрубком.The waste loading unit can be equipped with a loading hopper and a conveyor connected to it, and the loading hopper can be equipped with at least one waste sensor and at least two sealed slide gates, a heat shield and a loading nozzle.

Плазменная шахтная печь может быть снабжена центробежно-струйными форсунками аварийного орошения, установленными в ее верхней части.The plasma shaft furnace can be equipped with centrifugal jet emergency spray nozzles installed in its upper part.

Камера сжигания пирогаза может быть снабжена форкамерой и установленным в крышке форкамеры плазмотроном, а также дополнительным вводом устройства подачи воздуха.The pyrogas combustion chamber can be equipped with a prechamber and a plasma torch installed in the lid of the prechamber, as well as an additional input of an air supply device.

Система газоочистки может быть дополнительно снабжена фильтром-сепаратором и по крайней мере одним фильтром тонкой очистки.The gas cleaning system can be additionally equipped with a separator filter and at least one fine filter.

Плазменная шахтная печь и камера сжигания могут быть снабжены газоотводящей магистралью, оборудованной клапанами аварийного выброса газа и аварийной системой абсорбционной очистки, а узел слива шлака может содержать сливной блок с центральным отверстием и стопором.The plasma shaft furnace and the combustion chamber can be equipped with a gas exhaust line equipped with emergency gas release valves and an emergency absorption cleaning system, and the slag drain unit can contain a drain block with a central hole and a stopper.

Плазменная шахтная печь может быть выполнена разъемной и снабжена по крайней мере одним плазменным генератором мощностью от 80 до 170 кВт, причем плавитель плазменной шахтной печи может быть установлен с возможностью перемещения, а соединение между узлом слива шлака и боксом для приема шлакового расплава также может быть разъемным.The plasma shaft furnace can be made detachable and equipped with at least one plasma generator with a power of 80 to 170 kW, and the melter of the plasma shaft furnace can be installed with the ability to move, and the connection between the slag drain unit and the box for receiving slag melt can also be detachable .

Узел загрузки отходов может быть оснащен форсункой для подачи жидких горючих радиоактивных отходов в плазменную шахтную печь.The waste loading unit can be equipped with a nozzle for supplying liquid combustible radioactive waste to the plasma shaft furnace.

Использование по меньшей мере одного управляющего модуля позволяет автоматизировать процесс переработки радиоактивных отходов.The use of at least one control module makes it possible to automate the process of processing radioactive waste.

Использование газоаналитического модуля позволяет подбирать оптимальные параметры работы устройства.The use of a gas analytical module allows you to select the optimal parameters of the device.

На фигуре представлена общая схема установки для переработки радиоактивных отходов.The figure shows a general diagram of a facility for processing radioactive waste.

Установка для переработки радиоактивных отходов включает узел 1 загрузки отходов, плазменную шахтную печь 2 с плавителем 3 в ее подовой части и узлом 4 слива шлака, соединенным с боксом 5 для приема шлакового расплава, устройство 6 для подачи воздуха в печь 2 и камеру 7 сжигания пирогаза, испарительный теплообменник 8 для резкого снижения температуры отходящих газов, систему 9 газоочистки и арматуру (на фигуре не показана). Система 9 газоочистки содержит рукавный фильтр 10, теплообменное устройство 11 и скруббер 12, насосы 13 и емкости 14 для реагентов и продуктов переработки. Установка для переработки радиоактивных отходов также включает управляющий модуль 15 и электрически соединенные с ним модуль 16 контроля узла 4 слива шлака, модуль 17 контроля состояния внутренней среды, модуль 18 состояния оборудования и газоаналитический модуль 19. При этом управляющий модуль 15 электрически связан с электрооборудованием узла 1 загрузки отходов, плазменной шахтной печи 2, бокса 5 для приема шлакового расплава и электрооборудованием устройства 6 для подачи воздуха в печь 2 и в камеру 7 сжигания пирогаза. Модуль 16 контроля узла 4 слива шлака электрически связан с электрооборудованием узла 4 слива шлака и может включать в себя цифровую видеокамеру, датчик температуры сливаемого шлака, оптические датчики контроля (на фигуре не показаны), установленные внутри секций бокса 5 для приема шлакового расплава, элементы световой сигнализации, включающие световые колонны и аварийную кнопку.The installation for processing radioactive waste includes a waste loading unit 1, a plasma shaft furnace 2 with a melter 3 in its bottom part and a slag drain unit 4 connected to a box 5 for receiving molten slag, a device 6 for supplying air to the furnace 2 and a pyrogas combustion chamber 7 , an evaporative heat exchanger 8 for a sharp decrease in the temperature of the exhaust gases, a gas cleaning system 9 and fittings (not shown in the figure). The gas cleaning system 9 contains a bag filter 10, a heat exchange device 11 and a scrubber 12, pumps 13 and tanks 14 for reagents and processed products. The installation for processing radioactive waste also includes a control module 15 and electrically connected to it a control module 16 of the slag discharge unit 4, a module 17 for monitoring the state of the internal environment, a module 18 of the equipment status and a gas analysis module 19. In this case, the control module 15 is electrically connected to the electrical equipment of the node 1 waste loading, a plasma shaft furnace 2, a box 5 for receiving molten slag and electrical equipment of the device 6 for supplying air to the furnace 2 and to the pyrogas combustion chamber 7. The control module 16 of the slag discharge unit 4 is electrically connected to the electrical equipment of the slag discharge unit 4 and may include a digital video camera, a temperature sensor for the discharged slag, optical control sensors (not shown in the figure) installed inside the sections of the box 5 for receiving slag melt, light elements signaling, including light columns and an emergency button.

Модуль 17 контроля состояния внутренней среды включает в себя по меньшей мере по одному датчику температуры, давления, разряжения и расхода (на фигуре не показаны).The module 17 for monitoring the state of the internal environment includes at least one sensor for temperature, pressure, vacuum and flow (not shown in the figure).

Модуль 18 состояния оборудования включает в себя по меньшей мере по одному датчику положения арматуры и работы насосов (на фигуре не показаны).The equipment status module 18 includes at least one valve position and pump operation sensor (not shown in the figure).

Газоаналитический модуль 19 содержит датчики измерения концентрации газов: концентрации кислорода, оксида углерода, диоксида углерода, оксида азота, диоксида азота, суммарного содержания оксидов азота, диоксида серы и суммарного содержания углеводородов (на фигуре не показаны). При этом датчики измерения концентрации газов газоаналитического модуля 19 могут быть установлены с возможностью контроля состава пирогаза в газоходе между плазменной шахтной печью 2 и камерой 7 сжигания и/или контроля дымового газа в газоходе между камерой 7 сжигания и испарительным теплообменником 8 и/или на выходе из установки для переработки радиоактивных отходов.The gas analysis module 19 contains sensors for measuring the concentration of gases: the concentration of oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxide, nitrogen dioxide, the total content of nitrogen oxides, sulfur dioxide and the total content of hydrocarbons (not shown in the figure). In this case, sensors for measuring the concentration of gases of the gas analytical module 19 can be installed with the ability to control the composition of the pyrogas in the gas duct between the plasma shaft furnace 2 and the combustion chamber 7 and / or control the flue gas in the gas duct between the combustion chamber 7 and the evaporative heat exchanger 8 and / or at the outlet of the installations for the processing of radioactive waste.

Управляющий модуль 15 оборудован средством хранения информации и средством вывода информации в виде дисплея, а в качестве управляющего модуля 15 используют контроллер и/или компьютер. Входы управляющего модуля 15 электрически соединены с выходами модуля 16 контроля узла 4 слива шлака, модуля 17 контроля состояния внутренней среды, модуля 18 состояния оборудования и газоаналитического модуля 19, а выходы управляющего модуля 15 электрически соединены со входами электрооборудования узла 1 загрузки отходов, плазменной шахтной печи 2, бокса 5 для приема шлакового расплава и устройством 6 для подачи воздуха в печь 2 и в камеру 7 сжигания пирогаза.The control module 15 is equipped with an information storage means and an information output means in the form of a display, and a controller and/or a computer is used as the control module 15. The inputs of the control module 15 are electrically connected to the outputs of the control module 16 of the slag discharge unit 4, the module 17 to control the state of the internal environment, the module 18 of the equipment status and the gas analytical module 19, and the outputs of the control module 15 are electrically connected to the inputs of the electrical equipment of the waste loading unit 1, the plasma shaft furnace 2, a box 5 for receiving melted slag and a device 6 for supplying air to the furnace 2 and to the pyrogas combustion chamber 7.

Узел 1 загрузки отходов снабжен загрузочным бункером 20 и соединенным с ним конвейером 21, причем загрузочный бункер 20 оборудован по меньшей мере одним датчиком 22 наличия отходов и по меньшей мере двумя герметичными шиберными затворами 23, тепловым экраном 24 и загрузочным патрубком 25. Плазменная шахтная печь 2 снабжена центробежно-струйными форсунками 26 аварийного орошения, установленными в ее верхней части.The waste loading unit 1 is equipped with a loading hopper 20 and a conveyor 21 connected to it, and the loading hopper 20 is equipped with at least one waste sensor 22 and at least two sealed slide gates 23, a thermal screen 24 and a loading nozzle 25. Plasma shaft furnace 2 equipped with centrifugal jet nozzles 26 emergency irrigation, installed in its upper part.

- 2 040413- 2 040413

Камера 7 сжигания пирогаза снабжена форкамерой 27 и установленным в крышке форкамеры 27 плазмотроном 28.The pyrogas combustion chamber 7 is equipped with a prechamber 27 and a plasma torch 28 installed in the cover of the prechamber 27.

Для осуществления наиболее эффективного сжигания камера 7 сжигания пирогаза может быть дополнительно снабжена вводом устройства 6 подачи воздуха. В этом случае ввод от устройства 6 подачи воздуха может быть выполнен на уровне подачи пирогаза в форкамеру 27, а дополнительный ввод устройства 6 подачи воздуха установлен в верхней части основного объема камеры 7 сжигания пирогаза. Ввод подачи воздуха устройства 6 для подачи воздуха в плазменную шахтную печь 2 размещен в ее нижней части.To carry out the most efficient combustion, the pyrogas combustion chamber 7 can be additionally equipped with an air supply device 6 input. In this case, the input from the air supply device 6 can be made at the level of the pyrogas supply to the prechamber 27, and the additional input of the air supply device 6 is installed in the upper part of the main volume of the pyrogas combustion chamber 7. The air supply input of the device 6 for supplying air to the plasma shaft furnace 2 is located in its lower part.

Система 9 газоочистки может быть дополнительно снабжена фильтром-сепаратором 29 и по крайней мере одним фильтром тонкой очистки 30, а также газовыми смесителями 31 и вытяжными вентиляторами 32.The gas cleaning system 9 can be additionally equipped with a separator filter 29 and at least one fine filter 30, as well as gas mixers 31 and exhaust fans 32.

Плазменная шахтная печь 2 и камера 7 сжигания пирогаза снабжены газоотводящей магистралью 33, оборудованной клапанами 34 аварийного выброса газа и аварийной системы абсорбционной очистки.The plasma shaft furnace 2 and the pyrogas combustion chamber 7 are equipped with a gas exhaust line 33 equipped with emergency gas release valves 34 and an emergency absorption cleaning system.

Узел 4 слива шлака содержит сливной блок 35 с центральным отверстием и стопором.Node 4 drain slag contains a drain block 35 with a central hole and a stopper.

Плазменная шахтная печь 2 выполнена разъемной и снабжена по крайней мере одним плазменным генератором 36 мощностью от 80 до 170 кВт, причем плавитель 3 плазменной шахтной печи 2 установлен с возможностью перемещения и может быть размещен, например, на подвижной тележке. Кроме того, соединение между узлом 4 слива шлака и боксом 5 для приема шлакового расплава также выполнено разъемным.The plasma shaft furnace 2 is detachable and equipped with at least one plasma generator 36 with a power of 80 to 170 kW, and the melter 3 of the plasma shaft furnace 2 is movable and can be placed, for example, on a movable cart. In addition, the connection between the slag drain unit 4 and the molten slag receiving box 5 is also detachable.

Узел 1 загрузки отходов может быть оснащен форсункой для подачи жидких горючих радиоактивных отходов в плазменную шахтную печь 2.The waste loading unit 1 can be equipped with a nozzle for supplying liquid combustible radioactive waste to the plasma shaft furnace 2.

Устройство 6 для подачи воздуха в печь 2 и камеру 7 сжигания пирогаза содержит дутьевые вентиляторы.The device 6 for supplying air to the furnace 2 and the pyrogas combustion chamber 7 contains blow fans.

Работа установки осуществляется следующим образом. Упакованные в крафт-мешки твердые радиоактивные отходы направляются в узел 1 загрузки отходов, где последовательно укладываются рабочим персоналом на конвейер 21 с последующей подачей в загрузочный бункер 20. Путем подачи команд управляющего модуля 15 узлу 1 загрузки отходов осуществляется порционная подача упакованных радиоактивных отходов в плазменную шахтную печь 2. Плазменная шахтная печь 2 обеспечивает прохождение всех стадий конверсии радиоактивных отходов (сушка, пиролиз, окисление коксового остатка и расплавление шлака) с получением в качестве продуктов переработки шлакового расплава и пиролизного газа.The operation of the installation is carried out as follows. Solid radioactive waste packed in kraft bags is sent to the waste loading unit 1, where it is sequentially placed by the operating personnel on the conveyor 21 with subsequent feeding into the loading hopper 20. By sending commands from the control module 15 to the waste loading unit 1, the packaged radioactive waste is fed in portions into the plasma mine Furnace 2. Plasma shaft furnace 2 ensures the passage of all stages of conversion of radioactive waste (drying, pyrolysis, oxidation of coke residue and melting of slag) with the production of slag melt and pyrolysis gas as products of processing.

Контроль за температурой всех стадий конверсии радиоактивных отходов осуществляется при помощи управляющего модуля 15. Дутьевой воздух подается через вводы устройства 6 для подачи воздуха в печь 2 и камеру 7 сжигания пирогаза, причем направление потока дутьевого воздуха может регулироваться с помощью заслонок. Шлаковый расплав накапливается в плавителе 3. Нагрев плавителя 3 обеспечивают как минимум одним плазменным генератором 36 мощностью от 80 до 170 кВт. Из плавителя 3 шлаковый расплав через узел 4 слива шлака сливается в герметичный бокс 5 для приема шлакового расплава. Работа узла 4 слива шлака управляется модулем 16 контроля узла 4 слива шлака, который, в свою очередь, контролируется управляющим модулем 15. Далее осуществляется сбор расплавленного шлака в металлические контейнеры с последующей их выдержкой и охлаждением. Контейнеры, заполненные шлаком, извлекаются из бокса 5 для приема шлакового расплава и загружаются манипулятором в невозвратный защитный контейнер, управление и контроль оборудования узла 4 слива шлака осуществляются также при помощи управляющего модуля 15.Control over the temperature of all stages of the conversion of radioactive waste is carried out using the control module 15. The blast air is supplied through the inlets of the device 6 for supplying air to the furnace 2 and the pyrogas combustion chamber 7, and the direction of the blast air flow can be controlled using dampers. Slag melt accumulates in melter 3. Melter 3 is heated by at least one plasma generator 36 with power from 80 to 170 kW. From the melter 3, the melted slag is drained through the slag drain unit 4 into a sealed box 5 to receive the melted slag. The operation of the slag discharge unit 4 is controlled by the control module 16 of the slag discharge unit 4, which, in turn, is controlled by the control module 15. Next, the molten slag is collected in metal containers, followed by holding and cooling. Containers filled with slag are removed from box 5 for receiving melted slag and loaded by a manipulator into a non-returnable protective container, the equipment of the slag discharge unit 4 is also controlled and monitored using the control module 15.

Пирогаз, образующийся в шахтной печи 2, поступает в камеру 7 сжигания пирогаза. Источником нагрева в камере 7 сжигания пирогаза служит плазмотрон 28. В период пуска дополнительно к плазмотрону 28 используются две топливные форсунки (на фигуре не указаны), которые ускоряют разогрев камеры 7 сжигания пирогаза и подавляют оксиды азота, образующиеся при работе как минимум одного плазмотрона 28. Работа топливных форсунок обеспечивается системами подачи дизельного топлива и подачи сжатого воздуха.The pyrogas generated in the shaft furnace 2 enters the pyrogas combustion chamber 7. The heating source in the pyrogas combustion chamber 7 is the plasma torch 28. During the start-up period, in addition to the plasma torch 28, two fuel injectors (not shown in the figure) are used, which accelerate the heating of the pyrogas combustion chamber 7 and suppress nitrogen oxides formed during operation of at least one plasma torch 28. The operation of the fuel injectors is provided by diesel fuel and compressed air supply systems.

В форкамеру 27 через верхнюю и нижнюю части камеры 7 сжигания пирогаза подается дутьевой воздух через вводы устройства 6 для подачи воздуха. Дымовые газы, нагретые в камере 7 сжигания пирогаза до температуры 1200-1350°C, поступают в испарительный теплообменник 8, в котором происходит резкое снижение температуры дымовых газов до 200-250°C. Охлаждение происходит за счет полного испарения распыляемой пневматическими форсунками воды, расположенными в верхней части испарительного теплообменника 8. После испарительного теплообменника 8 отходящие газы поступают в рукавный фильтр 10, где улавливается основная доля твердых аэрозольных (пылевых) частиц. Очищенные в рукавном фильтре 10 отходящие газы направляются в скруббер 12, в котором происходит интенсивное орошение нисходящего газового потока 4%-ным щелочным раствором.In the pre-chamber 27 through the upper and lower parts of the chamber 7 combustion of pyrogas is supplied with blast air through the inlets of the device 6 for supplying air. The flue gases heated in the pyrogas combustion chamber 7 to a temperature of 1200-1350°C enter the evaporative heat exchanger 8, in which the temperature of the flue gases drops sharply to 200-250°C. Cooling occurs due to the complete evaporation of water sprayed by pneumatic nozzles located in the upper part of the evaporative heat exchanger 8. After the evaporative heat exchanger 8, the exhaust gases enter the bag filter 10, where the main share of solid aerosol (dust) particles is trapped. The exhaust gases cleaned in the bag filter 10 are sent to the scrubber 12, in which the descending gas stream is intensively sprayed with a 4% alkaline solution.

В скруббере 12 отходящие газы охлаждаются до температуры 50±5°C и дополнительно очищаются от кислых газов и аэрозолей. Отходящие газы после скруббера 12 охлаждаются до 25-35°C в трубном пространстве теплообменного устройства 11. Разделение охлажденных отходящих газов и капельной влаги осуществляется в фильтр-сепараторе 29. После подогрева и разбавления в газовых смесителях 31In the scrubber 12, the exhaust gases are cooled to a temperature of 50±5°C and further purified from acid gases and aerosols. Exhaust gases after the scrubber 12 are cooled to 25-35°C in the tube space of the heat exchange device 11. Separation of the cooled exhaust gases and condensed moisture is carried out in the filter separator 29. After heating and dilution in gas mixers 31

--

Claims (15)

горячим воздухом отходящие газы проходят очистку на фильтрах тонкой очистки 30 и далее вытяжными вентиляторами 32 направляются в вентиляционную трубу.hot air exhaust gases are cleaned on fine filters 30 and then exhaust fans 32 are sent to the ventilation pipe. Контроль за состоянием внутренней среды, в частности определение концентрации и идентификация газов, образующихся в процессе переработки отходов, осуществляется газоаналитическими модулями 19. Газоаналитические модули 19 являются стационарными системами непрерывного действия и предназначены для измерения концентрации O2 (кислорода), CO (оксида углерода), CO2 (диоксида углерода), NO (оксида азота), NO2 (диоксида азота), NOx (суммы оксидов азота), SO2 (диоксида серы) и CH (суммы углеводородов). Метод измерения по измерительным каналам CO, CO2, CH4 и SO2 - инфракрасный абсорбционный, по измерительным каналам NO, NO2 и NOx - хемилюминесцентный, по измерительному каналу CH - пламенно-ионизационный. Способ отбора пробы - принудительный, с помощью собственного побудителя расхода. Система отбора пробы обеспечивает очистку пробы от механических примесей, удаление паров воды для каналов измерения CO, CO2, SO2, CH4 и O2, подачу пробы в канал измерения без конденсации паров воды и подачу пробы в канал измерения CH при температуре 190±10°C.Control over the state of the internal environment, in particular, the determination of the concentration and identification of gases generated during the processing of waste, is carried out by gas analytical modules 19. Gas analytical modules 19 are stationary systems of continuous operation and are designed to measure the concentration of O 2 (oxygen), CO (carbon monoxide), CO2 (carbon dioxide), NO (nitrogen oxide), NO2 (nitrogen dioxide), NOx (total oxides of nitrogen), SO2 (sulphur dioxide) and CH (total hydrocarbons). The measurement method for CO, CO 2 , CH4 and SO2 measuring channels is infrared absorption, for NO, NO2 and NOx measuring channels - chemiluminescent, for CH measuring channel - flame ionization. Sampling method - forced, with the help of its own flow stimulator. The sampling system provides sample purification from mechanical impurities, removal of water vapor for CO, CO2, SO2, CH4 and O2 measurement channels, sample supply to the measurement channel without water vapor condensation and sample supply to the CH measurement channel at a temperature of 190±10°C. Управление и контроль оборудования осуществляется при помощи управляющего модуля 15, соединенного с модулем 17 контроля состояния внутренней среды, в свою очередь электрически соединенного с датчиками контроля внутренней среды (на фигуре не показаны). Информация о состоянии внутренней среды отображается на экране модуля 17 контроля состояния внутренней среды.The control and monitoring of the equipment is carried out using the control module 15, connected to the module 17 for monitoring the state of the internal environment, in turn, electrically connected to the sensors for monitoring the internal environment (not shown in the figure). Information about the state of the internal environment is displayed on the screen of the module 17 monitoring the state of the internal environment. Работа модуля 18 состояния оборудования зависит от информации, передаваемой модулем 17 контроля состояния внутренней среды в управляющий модуль 15, где согласно заложенным в управляющий модуль 15 алгоритмам формируются соответствующие управляющие электрические сигналы, которые направляются в модуль 18 состояния оборудования. Далее модуль 18 состояния оборудования согласно заложенным алгоритмам формирует соответствующий управляющий электрический сигнал, направленный на управление соответствующим оборудованием. При достижении необходимых параметров внутренней среды датчиками контроля внутренней среды фиксируется информация о достижении необходимых параметров внутренней среды, которая поступает в модуль 17 контроля состояния внутренней среды. После этого модуль 17 контроля состояния внутренней среды фиксирует информацию о достижении необходимых параметров внутренней среды и передает в управляющий модуль 15 соответствующий сигнал о достижении необходимых параметров внутренней среды. Далее управляющий модуль 15, получив такой сигнал, подает команду на модуль 18 состояния оборудования о прекращении воздействия на оборудование.The operation of the equipment status module 18 depends on the information transmitted by the internal environment control module 17 to the control module 15, where, according to the algorithms embedded in the control module 15, the corresponding control electrical signals are generated, which are sent to the equipment status module 18. Further, the module 18 of the state of the equipment, according to the embedded algorithms, generates an appropriate control electrical signal aimed at controlling the corresponding equipment. When the necessary parameters of the internal environment are reached, the sensors for monitoring the internal environment record information about the achievement of the necessary parameters of the internal environment, which enters the module 17 for monitoring the state of the internal environment. After that, the module 17 for monitoring the state of the internal environment captures information about the achievement of the necessary parameters of the internal environment and transmits to the control module 15 the corresponding signal about the achievement of the necessary parameters of the internal environment. Next, the control module 15, having received such a signal, sends a command to the equipment status module 18 to stop the impact on the equipment. Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить адаптивный режим работы установки для переработки радиоактивных отходов и повысить износостойкость и эффективность работы установки.The use of the invention makes it possible to provide an adaptive operating mode of the installation for processing radioactive waste and to increase the wear resistance and efficiency of the installation. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯCLAIM 1. Установка для переработки радиоактивных отходов, включающая узел загрузки отходов, плазменную шахтную печь с плавителем в подовой части печи и узлом слива шлака, соединенным с боксом для приема шлакового расплава, устройство для подачи воздуха в печь и камеру сжигания пирогаза, испарительный теплообменник для резкого снижения температуры отходящих газов, систему газоочистки, содержащую рукавный фильтр, теплообменное устройство и скруббер, насосы и емкости для реагентов и продуктов переработки, арматуру, отличающаяся тем, что она снабжена по меньшей мере одним управляющим модулем и электрически соединенными с ним модулем контроля узла слива шлака, модулем контроля состояния внутренней среды, модулем состояния оборудования и по меньшей мере одним газоаналитическим модулем, при этом управляющий модуль также электрически связан с электрооборудованием узла загрузки отходов, плазменной шахтной печи, бокса для приема шлакового расплава и электрооборудованием устройства для подачи воздуха в печь и в камеру сжигания пирогаза, а модуль контроля узла слива шлака электрически связан с электрооборудованием узла слива шлака.1. Installation for the processing of radioactive waste, including a waste loading unit, a plasma shaft furnace with a melter in the hearth of the furnace and a slag drain unit connected to a box for receiving molten slag, a device for supplying air to the furnace and a pyrogas combustion chamber, an evaporative heat exchanger for sharp reducing the temperature of the flue gases, a gas cleaning system containing a bag filter, a heat exchanger and a scrubber, pumps and tanks for reagents and processed products, fittings, characterized in that it is equipped with at least one control module and a control module for the slag discharge unit electrically connected to it , a module for monitoring the state of the internal environment, a module for the state of the equipment and at least one gas analysis module, while the control module is also electrically connected to the electrical equipment of the waste loading unit, the plasma shaft furnace, the box for receiving molten slag and the electrical equipment of the device for supplying air to the furnace and into the pyrogas combustion chamber, and the control module of the slag discharge unit is electrically connected to the electrical equipment of the slag discharge unit. 2. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что модуль контроля узла слива шлака включает в себя цифровую видеокамеру, датчик температуры сливаемого шлака, оптические датчики контроля, установленные внутри секций бокса для приема шлакового расплава, и элементы световой сигнализации, включающие световые колонны и аварийную кнопку.2. The installation for processing radioactive waste according to claim 1, characterized in that the control module of the slag discharge unit includes a digital video camera, a temperature sensor for the discharged slag, optical control sensors installed inside the sections of the box for receiving molten slag, and light signaling elements, including light columns and an emergency button. 3. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что модуль контроля состояния внутренней среды включает в себя по меньшей мере по одному датчику температуры, давления, разряжения и расхода.3. Installation for processing radioactive waste according to claim 1, characterized in that the module for monitoring the state of the internal environment includes at least one sensor for temperature, pressure, vacuum and flow. 4. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что модуль состояния оборудования включает в себя по меньшей мере по одному датчику положения арматуры и работы насосов.4. Installation for processing radioactive waste according to claim 1, characterized in that the equipment status module includes at least one valve position sensor and pump operation sensor. 5. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что газоаналитический модуль включает в себя датчики измерения концентрации газов: кислорода, оксида углерода, диоксида углерода, оксида азота, диоксида азота, суммарного содержания оксидов азота, диоксида серы и5. Installation for the processing of radioactive waste according to claim 1, characterized in that the gas analysis module includes sensors for measuring the concentration of gases: oxygen, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen oxide, nitrogen dioxide, the total content of nitrogen oxides, sulfur dioxide and - 4 040413 суммарного содержания углеводородов, при этом газоаналитический модуль установлен с возможностью контроля состава пирогаза в газоходе между плазменной шахтной печью и камерой сжигания и/или контроля дымового газа в газоходе между камерой сжигания и испарительным теплообменником и/или на выходе из установки.- 4 040413 total hydrocarbon content, wherein the gas analysis module is installed with the ability to control the composition of the pyrogas in the gas duct between the plasma shaft furnace and the combustion chamber and / or control the flue gas in the gas duct between the combustion chamber and the evaporative heat exchanger and / or at the outlet of the installation. 6. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что управляющий модуль оборудован средством хранения информации и средством вывода информации в виде дисплея, а управляющий модуль выполнен в виде контроллера и/или компьютера.6. Installation for processing radioactive waste according to claim 1, characterized in that the control module is equipped with an information storage means and an information output means in the form of a display, and the control module is made in the form of a controller and/or a computer. 7. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что входы управляющего модуля электрически соединены с выходами модуля контроля узла слива шлака, модуля контроля состояния внутренней среды, модуля состояния оборудования и по меньшей мере одного газоаналитического модуля, а выходы управляющего модуля электрически соединены со входами электрооборудования узла загрузки отходов, плазменной шахтной печи, бокса для приема шлакового расплава и устройства для подачи воздуха в печь и в камеру сжигания пирогаза.7. Installation for processing radioactive waste according to claim 1, characterized in that the inputs of the control module are electrically connected to the outputs of the control module of the slag discharge unit, the module for monitoring the state of the internal environment, the module for the state of the equipment and at least one gas analytical module, and the outputs of the control module electrically connected to the inputs of the electrical equipment of the waste loading unit, the plasma shaft furnace, the box for receiving the molten slag and the device for supplying air to the furnace and to the pyrogas combustion chamber. 8. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что узел загрузки отходов снабжен загрузочным бункером и соединенным с ним конвейером.8. Installation for the processing of radioactive waste according to claim 1, characterized in that the waste loading unit is equipped with a loading hopper and a conveyor connected to it. 9. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.8, отличающаяся тем, что загрузочный бункер оборудован по меньшей мере одним датчиком наличия отходов и по меньшей мере двумя герметичными шиберными затворами, тепловым экраном и загрузочным патрубком.9. Installation for the processing of radioactive waste according to claim 8, characterized in that the loading hopper is equipped with at least one sensor for the presence of waste and at least two sealed slide gates, a heat shield and a loading nozzle. 10. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что плазменная шахтная печь снабжена центробежно-струйными форсунками аварийного орошения, установленными в ее верхней части.10. Installation for the processing of radioactive waste according to claim 1, characterized in that the plasma shaft furnace is equipped with centrifugal jet emergency irrigation nozzles installed in its upper part. 11. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что камера сжигания пирогаза снабжена форкамерой и установленным в крышке форкамеры плазмотроном, дополнительным вводом устройства подачи воздуха.11. Installation for the processing of radioactive waste according to claim 1, characterized in that the pyrogas combustion chamber is equipped with a prechamber and a plasma torch installed in the lid of the prechamber, an additional input of an air supply device. 12. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что система газоочистки дополнительно снабжена фильтром-сепаратором и по крайней мере одним фильтром тонкой очистки.12. Installation for processing radioactive waste according to claim 1, characterized in that the gas cleaning system is additionally equipped with a separator filter and at least one fine filter. 13. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что плазменная шахтная печь и камера сжигания снабжены газоотводящей магистралью, оборудованной клапанами аварийного выброса газа и аварийной системой абсорбционной очистки.13. Installation for processing radioactive waste according to claim 1, characterized in that the plasma shaft furnace and the combustion chamber are equipped with a gas exhaust line equipped with emergency gas release valves and an emergency absorption cleaning system. 14. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что узел слива шлака содержит сливной блок с центральным отверстием и стопором.14. Installation for the processing of radioactive waste according to claim 1, characterized in that the slag drain unit contains a drain block with a central hole and a stopper. 15. Установка для переработки радиоактивных отходов по п.1, отличающаяся тем, что плазменная шахтная печь выполнена разъемной и снабжена по крайней мере одним плазменным генератором мощностью от 80 до 170 кВт, причем плавитель плазменной шахтной печи установлен с возможностью перемещения, а соединение между узлом слива шлака и боксом для приема шлакового расплава выполнено разъемным.15. Installation for the processing of radioactive waste according to claim 1, characterized in that the plasma shaft furnace is made detachable and is equipped with at least one plasma generator with a power of 80 to 170 kW, and the melter of the plasma shaft furnace is installed for movement, and the connection between the node the slag drain and the box for receiving the molten slag are detachable. --
EA201992867 2017-12-06 2017-12-08 RADIOACTIVE WASTE PROCESSING FACILITY EA040413B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142623 2017-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EA040413B1 true EA040413B1 (en) 2022-05-27

Family

ID=

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2667149C1 (en) Installation for processing of radioactive wastes
MX2008014092A (en) A gas conditioning system.
CN101821575B (en) Method for monitoring smoke duct connecting carbonated block baking furnace to smoke processing centre
CN103805217A (en) High-temperature pyrolysis experiment system and method
US20090315233A1 (en) Process and installation for granulating slag
US7363866B2 (en) Control system for a waste processing apparatus
CN103890197A (en) Method of operating regenerative heaters in blast furnace plant
CN102239016A (en) Plasma method for disposing of waste material, and apparatus therefor
CA2630219C (en) Radioactive waste reprocessing method and device
RU2358016C2 (en) Procedure for collection and treatment of reactive gases from installation for producing liquid metals and corresponding installation for dust removal
EA040413B1 (en) RADIOACTIVE WASTE PROCESSING FACILITY
CN108048619A (en) A kind of converter dry dedusting and waste-heat recovery device and method
US5458859A (en) Device for removing heavy metals and slags from synthesis gas produced from refinery wastes
BR112018074971B1 (en) INSTALLATION FOR PROCESSING RADIOACTIVE WASTE
KR20020051629A (en) Apparatus and method of maintenance of outlet in blast furnace
KR102474939B1 (en) Sample gas eductor adopted in integrated coal gas analysis system
CN205156644U (en) Multiple spot position waste heat recovery of coke -oven plant utilizes system
KR102538138B1 (en) Coal gas analysis system
CN1296057A (en) Coke oven smoke prevention and dust control technology and equipment thereof
CN216521699U (en) High-efficient heat utilization system suitable for refuse treatment
CN102382935B (en) One-time flue gas dry-process dust removing process of vanadium-extraction converter
CN114353101A (en) Heat recycling method suitable for waste treatment and waste treatment system
CN117467479A (en) Gas modifying equipment and process
Cobo et al. Upgrade of an Existing Fume Treatment Plant at Aluar to Cope Higher Production in the New Open Type Anode Baking Furnaces