ES2280720T3

ES2280720T3 - Horno de alta temperatura.

Info

Publication number: ES2280720T3
Application number: ES03405819T
Authority: ES
Inventors: Robert Ineichen
Original assignee: ZWILAG ZWISCHENLAGER WURENLING; ZWILAG ZWISCHENLAGER WURENLINGEN AG
Current assignee: ZWILAG ZWISCHENLAGER WURENLING; ZWILAG ZWISCHENLAGER WURENLINGEN AG
Priority date: 2003-11-18
Filing date: 2003-11-18
Publication date: 2007-09-16
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: PT1533568E; WO2005052447A1; EP1533568B1; JP2007511731A; KR20060108715A; CN1882805A; SI1533568T1; EP1533568A1; DK1533568T3; DE50306269D1; CY1106495T1

Abstract

Horno de alta temperatura para quemar y fundir en especial desechos radioactivos con al menos un quemador de plasma (2) dispuesto dentro del mismo, una centrifugadora (3) giratoria alrededor de un eje de rotación (R), en donde la centrifugadora (3) presenta una cubeta de horno (4) con suelo de horno (5) y pared lateral de horno (6), y una abertura de vaciado (8) dispuesta en el suelo de horno (5), en el eje de rotación (R), caracterizado porque está previsto un dispositivo de relleno (9) para rellenar al menos una parte de la abertura de vaciado (8) con arena de relleno (10).

Description

Horno de alta temperatura.

La invención se refiere a un horno de alta temperatura para quemar y fundir desechos y a un procedimiento para hacer funcionar un horno de alta temperatura de este tipo con las particularidades del preámbulo de las reivindicaciones independientes.

Los desechos problemáticos, como los desechos tóxicos o radiactivos, deben descomponerse y/o fundirse para una eliminación segura en hornos de alta temperatura. Se conocen diferentes tipos de horno, como por ejemplo hornos de inducción, hornos de arco eléctrico u hornos de plasma para el tratamiento de desechos tóxicos y/o radiactivos. En especial la atmósfera inerte en un horno de plasma así como las elevadas temperaturas de arco eléctrico de entre 10.000ºC y 15.000ºC conducen a una descomposición completa de los materiales a tratar. Los residuos sólidos de estos materiales pueden fijarse a su vez en una matriz de vidrio y de este modo encapsularse frente al entorno.

Se conocen ya y son habituales numerosos hornos de alta temperatura, que están equipados con un quemador de plasma como fuente de energía. De este modo describen por ejemplo los documentos EP 0 636 839 B1 y US-A1-5 005 494 un horno giratorio de solera abierta de plasma. Mediante un quemador de plasma de transferencia se alimenta la energía necesaria para descomponer los desechos. La cámara de horno (centrifugadora) cilíndrica del horno giratorio de solera abierta presenta una abertura de vaciado central, colocada en el eje de rotación, para el vaciado de los desechos tratados, respectivamente descompuestos y fundidos. En el suelo de horno y en las paredes laterales está dispuesto material refractario.

Los hornos giratorios de solera abierta del género expuesto se hacen funcionar con una velocidad de giro tal que, a causa de la fuerza centrífuga, el relleno de horno licuado se acumula en la región exterior del suelo de horno y la abertura de vaciado queda abierta.

Con ello es problemático que la mampostería del suelo de horno no esté cubierta por completo con materia de fundición y, de este modo, esté expuesta directamente a las elevadas temperaturas de arco eléctrico de entre 1.000ºC y 15.000ºC del quemador de plasma. De este modo es necesario refrigerar activamente por ejemplo la estructura inferior del suelo de horno y la estructura de apoyo de la piedra de vaciado mostradas en el documento EP 0 636 839 B1. En la práctica ha quedado sin embargo demostrado que, en funcionamiento del horno, la refrigeración es relativamente difícil y que la mampostería del suelo de horno, en especial en la región de las aberturas de vaciado, está expuesta a elevadas cargas térmicas. Esto conduce a una vida útil relativamente reducida de la mampostería del suelo de horno, con la consecuencia de frecuentes renovaciones de la mampostería del suelo de horno. Asimismo existe también el riesgo de que afluya materia de fundición incontrolada a la abertura de vaciado y se solidifique, respectivamente que el canal de vaciado pueda obturarse por medio de esto. También es posible una salida imprevista o incontrolada de la materia de fundición en el caso de fallos de funcionamiento en los accionamientos giratorios de la centrifugadora. Asimismo ha quedado demostrado en la práctica que la materia de fundición, acumulada a causa de la fuerza centrífuga sobre el diámetro exterior del suelo de horno, no puede fundirse de forma suficientemente homogénea.

Por ello una tarea de la presente invención consiste en evitar los inconvenientes del conocido, en especial crear un dispositivo y un procedimiento de la clase citada al comienzo, que destaquen por una mejor protección en especial de la mampostería del suelo de horno y de la piedra de vaciado y por una mayor vida útil. El horno debe poder hacerse funcionar de forma más eficiente, sencilla y segura.

Esta tarea es resuelta conforme a la invención con un horno de alta temperatura con las particularidades de la parte característica de las reivindicaciones independientes.

El horno de alta temperatura conforme a la invención para quemar y fundir en especial desechos radioactivos contiene al menos un quemador de plasma dispuesto en el horno y una centrifugadora giratoria alrededor de un eje de rotación. La centrifugadora, que presenta una cubeta de horno con suelo de horno y pared lateral de horno, dispone de una abertura de vaciado dispuesta en el suelo de horno, en el eje de rotación. El horno está caracterizado porque está previsto un dispositivo de relleno para rellenar la abertura de vaciado con arena de relleno en especial resistente a las altas temperaturas. Mediante el relleno con arena de relleno de la abertura de vaciado puede ajustarse tan baja la velocidad giratoria de la centrifugadora, que la materia de fundición cubra todo el suelo de horno y no sólo su región de borde. El suelo de horno se cubre por completo y se protege contra sobrecalentamiento. En la cubeta de horno se encuentra en funcionamiento normal materia fundida, compuesta de vidrio y residuos de los desechos como hormigón, resinas de intercambio iónico así como materiales sintéticos y metales de todo tipo, etc. La energía necesaria para el funcionamiento del horno se introduce a través del quemador de plasma. En la región muy próxima al quemador de plasma se alcanzan temperaturas de entre 10.000ºC y 15.000ºC. El horno es ideal, a causa de la atmósfera inerte, para descomponer, quemar y/o fundir desechos radioactivos, altamente tóxicos o con otra problemática. Para generar plasma por arco eléctrico el suelo de horno presenta particularidades de conducción eléctrica. Para esto puede insertarse en el suelo de horno piedras de grafito o masas apisonadas resistentes térmicamente. Sin embargo, el flujo de corriente eléctrica necesario puede garantizarse también a través de un anillo conductor en la región de la abertura de vaciado. También pueden usarse varios electrodos alargados, que están dispuestos dentro de un material de mampostería resistente térmica y químicamente. La mampostería de suelo de horno debe ser asimismo resistente en especial térmica y químicamente.

Una abertura de vaciado llenada con arena de relleno tiene diferentes ventajas. De este modo puede funcionar el horno giratorio de solera abierta, ya que el suelo de horno y con ello la mampostería de suelo de horno puede cubrirse por completo, con una velocidad de giro relativamente reducida. Mediante la cubierta de la mampostería del suelo de horno con materia de fundición aumentan el tiempo sin funcionar y el riesgo de un orificio pasante de horno. Esto posibilita un funcionamiento más eficiente y mejora en especial la introducción de energía en el horno.

Mediante el llenado de arena de relleno en el canal de vaciado se impide una obstrucción de la abertura de vaciado. Aparte de esto se evita un vaciado descontrolado imprevisto. En el caso de un horno giratorio de solera abierta con abertura de vaciado abierta de la centrifugadora, al bajar la velocidad de giro de la centrifugadora, puede salir la materia de fundición de forma indeseada.

En una primera forma de ejecución la abertura de vaciado presenta un elemento de cierre para retener la arena de relleno. Una abertura de vaciado puede estar configurada con preferencia como un canal que discurre en el eje de rotación de la centrifugadora. Antes de introducir la arena de relleno puede bloquearse el extremo inferior del canal mediante un elemento de cierre. El elemento de cierre rota junto con el suelo de horno alrededor del verdadero eje y está fijado con preferencia a un brazo de elevación/basculamiento, que a su vez está unido de forma articulada a la estructura de horno. Mediante la composición química de la arena de relleno y sus características físicas puede garantizarse que la arena de relleno permanezca en el canal de vaciado.

De forma especialmente ventajosa el dispositivo de relleno presenta un perfil de carga, en especial un tubo. Esto hace posible introducir, de modo y manera sencillos, arena de relleno vertible en el canal de vaciado. Un perfil de carga de este tipo puede estar unido de forma móvil al dispositivo de relleno, de tal modo que el perfil de carga puede llevarse directamente a la abertura de vaciado, con lo que es posible un llenado seguro y preciso.

En otra forma de ejecución el dispositivo de relleno está dispuesto en el lado superior del horno. Esto tiene la ventaja de que puede llevarse hasta la abertura de vaciado o el canal de vaciado la arena de relleno vertible, aprovechando sencillamente la fuerza gravitatoria. En ciertas circunstancias puede acudirse a mecanismos de apoyo para sacudir o vibrar, con lo que se fluidiza la arena de relleno a cargar.

El dispositivo de relleno, o al menos el perfil de carga, está dispuesto de forma especialmente ventajosa en el eje de rotación del horno. Por medio de esto puede cargarse la arena de relleno de forma segura en al canal de vaciado.

En otra forma de ejecución el horno presenta un dispositivo de limpieza, con cuya ayuda puede extraerse de la abertura de vaciado al menos una parte de la arena de relleno. Con ayuda del dispositivo de limpieza puede crearse una abertura para vaciar la materia de fundición. Esto garantiza en especial que la materia de fundición pueda vaciarse de forma segura y controlada.

Es ventajoso que el dispositivo de limpieza presente una lanza móvil a lo largo del eje de rotación, cuya punta pueda implantarse en la abertura de vaciado. La lanza está configurada con ello con preferencia simétrica en rotación, en donde el diámetro de la punta de lanza es igual o menor que el diámetro de la abertura de vaciado. La lanza está dispuesta de forma especialmente ventajosa en un punto de salida por fuera de la cámara interior del horno. En este caso la lanza se encuentra sólo para el proceso de limpieza en el espacio interior del horno, con lo que la lanza sólo tiene que exponerse durante un periodo de tiempo relativamente corto a las elevadas cargas térmicas allí imperantes. La disposición de la lanza a lo largo del eje de rotación tiene la ventaja de que la arena de relleno puede extraerse del canal de vaciado con ajuste preciso.

Otro aspecto de la invención se refiere a un procedimiento para descomponer, quemar y fundir desechos, en especial desechos radiactivos en un horno de alta temperatura (horno giratorio de solera abierta). El horno giratorio de solera abierta dispone de al menos un quemador de plasma dispuesto en su interior, una centrifugadora giratoria alrededor de un eje de rotación y una abertura de vaciado dispuesta en el suelo de horno de la centrifugadora, en el eje de rotación. El procedimiento se compone de los siguientes pasos: cierre del canal de vaciado mediante arena de relleno, introducción de material combustible y/o fundible como hormigón, resinas de intercambio iónico, así como materiales sintéticos y metales de cualquier tipo, etc. en el horno giratorio de solera abierta y a continuación descomposición, combustión y/o fusión de desechos, en donde la centrifugadora rota con una velocidad de giro predeterminable. En un primer paso se introduce por tanto arena de relleno en una abertura de vaciado con preferencia de tipo canal. Para esto se encuentra en el extremo inferior del canal de vaciado un elemento de cierre para retener la arena de relleno. El dispositivo de relleno dispone de un mecanismo dosificador para el llenado adecuado con arena de relleno. Con preferencia se carga precisamente una cantidad tal de arena de relleno, que todo el canal de relleno queda completamente llenado. Sin embargo, también puede pensarse en introducir más arena de relleno, con lo que se produce en el suelo de horno una pila de arena de relleno en forma de colina. Después de cerrar la abertura de vaciado con arena de relleno pueden introducirse y tratarse desechos fundibles y combustibles en el horno giratorio de solera abierta, en donde los desechos se queman, con preferencia bajo atmósfera inerte a temperaturas elevadas, con ayuda del quemador de plasma y las partículas sólidas remanentes se confinan en la materia de fundición. Para esto se hace rotar la centrifugadora del horno giratorio de solera abierta con una velocidad de giro predeterminada. A causa de la abertura de vaciado cerrada con arena de relleno puede elegirse tan baja la velocidad de giro, que el suelo de horno quede cubierto por completo por materia fundida.

En una primera forma de ejecución del procedimiento se cierra la abertura de vaciado primero con ayuda de un elemento de cierre. Después de esto se llena la abertura de vaciado o el canal de vaciado con arena de relleno. El elemento de cierre garantiza por un lado la retención de la arena de relleno en el canal de relleno y, por otro lado, impide una salida imprevista de arena de relleno durante el funcionamiento. Hasta que no se abre el elemento de cierre no puede extraerse de la abertura de vaciado la arena de relleno. El elemento de cierre rota alrededor de su propio eje y está fijado con preferencia a un brazo de elevación/basculamiento que, a su vez, está unido de forma articulada a la estructura de horno. Para la función "canal de vaciado cerrado" puede sujetarse en su posición el elemento de cierre con fuerza elástica. Para la función "abrir canal de vaciado" puede bascularse hacia fuera hidráulicamente el elemento de cierre.

Conforme a otra forma de ejecución de la invención, para vaciar el reactor se desbloquea la abertura de vaciado por medio de que se abre el elemento de cierre, dispuesto debajo del canal de vaciado, y después se extrae la arena de relleno en el canal de vaciado al menos parcialmente con ayuda de un dispositivo de expulsión o limpieza. Después de abrir el elemento de cierre saldrá ya del canal de vaciado, en ciertas circunstancias, una parte de la arena de relleno vertible. La velocidad de giro del horno giratorio de solera abierta aumenta de tal modo, que la abertura de vaciado ya no está cubierta por materia de fundición como consecuencia de la acción centrífuga. Después se extrae de la abertura de vaciado la arena de relleno con ayuda del dispositivo de expulsión o limpieza, por ejemplo, por medio de que con una lanza configurada de forma móvil del dispositivo de limpieza se expulsan los restos de arena de relleno todavía existentes en el canal de vaciado. Para el vaciado se reduce después de nuevo la velocidad de giro del horno giratorio de solera abierta. Por medio de esto puede garantizarse un vaciado controlado de materia de fundición. Mediante la elección de la velocidad de giro puede controlarse la velocidad de salida de la materia de fundición. La materia de fundición que sale se recoge a continuación en una coquilla y se refrigera.

En otra forma de ejecución se extraen restos de materia de fundición, una vez realizado el vaciado, desde el canal de vaciado con ayuda del dispositivo de lavado, de tal modo que al menos parcialmente permanecen restos de materia de fundición en la abertura de vaciado y cubren su pared. Una lanza, con un diámetro que es menor que el diámetro del canal de vaciado, extrae sólo restos de materia de fundición en la región del centro del canal de vaciado. Resta un revestimiento con planta anular, que está dispuesto en el canal de vaciado a lo largo del eje de rotación y a continuación se solidifica. Por medio de esto se obtiene una capa protectora relativamente resistente y bien unida al canal de vaciado. El canal de vaciado calibrado con esto queda protegido eficientemente contra el desgaste.

Un aspecto adicional de la invención se refiere a un procedimiento, en el que se extraen restos de materia de fundición sólo en el centro de la abertura de vaciado, de tal modo que permanecen restos de materia de fundición como revestimiento o recubrimiento en el canal de vaciado. Por medio de esto es posible hacer funcionar el horno o el horno giratorio de solera abierta con canal de vaciado.

Particularidades aisladas y ventajas adicionales de la invención se obtienen de la siguiente descripción de los ejemplos de ejecución y de los dibujos. Aquí muestran:

la figura 1 una sección transversal a través de un primer ejemplo de ejecución de un horno de alta temperatura conforme a la invención,

la figura 2 una sección transversal del ejemplo de ejecución conforme a la figura 1, pero con dispositivo de limpieza extraído,

la figura 3 una representación aumentada de una sección transversal de un suelo de horno giratorio de solera abierta de un horno de alta temperatura, conforme a un segundo ejemplo de ejecución,

la figura 4 una representación aumentada de un suelo de horno giratorio de solera abierta conforme a un tercer ejemplo de ejecución,

la figura 5 una vista aumentada de una sección transversal a través de un dispositivo de relleno y un dispositivo de limpieza,

la figura 6 una vista esquemática de un horno preparado,

la figura 7 una vista esquemática de un horno en un primer estado de funcionamiento,

la figura 8 una vista esquemática de un horno en un segundo estado de funcionamiento, en el que se desbloquea el canal de vaciado, y

la figura 9 una vista esquemática de un horno en un tercer estado de funcionamiento, en el que sale la materia de fundición.

En la figura 1 se muestra un horno designado con 1. El horno 1 dispone de una carcasa 23, en la que está dispuesta una centrifugadora 3 giratoria alrededor de un eje de rotación R. A través de una abertura 24 está dispuesto un quemador de plasma 2 en el interior 16 del horno 1. Aparte de esto la carcasa 23 dispone de una abertura 19 para gas de pirólisis y de una abertura 18 para llenar el horno con material combustible y/o fundible y/o desechos. La abertura 18 puede estar configurada de tal modo, que pueden introducirse cubas enteras con material combustible y fundible y/o desechos, en especial con contenido radioactivo o tóxico en la cámara interior 16 del horno 1. En la figura 1 no se muestran otras posibles aberturas para quemadores auxiliares, instrumentos de medidas y otros dispositivos. La centrifugadora 3 forma una cubeta de horno 4 para alojar material sólido y/o líquido. La cubeta de horno 4 presenta un suelo de horno 5 y una pared lateral de horno 6. El suelo de horno 5 está configurado de tal modo que éste puede servir para el guiado de corriente como consecuencia del quemador de plasma 2. El suelo de horno 5 puede estar equipado por ejemplo con piedras de grafito o masas apisonadas eléctricamente conductoras. Sin embargo, el suelo de horno 5 también puede estar ejecutado con electrodos para el guiado de corriente y con materiales de revestimiento, que tienen características térmica y químicamente resistentes (véanse a continuación las figuras 3 y 4). En el centro del suelo de horno 5 se encuentra una abertura de vaciado 8. La abertura de vaciado 8 está configurada como un canal 25 que discurre en la dirección del eje de rotación R. El canal de vaciado 25 es con ello con preferencia cilíndrico, pero también son imaginables formas de ejecución convexas o cóncavas. También puede pensarse en regiones de implantación cónicas para un canal cilíndrico. El extremo inferior del canal de vaciado 25 o del suelo de horno 5 cierra un elemento de cierre 7. El canal de vaciado 25 se rellena con arena de relleno 10 resistente a las altas temperaturas, por ejemplo una mezcla de óxido metálico y grafito. Es por ejemplo adecuada una arena de relleno compuesta de una mezcla de SiO_{2}, Cr_{2}O_{3}, Al_{2}O_{3}, Fe_{2}O_{3}MgO, CaO y C. El canal de vaciado 25 se rellena de forma ventajosa por completo con arena de relleno 10. En la centrifugadora 3 se encuentra el caldo 21, compuesto de material fundido y sustancias sólidas allí introducidas. Como puede verse en la figura 1, la región por encima de la abertura de vaciado 8 puede cubrirse con caldo 21 gracias al relleno con arena de relleno 10.

En la región del lado superior 12 del horno se encuentra un dispositivo de relleno 9 para rellenar la arena de relleno en el canal de vaciado 25. La arena de relleno es guiada por un depósito de reserva 22 o por medio de otros mecanismos de alimentación a un perfil de carga 11. El perfil de carga 11 está configurado con preferencia como tubo y dispuesto en el eje de rotación R. La arena de relleno vertible cae, a través de la cámara interior 16 del horno, sobre la abertura de vaciado 8 o en el canal de vaciado 25. Sin embargo, también puede imaginarse que, para rellenar, el perfil de carga 11 puede guiarse hasta o al menos a las proximidades de la abertura de vaciado 8. En el lado superior 12 del horno 1 está previsto asimismo en el eje de rotación R un dispositivo de limpieza 13 para desbloquear el canal de vaciado 25 de la arena de relleno 10. El dispositivo de limpieza 10 presenta una lanza 14 extraíble, que está dispuesta en su posición de salida durante el funcionamiento del horno 1 por fuera de la cámara interior 16 del horno. Con preferencia en funcionamiento normal, durante el cual se funden, queman y/o descomponen desechos, debe cerrarse herméticamente el espacio interior 16 del horno 1. En funcionamiento normal el horno está sometido con preferencia a una baja presión de entre 10 y 25 mbar. Para que el dispositivo de relleno y limpieza no se cargue térmicamente durante el funcionamiento normal, se cierra la abertura 26. Esto puede producirse por ejemplo con una corredera 20, que puede desplazarse en la dirección x. Naturalmente también es imaginable que el dispositivo de relleno 9, por un lado, y el dispositivo de limpieza 13, por otro lado, presenten aberturas diferentes en lugar de una abertura 26.

La figura 2 muestra el horno 1 con lanza extraída 14. Para esto se lleva a la posición de abierto una corredera 20 u otro dispositivo de cierre. La lanza 14 se mueve a lo largo del eje de rotación R en contra de la abertura de vaciado 8 y precisamente hasta un punto tal, que el canal de vaciado 25 es atravesado en toda su longitud. La punta 15 de la lanza 14 está orientada con preferencia simétricamente. El diámetro de la punta 15 puede corresponderse con el diámetro de la abertura de vaciado 8, en especial del canal de vaciado 25. Sin embargo, también puede ser ventajoso que el diámetro de la punta 15 sea menor que el del canal de vaciado 8. Mediante la elección del diámetro de la punta se determina el canal de vaciado a desbloquear. De este modo puede influirse en la velocidad de salida del caldo. Para la recogida del caldo está prevista una coquilla 17 por debajo de la abertura de vaciado 8.

La lanza 14 o al menos la punta de lanza 15 se compone de material resistente a las altas temperaturas, por ejemplo del HAYNES-230 conocido por el técnico. La punta de lanza puede estar configurada troncocónicamente. El dispositivo de limpieza 13 puede estar configurado de tal modo que ésta también puede servir de dispositivo de relleno. De este modo una lanza configurada fundamentalmente de forma hueca puede servir por ejemplo para llenar el canal de vaciado 25. Asimismo es igualmente imaginable que el dispositivo de limpieza 13, en especia la lanza 14 se utilice para comprimir mediante presión la arena de relleno después de su llenado en la abertura de vaciado 8 o en el canal de vaciado 25. Para esto la punta 15 de la lanza 14 podría presentar una pieza adicional especial, en especial plana, para presionar la arena de relleno.

La centrifugadora 3 mostrada en la figura 3 presenta un revestimiento 28, que está dispuesto en una estructura de apoyo 27 con preferencia metálica. El revestimiento 28 puede estar compuesto de materiales de mampostería usuales como masas de fundición o apisonadas o de piedras de moldeo fundidas o comprimidas de corindón, cromo-corindón y productos con alto contenido de aluminio. Centralmente se ha dispuesto como componente del revestimiento 28 una piedra de vaciado 29, que configura la abertura de vaciado 8. Al menos una parte del lado interior de suelo de horno 30 dispone de una caída con preferencia relativamente reducida hacia el centro. La caída debe garantizar en especial una salida más fácil del caldo. La piedra de vaciado 29 está configurada horizontalmente en su lado vuelto hacia el espacio interior 16. Sin embargo, también puede pensarse aquí en una caída hacia el centro. En el revestimiento 28 está dispuesto un elemento anular 31 eléctricamente conductor para el guiado de corriente, como resultado del quemador de plasma. La abertura de vaciado 8 o el canal de vaciado 25 cierra hacia abajo un elemento de cierre 7, que está presionado a través de fuerza elástica contra la piedra de vaciado 29. El elemento de cierre rota alrededor de su propio eje y está fijado con preferencia a un brazo de elevación/basculamiento que, a su vez, está unido de forma articulada a la estructura de horno. Para la función "canal de vaciado cerrado" puede sujetarse en su posición el elemento de cierre con fuerza elástica. Para la función "abrir canal de vaciado" puede bascularse hacia fuera hidráulicamente el elemento de
cierre.

En la figura 4 se ha representado un horno giratorio de solera abierta o su centrifugadora 3 con una disposición de accionamiento 32 para hacer girar la centrifugadora 3 alrededor del eje de rotación R. Con ayuda de un accionamiento giratorio se pone en movimiento la centrifugadora 3 a través de una corona dentada. \omega es con ello la velocidad de giro. El revestimiento 28 presenta varias capas de estabilización e aislamiento 33 a 35. En lugar de un elemento anular 31 eléctricamente conductor, como se muestra en la figura 3, el suelo de horno 5 dispone de varios electrodos 36 configurados en forma oblonga. Estos están situados con una ligera inclinación respecto al lado interior del suelo de horno 30. En la vista en planta los electrodos 36 están dispuestos distribuidos uniformemente y concéntricamente entre ellos. Los electrodos 36 están en contacto eléctrico con escobillas tomacorriente 37. La abertura de vaciado 8 está dispuesta en el eje de rotación de la centrifugadora 3.

La figura 5 muestra una superestructura (38) que contiene un dispositivo de relleno 9 y un dispositivo de limpieza 13. La superestructura 38 está unida al horno 1, por ejemplo, con ayuda de una unión abridada 39. La superestructura 38 dispone de una carcasa 40, en la que están dispuestos el dispositivo de limpieza 13 y el dispositivo de relleno 9. La lanza 14 extraíble puede seguir moviéndose a lo largo del eje de rotación R con una combinación entre un accionamiento de husillo 41 y un cilindro hidráulico 42. Con ayuda del accionamiento de husillo 41 se determina una parte del tramo de recorrido para la lanza 14. Un husillo 44 que discurre en paralelo al eje de rotación R está montado de forma giratoria en sus extremos y es accionado con preferencia a través de un motor eléctrico. El recorrido de los otros tramos de recorrido de la lanza 14 se realiza por medio hidráulico. El accionamiento hidráulico tiene por ejemplo la ventaja de que puede aplicarse una fuerza mayor para que la lanza atraviese el canal de vaciado 25 que ha recibido la arena de relleno. La lanza 14 puede guiarse por ejemplo a lo largo de una guía 45, que discurre en paralelo al eje de rotación R, sobre un carro de guiado 43. Además de esto el dispositivo de limpieza 13 presenta un revestimiento 46 alargado, tubular, que sirve por ejemplo para proteger una parte de la lanza 14, en especial si la lanza se encuentra en el interior 16 del horno, contra influencias térmicas. El dispositivo de relleno 9 presenta al menos un depósito de reserva 22 así como conductos tubulares 47 para guiar la arena de relleno, en donde éstos discurren al menos en parte a lo largo de la lanza 14.

Las figuras 6 a 9 muestran -en representación esquemática- un desarrollo del procedimiento para hacer funcionar el horno 1 conforme a la invención. Antes de llenar el horno 1 con material combustible y fundible se cierra en un primer paso, con ayuda del elemento de cierre 7, el canal de vaciado 25 de la abertura de vaciado 8 en el lado inferior. A continuación puede llenarse con arena de relleno el canal de vaciado 25 preparado. El relleno de arena de relleno 10 puede presionarse o comprimirse según el modo de funcionamiento previsto (figura 6). Después de esto se introducen en la centrifugadora giratoria 3 vidrio y desechos combustibles y fundibles como hormigón, resinas de intercambio iónico así como materiales sintéticos y metales de todo tipo, etc. La materia fundible se funde hasta que se alcanza un determinado grado de llenado de horno.

La figura 7 muestra el horno 1 en funcionamiento normal. Este rota con una velocidad de giro \omega_{1}. La velocidad de giro \omega_{1} debe elegirse con preferencia de tal modo, que el suelo de horno y en especial la abertura de vaciado 8 están cubiertos como mínimo. Los desechos introducidos de forma continua o discontinua se descomponen, queman y/o funden. Los gases de combustión y pirólisis producidos se evacúan y los residuos sólidos remanentes van al caldo 21. Si el caldo alcanza un grado de llenado de horno máximo o de otro tipo predeterminado, es necesario vaciar el caldo desde el horno 1. Para esto se aumenta la velocidad de giro \omega_{2} hasta un punto tal que, como consecuencia de la fuerza centrífuga, al menos se libera completamente de caldo 12 la abertura de vaciado 8. Después de que se ha abierto y/o basculado hacia fuera el elemento de cierre 7 puede llevarse, con ayuda del dispositivo de limpieza 13, una abertura en forma de una perforación al canal de vaciado 25 que ha recibido la arena de relleno 10. Con ello puede expulsarse conforme a la figura 8 el núcleo 50 de la arena de relleno, mientras que permanecen en el canal de vaciado 25 restos de materia de fundición como revestimiento. Como se ha representado en la figura 9, la materia de fundición 21 puede descargarse a través de la abertura obtenida. Para esto se reduce de nuevo la velocidad de giro \omega_{3}. Los restos de materia de fundición que permanecen en el canal de vaciado 25 sirven de revestimiento 48. Este revestimiento 48 protege el canal de vaciado 25. Una vez realizado el vaciado del caldo 21 puede rellenarse de nuevo el canal de vaciado 25 con arena de relleno y puede comenzar una nueva rotación (proceso batch). Sin embargo, también puede pensarse que después del vaciado del caldo esté previsto un paso de limpieza adicional para extraer el material residual, que reste todavía en la abertura obtenida. Para esto puede usarse el mismo dispositivo de limpieza o uno adicional. Por medio de esto pueden evitarse averías como obstrucciones.

Claims

1. Horno de alta temperatura para quemar y fundir en especial desechos radioactivos con al menos un quemador de plasma (2) dispuesto dentro del mismo, una centrifugadora (3) giratoria alrededor de un eje de rotación (R), en donde la centrifugadora (3) presenta una cubeta de horno (4) con suelo de horno (5) y pared lateral de horno (6), y una abertura de vaciado (8) dispuesta en el suelo de horno (5), en el eje de rotación (R), caracterizado porque está previsto un dispositivo de relleno (9) para rellenar al menos una parte de la abertura de vaciado (8) con arena de relleno (10).

2. Horno de alta temperatura según la reivindicación 1, caracterizado porque la abertura de vaciado (8) presenta un elemento de cierre (7) para retener la arena de relleno (10).

3. Horno de alta temperatura según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el dispositivo de relleno presenta un perfil de carga (11), en especial un tubo.

4. Horno de alta temperatura según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el dispositivo de relleno (9) está dispuesto en el lado superior (12) del horno (1).

5. Horno de alta temperatura según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque al menos un perfil de carga (11) del dispositivo de relleno (3) está dispuesto en el eje de rotación (R) del horno.

6. Horno de alta temperatura según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el horno (1) presenta un dispositivo de limpieza (13), con cuya ayuda puede extraerse de la abertura de vaciado (8) al menos una parte de la arena de relleno.

7. Horno de alta temperatura según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque un dispositivo de limpieza (13) presenta una lanza (14) móvil a lo largo del eje de rotación (R), cuya punta (15) pueda implantarse en la abertura de vaciado (8).

8. Horno de alta temperatura según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los restos de materia de fundición que permanecen en el canal de vaciado (25) están previstos como revestimiento (48).

9. Procedimiento para descomponer, quemar y fundir desechos en un horno de alta temperatura (1), en especial un horno de alta temperatura según una de las reivindicaciones 1 a 11, con al menos un quemador de plasma (2) dispuesto en su interior, una centrifugadora (3) giratoria alrededor de un eje de rotación (R), en donde la centrifugadora (3) presenta un suelo de horno (5) con pared lateral de horno (6), y una abertura de vaciado dispuesta en el suelo de horno, en el eje de rotación (R), con los pasos:

(1): introducción de vidrio y desechos combustibles y/o fundibles en el horno y

(2): descomposición, combustión y fusión de desechos, en donde el horno giratorio de solera abierta rota con una velocidad de giro predeterminable,

caracterizado porque antes de introducir en el horno (1) los desechos combustibles y fundibles se cierra la abertura de vaciado (8) mediante arena de relleno.

10. Procedimiento para descomponer, quemar y fundir desechos en un horno de alta temperatura según la reivindicación 9, caracterizado porque la abertura de vaciado (8) se cierra primero con ayuda de un elemento de cierre (7) y después se llena con arena de relleno.

11. Procedimiento para descomponer, quemar y fundir desechos según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque la arena de relleno se
comprime.

12. Procedimiento para descomponer, quemar y fundir desechos según una o varias de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque para vaciar el reactor, en especial para vaciar el material fundido, se desbloquea la abertura de vaciado.

13. Procedimiento para descomponer, quemar y fundir desechos según una o varias de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque para vaciar el reactor se desbloquea la abertura de vaciado por medio de que se abre el elemento de cierre (7) de la abertura de vaciado (8) y se extrae parcialmente la arena de relleno en el canal de vaciado (25), al menos con ayuda de un dispositivo de limpieza (13).

14. Procedimiento para descomponer, quemar y fundir desechos según una o varias de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque se extrae el núcleo (50) del relleno de arena de relleno en el canal de vaciado (25).