RU169971U1

RU169971U1 - SMALL GLOBAL OVEN OF GLAZING VAO

Info

Publication number: RU169971U1
Application number: RU2016130646U
Authority: RU
Inventors: Антон Юрьевич Сорокин; Денис Евгеньевич Белоконь; Анна Викторовна Богдалова; Екатерина Александровна Ряпосова
Priority date: 2016-07-14
Filing date: 2016-07-14
Publication date: 2017-04-11

Abstract

Полезная модель относится к атомной энергетике и предназначена для обработки и иммобилизации радиоактивных отходов (РАО), в частности для высокотемпературного отверждения высокоактивных и среднеактивных отходов.Малогабаритная печь остекловывания ВАО, содержащая корпус, размещенные в нем высокотемпературные нагреватели, платформу для установки тигля с отходами, отличающаяся тем, что печь оснащена стационарной системой охлаждения.Кроме того, отличается тем, что ввод тигля осуществляется через нижнюю часть печи при помощи подвижной платформы, не являющейся частью печи.Технической задачей является получение возможности замены как самой печи, так и отдельных ее компонентов в условиях горячей камеры. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to nuclear energy and is intended for the treatment and immobilization of radioactive waste (RW), in particular for the high-temperature solidification of high and medium-level waste. in that the furnace is equipped with a stationary cooling system. Moreover, it differs in that the crucible is introduced through the lower part of the furnace using a movable plate a form that is not part of the furnace. The technical task is to obtain the possibility of replacing both the furnace itself and its individual components in a hot chamber. 1 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к атомной энергетике и предназначена для обработки и иммобилизации радиоактивных отходов (РАО), в частности для высокотемпературного отверждения высокоактивных и среднеактивных отходов.The utility model relates to nuclear energy and is intended for the treatment and immobilization of radioactive waste (RAW), in particular for the high-temperature solidification of high-level and medium-level waste.

Печь для отверждения РАО является важнейшим узлом оборудования для перевода в устойчивые к выщелачиванию матрицы РАО, для их последующей утилизации.The RW curing furnace is the most important component of equipment for conversion to leach-resistant RW matrices for their subsequent disposal.

Известно устройство для отверждения жидких РАО высокого уровня активности по свидетельству на полезную модель RU №38250 дата приоритета 29.12.2003, опубл. 27.05.2004, кл. МПК G21F 9/16 для дистанционной переработки радиоактивных жидких продуктов высокого уровня активности, получения твердых остеклованных отходов, размещения этих отходов в контейнеры и подготовке контейнеров с остеклованными отходами к эвакуации к месту захоронения.A device for curing liquid radioactive waste of a high level of activity according to the certificate for utility model RU No. 38250 priority date 12/29/2003, publ. 05/27/2004, class IPC G21F 9/16 for remote processing of radioactive liquid products of a high level of activity, receipt of solid vitrified waste, placement of these waste in containers and preparation of containers with vitrified waste for evacuation to the place of burial.

Устройство для отверждения жидких радиоактивных отходов высокого уровня активности включает горячий тигель и нагреватель. Горячий тигель состоит из цилиндрического корпуса, днища и крышки, на которой размещены патрубки загрузки, сдувки и контрольно-измерительных приборов, причем горячий тигель состоит из верхней и нижней частей, герметично соединенных между собой, при этом площадь сечения верхней части тигля больше площади сечения нижней части тигля в четыре и более раза, а объем верхней части тигля больше объема нижней части тигля в пять и более раз, причем верхняя и нижняя части тигля в месте их сопряжения имеют коническую и шаровую поверхности соответственно и в области сопряжения внешняя боковая поверхность верхней части тигля снабжена коллектором водяного охлаждения.A device for curing liquid radioactive waste of a high level of activity includes a hot crucible and a heater. The hot crucible consists of a cylindrical body, a bottom and a lid, on which the loading, blow-off, and instrumentation nozzles are placed, the hot crucible consisting of upper and lower parts hermetically connected to each other, while the cross-sectional area of the upper part of the crucible is larger than the cross-sectional area of the lower parts of the crucible are four or more times, and the volume of the upper part of the crucible is five or more times greater than the volume of the lower part of the crucible, with the upper and lower parts of the crucible at their interface having conical and spherical surfaces corresponding to Clearly and in the mating region, the outer side surface of the upper part of the crucible is equipped with a water cooling collector.

Недостатком известного устройства является отсутствие возможности модульной замены компонентов печи (в том числе нагревателей) и самой печи в целом.A disadvantage of the known device is the lack of the possibility of modular replacement of the furnace components (including heaters) and the furnace as a whole.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому устройству является печь для отверждения высокоактивных и среднеактивных отходов (варианты) по патенту РФ на полезную модель №146714, дата приоритета 07.05.2014, опубл. 20.10.2014, кл. МПК G21F 9/16. Печь предназначена для обработки и иммобилизации РАО и может быть применена в лабораторных и производственных условиях, когда требуется провести отверждение высокоактивных и среднеактивных отходов.Closest to the technical nature of the claimed device is a furnace for the curing of high and intermediate level waste (options) according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 146714, priority date 05/07/2014, publ. 10/20/2014, class IPC G21F 9/16. The furnace is designed for the treatment and immobilization of radioactive waste and can be used in laboratory and industrial conditions when it is necessary to cure highly active and medium-level waste.

Печь для отверждения высокоактивных и среднеактивных отходов содержит корпус, размещенные в нем U-образные нагреватели из жаропрочного материала, платформу для установки тигля с отходами. Также печь дополнительно снабжена дверцей, открывающейся по принципу «книжки» и соединенной с выдвигающейся из печи платформой с помощью шатунного механизма, причем верхняя часть корпуса может быть снабжена отверстием для установки в печь и извлечения выступающего над корпусом печи тигля дистанционно при закрытой дверце.The furnace for the curing of high-level and medium-level waste contains a housing, U-shaped heaters made of heat-resistant material placed in it, a platform for installing a crucible with waste. Also, the furnace is additionally equipped with a door that opens according to the “book” principle and connected to the platform that extends from the furnace by means of a connecting rod mechanism, the upper part of the housing can be provided with an opening for installing the crucible protruding above the furnace body remotely with the door closed.

Приведенный выше способ ввода тигля в печь не удовлетворяет требованию компактности. Использование только теплоизоляции приводит к увеличению габаритных размеров печи или повышенной температуре наружной части корпуса печи, и это является существенным недостатком устройства, взятого за прототип.The above method of introducing the crucible into the furnace does not satisfy the compactness requirement. The use of only thermal insulation leads to an increase in the overall dimensions of the furnace or an increased temperature of the outer part of the furnace body, and this is a significant drawback of the device taken as a prototype.

Заявляемая полезная модель «Малогабаритная печь остекловывания ВАО» содержит корпус, размещенные в нем высокотемпературные нагреватели, платформу для установки тигля с радиоактивными отходами, отличается от прототипа тем, что печь оснащена стационарной системой охлаждения, состоящей из труб, приваренных к корпусу стенки системы охлаждения таким образом, чтобы между ними осталось расстояние, равное толщине ребер печи, а также тем, что ввод тигля осуществляется через нижнюю часть печи при помощи платформы. The inventive utility model "Small-sized vitrification furnace VAO" contains a housing, high-temperature heaters placed in it, a platform for installing a crucible with radioactive waste, differs from the prototype in that the furnace is equipped with a stationary cooling system consisting of pipes welded to the body of the cooling system wall in this way so that between them there remains a distance equal to the thickness of the ribs of the furnace, as well as the fact that the crucible is introduced through the lower part of the furnace using a platform.

Технической задачей является получение возможности замены как самой печи, так и отдельных ее компонентов в условиях горячей камеры.The technical task is to obtain the possibility of replacing both the furnace itself and its individual components in a hot chamber.

Технический результат, заключающийся в минимизации габаритных размеров печи, достигается за счет развитой поверхности корпуса печи, позволяющей эффективно охлаждать наружную часть печи, при этом сама система охлаждения является стационарной, что дало возможность уменьшить габариты. Для уменьшения габаритных размеров печи был уменьшен требуемый слой теплоизоляции с введением системы охлаждения печи. В свою очередь система охлаждения печи требует обвязки для подвода теплоносителя, что могло бы осложнить удаление печи из горячей камеры. Для решения этой проблемы была разработана стационарная система охлаждения.The technical result, which is to minimize the overall dimensions of the furnace, is achieved due to the developed surface of the furnace body, which allows efficient cooling of the outer part of the furnace, while the cooling system itself is stationary, which made it possible to reduce the dimensions. To reduce the overall dimensions of the furnace, the required thermal insulation layer was reduced with the introduction of a furnace cooling system. In turn, the furnace cooling system requires a strapping to supply coolant, which could complicate the removal of the furnace from the hot chamber. To solve this problem, a stationary cooling system was developed.

Для подтверждения указанного выше представляем описание конкретного конструктивного выполнения заявленного устройства и его работы.To confirm the above, we present a description of the specific structural implementation of the claimed device and its operation.

Заявляемая полезная модель иллюстрируется следующими чертежами. На фиг. 1 представлен общий вид печи в разрезе. На фиг. 2 представлен общий вид стационарной системы охлаждения. На фиг. 3 представлен общий вид печи с системой стыковки тигля в разрезе.The inventive utility model is illustrated by the following drawings. In FIG. 1 shows a General view of the furnace in section. In FIG. 2 shows a general view of a stationary cooling system. In FIG. 3 shows a general view of a furnace with a crucible docking system in section.

Малогабаритная печь остекловывания ВАО содержит металлический корпус 1 (фиг. 1) с расположенными на нем ребрами 2. Ребра служат для увеличения поверхности теплообмена, а также выполняют роль направляющих при стыковке печи с системой охлаждения. Внутренняя часть корпуса защищена слоем высокотемпературной изоляции 3. В верхней части печи установлены четыре стандартных высокотемпературных нагревателя 4, например U-образные дисилицид молибденовые, а также расположена система 5 подачи продуктов и отвода парогазовой фазы. С наружной части печи, в углах, расположены направляющие 6, установленные для стыковки печи с системой охлаждения.The small-sized HLW vitrification furnace contains a metal casing 1 (Fig. 1) with fins 2 located on it. The fins serve to increase the heat exchange surface, and also serve as guides when the furnace is connected to the cooling system. The inside of the casing is protected by a layer of high-temperature insulation 3. Four standard high-temperature heaters 4 are installed in the upper part of the furnace, for example, U-shaped molybdenum disilicide, and there is also a system 5 for supplying products and venting the gas phase. From the outer part of the furnace, in the corners, there are guides 6 installed for docking the furnace with the cooling system.

Стационарная система охлаждения (фиг. 2) состоит из труб 7 охлаждения прямоугольного сечения, приваренных к корпусу 8 стенки системы охлаждения таким образом, чтобы между ними осталось расстояние, равное толщине ребер печи. Поступление хладагента в трубы 7 происходит из коллекторов 9, расположенных снаружи системы охлаждения. В углах системы охлаждения установлены четыре направляющих 10 для стыковки печи с системой охлаждения.The stationary cooling system (Fig. 2) consists of rectangular cooling pipes 7 welded to the body 8 of the wall of the cooling system so that a distance equal to the thickness of the fins of the furnace remains between them. The flow of refrigerant into the pipes 7 occurs from the collectors 9 located outside the cooling system. Four guides 10 are installed in the corners of the cooling system for connecting the furnace to the cooling system.

Внешний вид печи с системой стыковки тигля показан на фигуре 3. Система стыковки тигля содержит тигель 11, керамическую подставку 12, расположенную на подвижной платформе 13, раму 14 и линейный пневматический привод 15.The appearance of the furnace with the crucible docking system is shown in FIG. 3. The crucible docking system comprises a crucible 11, a ceramic stand 12 located on a movable platform 13, a frame 14, and a linear pneumatic actuator 15.

Процесс отверждения РАО происходит следующим образом. Тигель 11 устанавливается на керамическую подставку 12, которая расположена на подвижной платформе 13, и стыкуется с печью в нижней ее части. Движение платформы осуществляется за счет линейного пневматического привода 15. Система стыковки тигля не входит в состав печи, что позволяет в значительной степени сократить ее габаритные размеры.The process of solidification of radioactive waste occurs as follows. The crucible 11 is mounted on a ceramic stand 12, which is located on a movable platform 13, and docked with the furnace in its lower part. The platform is driven by a linear pneumatic actuator 15. The crucible docking system is not part of the furnace, which significantly reduces its overall dimensions.

После стыковки тигля 11 с печью происходит дозирование требуемых компонентов в тигель (в том числе РАО), включается нагрев и производится процесс высокотемпературного отверждения. После достижения требуемых показателей (температура, время выдержки и пр.), тигель 11 остывает в объеме печи и удаляется из нее в обратной последовательности.After docking the crucible 11 with the furnace, the required components are dosed into the crucible (including radioactive waste), heating is turned on, and the process of high-temperature curing is performed. After reaching the required parameters (temperature, holding time, etc.), the crucible 11 cools in the furnace volume and is removed from it in the reverse order.

Конструкция печи позволяет производить нагрев продуктов до 1900°C и производить модульную замену нагревателей в случае выхода их из строя.The design of the furnace allows heating products up to 1900 ° C and modular replacement of heaters in case of failure.

Claims

1. A small-sized HLW vitrification furnace containing a housing, high-temperature heaters placed in it, a platform for installing a crucible with waste, characterized in that the furnace is equipped with a stationary cooling system consisting of pipes welded to the cooling system body so that there is a distance between them equal to the thickness of the ribs of the furnace.

2. The furnace according to claim 1, characterized in that the crucible is introduced through the lower part of the furnace using a movable platform.