RU2152653C1 - Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов - Google Patents
Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2152653C1 RU2152653C1 RU98123353A RU98123353A RU2152653C1 RU 2152653 C1 RU2152653 C1 RU 2152653C1 RU 98123353 A RU98123353 A RU 98123353A RU 98123353 A RU98123353 A RU 98123353A RU 2152653 C1 RU2152653 C1 RU 2152653C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radioactive
- cooled
- rotary evaporator
- induction melter
- charge
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к охране окружающей среды и предназначено для остекловывания жидких радиоактивных отходов с последующим охлаждением стеклорасплава до получения монолитного конечного продукта, пригодного для долгосрочного хранения. Сущность изобретения: установка содержит емкость жидких радиоактивных отходов, емкость роторного испарителя, роторный испаритель, циркуляционный трубопровод, узел газоочистки роторного испарителя, бункеры стеклообразователей, шнековый дозатор стеклообразователей, емкость-смеситель, аппарат вихревого слоя, дозирующий шнековый экструдер для подачи радиоактивной шихты, распределительный узел подаваемой радиоактивной шихты, охлаждаемый индукционный плавитель, интерференционное зеркало, видеокамеру, компьютер, печь отжига и узел газоочистки охлаждаемого индукционного плавителя. Технический результат заключается в повышении надежности, безопасности и производительности работы установки. 4 ил.
Description
Заявляемая установка относится к области охраны окружающей среды, а точнее к области переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Наиболее эффективно заявляемая установка может быть использована при остекловывании ЖРО с последующим охлаждением стеклорасплава до получения монолитного конечного продукта, пригодного для долгосрочного хранения.
Известна установка остекловывания жидких радиоактивных отходов атомных электростанций (АЭС) [1], включающая прямоточный испаритель, бункер стеклообразователей, шнековый дозатор стеклообразователей, смеситель концентрата ЖРО и стеклообразователей, электрическую керамическую печь прямого нагрева, систему автоматизации и контроля технологического режима и узел газоочистки электрической керамической печи прямого нагрева.
Работа известной установки заключается в том, что стеклообразователи из бункера стеклообразователей и упаренные в прямоточном испарителе ЖРО подают в смеситель концентрата ЖРО и стеклообразователей. Затем полученную радиоактивную шихту из вышеуказанного смесителя подают в электрическую керамическую печь прямого нагрева на поверхность заранее приготовленного стеклорасплава и выдерживают до гомогенизации. Накопленный в электрической керамической печи прямого нагрева радиоактивный стеклорасплав выгружают и охлаждают до получения пригодного для долгосрочного хранения конечного продукта.
Недостатками известной установки являются:
- ненадежность работы в случае передозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть выход установки из технологического режима из-за образования из радиоактивной шихты на поверхности стеклорасплава повышенной толщины слоя, а над его поверхностью - свода;
- повышенная опасность работы в случае недодозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть повышение температуры поверхности стеклорасплава и, как следствие, - повышение концентрации в отходящих газах летучих форм радионуклидов:
Указанные недостатки обусловлены:
- отсутствием в установке дозирующего питателя для подачи радиоактивной шихты в электрическую керамическую печь прямого нагрева;
- пониженный ресурс работы, а также пониженное качество конечного продукта, связанные с использованием для процесса остекловывания электрической керамической печи прямого нагрева [2].
- ненадежность работы в случае передозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть выход установки из технологического режима из-за образования из радиоактивной шихты на поверхности стеклорасплава повышенной толщины слоя, а над его поверхностью - свода;
- повышенная опасность работы в случае недодозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть повышение температуры поверхности стеклорасплава и, как следствие, - повышение концентрации в отходящих газах летучих форм радионуклидов:
Указанные недостатки обусловлены:
- отсутствием в установке дозирующего питателя для подачи радиоактивной шихты в электрическую керамическую печь прямого нагрева;
- пониженный ресурс работы, а также пониженное качество конечного продукта, связанные с использованием для процесса остекловывания электрической керамической печи прямого нагрева [2].
Известна установка остекловывания жидких радиоактивных отходов [3], включающая последовательно соединенные: емкость ЖРО, циркуляционный контур, состоящий из соединенных между собой емкости роторного испарителя, роторного испарителя и циркуляционного трубопровода, емкость-смеситель, аппарат вихревого слоя, дозирующий питатель для подачи радиоактивной шихты, электрическую керамическую печь прямого нагрева и печь отжига, причем циркуляционный контур соединен с емкостью ЖРО через емкость роторного испарителя, с емкостью-смесителем - через циркуляционный трубопровод, а также через роторный испаритель - с узлом газоочистки роторного испарителя, емкость-смеситель и электрическая керамическая печь прямого нагрева также соединены с узлом газоочистки электрической керамической печи прямого нагрева, а к емкости-смесителю через шнековый дозатор стеклообразователей подсоединены также еще и бункеры стеклообразователей.
Работа установки заключается в подаче стеклообразователей и упаренных в циркуляционном контуре ЖРО в емкость-смеситель с получением радиоактивной шихты, последующем повторном перемешивании и активации поверхностей твердых компонентов радиоактивной шихты в аппарате вихревого слоя, подаче дозирующим питателем обработанной в аппарате вихревого слоя радиоактивной шихты в электрическую керамическую печь прямого нагрева на поверхность заранее приготовленного стеклорасплава, ее выдержке до расплавления и гомогенизации, выгрузке полученного расплава в печь отжига, его охлаждении до получения пригодного для долгосрочного хранения конечного продукта и очистке отходящих газов в узлах газоочистки роторного испарителя и электрической керамической печи прямого нагрева.
Недостатками известной установки являются:
- ненадежность работы в случае передозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть выход установки из технологического режима из-за образования из радиоактивной шихты на поверхности стеклорасплава повышенной толщины слоя, а над его поверхностью - свода;
- повышенная опасность работы в случае недодозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть повышение температуры всей поверхности стеклорасплава и, как следствие, повышение концентрации в отходящих газах летучих форм радионуклидов;
Эти недостатки обусловлены:
- отсутствием в установке системы контроля температуры поверхности стеклорасплава в электрической керамической печи прямого нагрева, регулирующей в зависимости от изменения этой температуры количество подаваемой радиоактивной шихты;
- пониженный ресурс работы, а также пониженное качество конечного продукта, связанные с использованием для процесса остекловывания электрической керамической печи прямого нагрева [2];
Наиболее близким устройством к заявляемой установке с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов является установка остекловывания жидких радиоактивных отходов [4], включающая последовательно соединенные: емкость ЖРО, циркуляционный контур, состоящий из соединенных между собой емкости роторного испарителя, роторного испарителя и циркуляционного трубопровода, емкость-смеситель, аппарат вихревого слоя, дозирующий секторный питатель для подачи радиоактивной шихты, охлаждаемый индукционный плавитель и печь отжига, причем циркуляционный контур соединен с емкостью ЖРО через емкость роторного испарителя, с емкостью-смесителем - через циркуляционный трубопровод, а также через роторный испаритель - с узлом газоочистки роторного испарителя, охлаждаемый индукционный плавитель также соединен с узлом газоочистки охлаждаемого индукционного плавителя, а к емкости-смесителю через шнековый дозатор стеклообразователей подсоединены также еще и бункеры стеклообразователей.
- ненадежность работы в случае передозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть выход установки из технологического режима из-за образования из радиоактивной шихты на поверхности стеклорасплава повышенной толщины слоя, а над его поверхностью - свода;
- повышенная опасность работы в случае недодозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть повышение температуры всей поверхности стеклорасплава и, как следствие, повышение концентрации в отходящих газах летучих форм радионуклидов;
Эти недостатки обусловлены:
- отсутствием в установке системы контроля температуры поверхности стеклорасплава в электрической керамической печи прямого нагрева, регулирующей в зависимости от изменения этой температуры количество подаваемой радиоактивной шихты;
- пониженный ресурс работы, а также пониженное качество конечного продукта, связанные с использованием для процесса остекловывания электрической керамической печи прямого нагрева [2];
Наиболее близким устройством к заявляемой установке с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов является установка остекловывания жидких радиоактивных отходов [4], включающая последовательно соединенные: емкость ЖРО, циркуляционный контур, состоящий из соединенных между собой емкости роторного испарителя, роторного испарителя и циркуляционного трубопровода, емкость-смеситель, аппарат вихревого слоя, дозирующий секторный питатель для подачи радиоактивной шихты, охлаждаемый индукционный плавитель и печь отжига, причем циркуляционный контур соединен с емкостью ЖРО через емкость роторного испарителя, с емкостью-смесителем - через циркуляционный трубопровод, а также через роторный испаритель - с узлом газоочистки роторного испарителя, охлаждаемый индукционный плавитель также соединен с узлом газоочистки охлаждаемого индукционного плавителя, а к емкости-смесителю через шнековый дозатор стеклообразователей подсоединены также еще и бункеры стеклообразователей.
Охлаждаемый индукционный плавитель состоит из цилиндрического корпуса, изготовленного из изолированных друг от друга металлических трубок, по которым пропускают охлаждающую жидкость и охлаждаемой крышки со смотровым окном, загрузочным патрубком, газоходом для отвода отходящих газов и отверстием для термопары. Цилиндрический корпус снабжен сливным узлом и размещен внутри индуктора, подсоединенного к высокочастотному генератору.
Работа установки заключается в подаче стеклообразователей и упаренных в циркуляционном контуре ЖРО в емкость-смеситель с получением радиоактивной шихты, последующем повторном перемешивании и активации поверхностей твердых компонентов радиоактивной шихты в аппарате вихревого слоя, подаче дозирующим секторным питателем обработанной в аппарате вихревого слоя радиоактивной шихты через загрузочный патрубок охлаждаемой крышки в охлаждаемый индукционный плавитель на поверхность заранее приготовленного стеклорасплава, ее выдержке до расплавления и гомогенизации, выгрузке расплава в печь отжига, его охлаждении до получения пригодного для долгосрочного хранения конечного продукта и очистке отходящих газов в узлах газоочистки роторного испарителя и охлаждаемого индукционного плавителя.
Недостатками известной установки являются:
- ненадежность работы в случае передозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть выход установки из технологического режима из-за образования из радиоактивной шихты на поверхности стеклорасплава повышенной толщины слоя, а над его поверхностью - свода;
- повышенная опасность работы в случае недодозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть повышение температуры всей поверхности стеклорасплава и, как следствие, повышение концентрации в отходящих газах летучих форм радионуклидов;
- повышенная опасность работы в случае нормальной дозировки радиоактивной шихты вследствие наличия на поверхности стеклорасплава кольцеобразной периферийной зоны с повышенной температурой (зоны перегрева), прилегающей к цилиндрическому корпусу охлаждаемого индукционного плавителя и являющейся источником повышенного содержания в отходящих газах летучих форм радионуклидов;
- пониженная производительность, связанная с длительностью гомогенизации стеклорасплава в охлаждаемом индукционном плавителе вследствие наличия в центральной части объема стеклорасплава повышенных размеров зоны с температурой, меньшей рабочей (зона "А", фиг. 2), прогрев которой до рабочей температуры требует дополнительного времени.
- ненадежность работы в случае передозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть выход установки из технологического режима из-за образования из радиоактивной шихты на поверхности стеклорасплава повышенной толщины слоя, а над его поверхностью - свода;
- повышенная опасность работы в случае недодозировки радиоактивной шихты, в результате чего может быть повышение температуры всей поверхности стеклорасплава и, как следствие, повышение концентрации в отходящих газах летучих форм радионуклидов;
- повышенная опасность работы в случае нормальной дозировки радиоактивной шихты вследствие наличия на поверхности стеклорасплава кольцеобразной периферийной зоны с повышенной температурой (зоны перегрева), прилегающей к цилиндрическому корпусу охлаждаемого индукционного плавителя и являющейся источником повышенного содержания в отходящих газах летучих форм радионуклидов;
- пониженная производительность, связанная с длительностью гомогенизации стеклорасплава в охлаждаемом индукционном плавителе вследствие наличия в центральной части объема стеклорасплава повышенных размеров зоны с температурой, меньшей рабочей (зона "А", фиг. 2), прогрев которой до рабочей температуры требует дополнительного времени.
Эти недостатки обусловлены:
- использованием в установке дозирующего секторного питателя, величина подаваемых доз которого является фиксированной;
- отсутствием в установке системы контроля температуры поверхности стеклорасплава в охлаждаемом индукционном плавителе, регулирующей в зависимости от изменения этой температуры общее количество подаваемой радиоактивной шихты;
- наличием одного загрузочного патрубка радиоактивной шихты и его расположением в центральной части охлаждаемой крышки охлаждаемого индукционного плавителя, следствием чего является подача радиоактивной шихты, снижающей температуру стеклорасплава (за счет присутствующей в ней влаги) не в зону перегрева поверхности стеклорасплава, а в ее центральную часть.
- использованием в установке дозирующего секторного питателя, величина подаваемых доз которого является фиксированной;
- отсутствием в установке системы контроля температуры поверхности стеклорасплава в охлаждаемом индукционном плавителе, регулирующей в зависимости от изменения этой температуры общее количество подаваемой радиоактивной шихты;
- наличием одного загрузочного патрубка радиоактивной шихты и его расположением в центральной части охлаждаемой крышки охлаждаемого индукционного плавителя, следствием чего является подача радиоактивной шихты, снижающей температуру стеклорасплава (за счет присутствующей в ней влаги) не в зону перегрева поверхности стеклорасплава, а в ее центральную часть.
Преимуществами заявляемой установки с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов являются повышение надежности, безопасности и производительности ее работы.
Указанные преимущества заявляемой установки обеспечивается за счет того, что заявляемая установка включает последовательно соединенные: емкость ЖРО, циркуляционный контур, состоящий из соединенных между собой емкости роторного испарителя, роторного испарителя и циркуляционного трубопровода, емкость-смеситель, аппарат вихревого слоя, дозирующий шнековый экструдер (шнек, работающий под давлением) для подачи радиоактивной шихты, распределительный узел подаваемой радиоактивной шихты, охлаждаемый индукционный плавитель и печь отжига, причем циркуляционный контур соединен с емкостью ЖРО через емкость роторного испарителя, с емкостью-смесителем - через циркуляционный трубопровод, а также через роторный испаритель - с узлом газоочистки роторного испарителя, емкость-смеситель через шнековый дозатор стеклообразователей также соединена с бункерами стеклообразователей, охлаждаемый индукционный плавитель - с узлом газоочистки охлаждаемого индукционного плавителя, а дозирующий шнековый экструдер для подачи радиоактивной шихты - с компьютером, соединенным с видеокамерой, направленной своим объективом на интерференционное зеркало, установленное под углом к вертикали (в наиболее оптимальном варианте составляющим 45o) над смотровым окном (обычно выполненным из кварца) охлаждаемой крышки охлаждаемого индукционного плавителя.
Распределительный узел подаваемой радиоактивной шихты состоит из имеющего верхнее входное отверстие полого усеченного конуса, внутри которого соосно с ним на его днище расположен конус с вершиной, находящейся на уровне верхнего входного отверстия и отделенный от стенок полого усеченного конуса конусообразным зазором. В кольцеобразной зоне днища, образованной его периметром и периметром основания конуса по окружности, расположены на расстоянии друг от друга нижние выходные отверстия полого усеченного конуса, причем своим верхним входным отверстием полый усеченный конус соединен с выходным отверстием дозирующего шнекового экструдера для подачи радиоактивной шихты.
Охлаждаемый индукционный плавитель состоит из цилиндрического корпуса, изготовленного из изолированных друг от друга металлических трубок, по которым пропускают охлаждающую жидкость, и охлаждаемой крышки.
Цилиндрический корпус снабжен сливным узлом и размещен внутри индуктора, подсоединенного к высокочастотному генератору, а охлаждаемая крышка имеет в своем составе смотровое окно, газоход для отвода отходящих газов, а также загрузочные патрубки радиоактивной шихты, расположенные по окружности на расстоянии друг от друга внутри кольцеобразной зоны охлаждаемой крышки, ограниченной внешней окружностью с радиусом R1, равным внутреннему радиусу цилиндрического корпуса охлаждаемого индукционного плавителя, и внутренней окружностью с радиусом
R2 = R1-503•(ρ/μf)1/2,
где ρ - удельное электрическое сопротивление стеклорасплава;
μ - относительная магнитная проницаемость стеклорасплава;
f - частота изменения электромагнитного поля в объеме стеклорасплава,
причем загрузочные патрубки радиоактивной шихты соединены трубопроводами с нижними выходными отверстиями полого усеченного конуса распределительного узла подаваемой радиоактивной шихты. С помощью дозирующего шнекового экструдера обеспечивается надежность подачи радиоактивной шихты через распределительный узел в охлаждаемый индукционный плавитель, а также возможность регулирования величины размера ее подаваемой дозы.
R2 = R1-503•(ρ/μf)1/2,
где ρ - удельное электрическое сопротивление стеклорасплава;
μ - относительная магнитная проницаемость стеклорасплава;
f - частота изменения электромагнитного поля в объеме стеклорасплава,
причем загрузочные патрубки радиоактивной шихты соединены трубопроводами с нижними выходными отверстиями полого усеченного конуса распределительного узла подаваемой радиоактивной шихты. С помощью дозирующего шнекового экструдера обеспечивается надежность подачи радиоактивной шихты через распределительный узел в охлаждаемый индукционный плавитель, а также возможность регулирования величины размера ее подаваемой дозы.
Распределительный узел подаваемой радиоактивной шихты обеспечивает ее разделение при подаче в охлаждаемый индукционный плавитель на равные потоки, причем расположение конуса внутри полого усеченного конуса указанным образом предотвращает опасность его забивки и остановки работы установки.
Расположение загрузочных патрубков радиоактивной шихты указанным образом обеспечивает подачу радиоактивной шихты и равномерность ее распределения по всей поверхности кольцеобразной зоны стеклорасплава, расположенной вплотную с цилиндрическим корпусом охлаждаемого индукционного плавителя, имеющей наивысшую температуру и наиболее удаленную от центральной части объема стеклорасплава (зоны "А", фиг. 2).
Интерференционное зеркало отражает в объектив видеокамеры тепловое излучение от поверхности стеклорасплава в области спектра 0,4-1,1 мкм, прошедшее через смотровое окно, и пропускает тепловое излучение с другими длинами волн, предохраняя видеокамеру от выхода из строя. Видеокамера с помощью чувствительного элемента, представляющего собой светочувствительную кремниевую пластину ("ПЗС - матрицу"), формирует видеосигнал, пропорциональный температуре поверхности стеклорасплава, а компьютер обеспечивает оцифровку этого видеосигнала и регулирует работу дозирующего шнекового экструдера для подачи радиоактивной шихты в зависимости от температуры поверхности стеклорасплава.
Дозирующий шнековый экструдер для подачи радиоактивной шихты, распределительный узел подаваемой радиоактивной шихты, интерференционное зеркало, видеокамера и компьютер обеспечивают автоматически регулируемую подачу радиоактивной шихты в охлаждаемый индукционный плавитель с одновременным ее равномерным распределением по всей наиболее перегретой и удаленной от центральной части объема стеклорасплава кольцеобразной зоне его поверхности, снижая в ней температуру. Кроме того, в условиях происходящего в индукционных плавителях самоперемешивания стеклорасплава (показанного на фиг. 2 стрелками) это обеспечивает также постоянное покрытие всей поверхности стеклорасплава нерасплавленным и не образующим свода слоем радиоактивной шихты и уменьшает до минимума размер объема центральной зоны стеклорасплава с пониженной температурой. В сочетании все эти факторы повышают безопасность, надежность и производительность работы заявляемой установки.
В случае, если радиус R1 будет меньше внутреннего радиуса цилиндрического корпуса охлаждаемого индукционного плавителя и/или R2 будет больше, чем R1-503•(ρ/μf)1/2, не будет обеспечиваться повышение безопасности работы установки вследствие невозможности подачи радиоактивной шихты во всю кольцеобразную зону перегрева поверхности стеклорасплава, а в случае, если R2 будет меньше, чем R1-503•(ρ/μf)1/2, не будет обеспечиваться повышение производительности установки вследствие невозможности уменьшения в центральной части объема стеклорасплава зоны с пониженной температурой.
Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 - 4.
На фиг. 1 представлен общий вид установки;
На фиг. 2 представлен общий вид взаиморасположения дозирующего шнекового экструдера для подачи радиоактивной шихты, распределительного узла, компьютера, видеокамеры, интерференционного зеркала и охлаждаемого индукционного плавителя.
На фиг. 2 представлен общий вид взаиморасположения дозирующего шнекового экструдера для подачи радиоактивной шихты, распределительного узла, компьютера, видеокамеры, интерференционного зеркала и охлаждаемого индукционного плавителя.
На фиг. 3 представлен вид сверху охлаждаемой крышки охлаждаемого индукционного плавителя;
На фиг. 4 представлен вид сверху распределительного узла подаваемой радиоактивной шихты в разрезе по А-А.
На фиг. 4 представлен вид сверху распределительного узла подаваемой радиоактивной шихты в разрезе по А-А.
Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловыва-ния жидких радиоактивных отходов включает емкость 1 ЖРО, емкость 2 роторного испарителя, роторный испаритель 3, циркуляционный трубопровод 4, узел газоочистки 5 роторного испарителя, бункеры 6 стеклообразователей, шнековый дозатор 7 стеклообразователей, емкость-смеситель 8, аппарат вихревого слоя 9, дозирующий шнековый экструдер 10 для подачи радиоактивной шихты, распределительный узел 11 подаваемой радиоактивной шихты, охлаждаемый индукционный плавитель 12, интерференционное зеркало 13, видеокамеру 14, компьютер 15, печь отжига 16 и узел газоочистки 17 охлаждаемого индукционного плавителя.
Распределительный узел 11 подаваемой радиоактивной шихты содержит полый усеченный конус 18, верхнее входное отверстие 19, днище 20, нижние выходные отверстия 21 и конус 22.
Охлаждаемый индукционный плавитель 12 содержит цилиндрический корпус 23, сливной узел 24, охлаждаемую крышку 25 и индуктор 26.
Охлаждаемая крышка 25 содержит смотровое окно 27, загрузочные патрубки 28 радиоактивной шихты и газоход 29 для отвода отходящих газов.
Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов работает следующим образом.
Порцию ЖРО, содержащих радионуклиды и водорастворимые соли (преимущественно нитраты), из емкости 1 ЖРО подают в емкость 2 роторного испарителя. При этом трубопровод, соединяющий емкость-смеситель 8 с циркуляционным трубопроводом 4, перекрывают. Порцию ЖРО упаривают до нужной степени концентрации в роторном испарителе 3, причем упаривание происходит в процессе циркуляции порции ЖРО по вышеуказанному циркуляционному контуру при открытом на циркуляционном трубопроводе 4 вентиле, а концентрат ЖРО собирают в емкости 2 роторного испарителя. Отходящую парогазовую смесь направляют в узел газоочистки 5 роторного испарителя, где ее сначала очищают от капель ЖРО, затем охлаждают для обеспечения конденсации пара и сбрасывают в атмосферу. После достижения необходимой степени концентрации ЖРО (остаточная влажность 30 - 45%) ее упаривание прекращают, перекрывают вентиль на циркуляционном трубопроводе 4, открывают трубопровод, соединяющий емкость-смеситель 8 с циркуляционным трубопроводом 4, и подают концентрат ЖРО из емкости 2 роторного испарителя в емкость-смеситель 8. Затем вновь перекрывают трубопровод, соединяющий емкость-смеситель 8 с циркуляционным трубопроводом 4, и проводят последующий цикл упаривания новой порции ЖРО. Одновременно с концентратом ЖРО из бункеров 6 стеклообразователей шнековым дозатором 7 стеклообразователей в емкость-смеситель 8 подают порцию стеклообразующих добавок. Полученную смесь перемешивают в емкости-смесителе 8 до образования радиоактивной шихты и подают в аппарат вихревого слоя 9, в качестве которого используют аппараты вихревого слоя типа ВА-100, АВС-100, АВС-150 [5]. Порцию обработанной в аппарате вихревого слоя 9 радиоактивной шихты дозирующим шнековым экструдером 10 для подачи радиоактивной шихты подают в распределительный узел 11 подаваемой радиоактивной шихты и далее - в охлаждаемый индукционный плавитель 12. В охлаждаемом индукционном плавителе 12 из первой порции радиоактивной шихты известным способом [6] создают стартовый расплав стекла, на поверхность которого подают последующие порции радиоактивной шихты, подвергающиеся плавлению до их перехода в стеклорасплав с последующей его гомогенизацией, после чего открывают сливной узел 24 и радиоактивный стеклорасплав сливают в приемные контейнеры, расположенные в печи отжига 16. Процесс подачи радиоактивной шихты регулируют с помощью компьютера 15, управляющего работой дозирующего шнекового экструдера 10 для подачи радиоактивной шихты в зависимости от температуры поверхности стеклорасплава. Отходящие газы из охлаждаемого индукционного плавителя 12 через газоход 29 для отвода отходящих газов подают в узел газоочистки 17 охлаждаемого индукционного плавителя, где они последовательно подвергаются фильтрации, конденсации, абсорбции, подогреву и каталитическому дожиганию, после чего сбрасываются в атмосферу. В печи отжига 16 радиоактивный стеклорасплав охлаждают до образования твердого монолитного продукта, пригодного для долгосрочного хранения.
Использование в заявляемой установке дозирующего шнекового экструдера для подачи радиоактивной шихты, распределительного узла подаваемой радиоактивной шихты, интерференционного зеркала, видеокамеры, компьютера, а также указанным образом расположенных на охлаждаемой крышке охлаждаемого индукционного плавителя загрузочных патрубков радиоактивной шихты обеспечивает повышение надежности работы установки за счет обеспечения автоматически регулируемой подачи радиоактивной шихты в охлаждаемый индукционный плавитель, повышает безопасность работы установки за счет снижения степени уноса радионуклидов в 2-3 раза по сравнению с установкой-прототипом, а также повышает производительность установки по сравнению с установкой-прототипом в среднем в 1,15-1,25 раза.
Литература
1. Давыдов В.И., Бурдинский В.П., Добрыгин П.Г., Лучников Н.В., Костин В.В., Филиппов С.Н., Колупаева Т.И., Раков Н.А., "ОБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ОСТЕКЛОВЫВАНИЯ ОТХОДОВ АЭС В КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ ПРЯМОГО НАГРЕВА", "Атомная энергия", т. 80, вып. 3, 1996, с. 219 -221.
1. Давыдов В.И., Бурдинский В.П., Добрыгин П.Г., Лучников Н.В., Костин В.В., Филиппов С.Н., Колупаева Т.И., Раков Н.А., "ОБОРУДОВАНИЕ УСТАНОВКИ ОСТЕКЛОВЫВАНИЯ ОТХОДОВ АЭС В КЕРАМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ ПРЯМОГО НАГРЕВА", "Атомная энергия", т. 80, вып. 3, 1996, с. 219 -221.
2. Лифанов Ф.А., Стефановский С.В., Кобелев А.П., Цвешко О.Н., "ИНДУКЦИОННАЯ ТИГЕЛЬНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ВАРКИ СТЕКЛА", "Стекло и керамика", N 7, 1991, с. 10.
3. Соболев И.А., Лифанов Ф.А., Стефановский С.В., Кобелев А.П., Корнев В.Н., Князев О.А., Дмитриев С.А., Цвешко О.Н., "ОСТЕКЛОВЫВАНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ МЕТОДОМ ИНДУКЦИОННОГО ПЛАВЛЕНИЯ В ХОЛОДНОМ ТИГЛЕ", "Физика и химия обработки материалов", N 4-5, 1994, с. 161 - 163.
4. Соболев И.А., Дмитриев С.А., Лифанов Ф.А., Кобелев А.П., Захаренко В. Н. Корнев, "ОСТЕКЛОВЫВАНИЕ ЖРО СРЕДНЕГО УРОВНЯ АКТИВНОСТИ", Сборник докладов Всесоюзного научно-технического совещания "Проблемы обращения с радиоактивными отходами и охрана окружающей среды" (Запорожская АЭС, 17-21 июня 1991 г.), Министерство атомной энергетики и промышленности, Москва 1991, с. 62-78.
5. Д.Д. Логвиненко, О.П. Шеляков, "ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В АППАРАТАХ С ВИХРЕВЫМ СЛОЕМ". - Киев: ТЕХНIКА, 1976, с. 75-78.
6. Патент РФ N 2065214 C1, МПК6: G 21 F 9/16, оп. 10.08.96, Бюл. N 22.
Claims (1)
- Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов, включающая последовательно соединенные емкость жидких радиоактивных отходов, циркуляционный контур, состоящий из соединенных между собой емкости роторного испарителя, роторного испарителя и циркуляционного трубопровода, емкость-смеситель, аппарат вихревого слоя, дозирующее устройство для подачи радиоактивной шихты, охлаждаемый индукционный плавитель, состоящий из размещенного внутри индуктора цилиндрического корпуса со сливным узлом и охлаждаемой крышки со смотровым окном, газоходом для отвода отходящих газов и загрузочным патрубком радиоактивной шихты, а также печь отжига, причем циркуляционный контур соединен с емкостью жидких радиоактивных отходов через емкость роторного испарителя, с емкостью-смесителем - через циркуляционный трубопровод, а также через роторный испаритель - с узлом газоочистки роторного испарителя, охлаждаемый индукционный плавитель соединен также с узлом газоочистки охлаждаемого индукционного плавителя, а к емкости-смесителю через шнековый дозатор стеклообразователей подсоединены также и бункеры стеклообразователей, отличающаяся тем, что установка дополнительно содержит распределительный узел подаваемой радиоактивной шихты, состоящий из имеющего верхнее входное отверстие полого усеченного конуса, внутри которого соосно с ним на его днище расположен конус с вершиной, находящейся на уровне верхнего входного отверстия полого усеченного конуса, и отделенный от стенок полого усеченного конуса конусообразным зазором, причем в кольцеобразной зоне днища полого усеченного конуса, образованной периметром днища и периметром основания конуса по окружности, на расстоянии друг от друга расположены нижние выходные отверстия полого усеченного конуса, сам распределительный узел подаваемой радиоактивной шихты соединен верхним входным отверстием полого усеченного конуса с выходным отверстием дозирующего устройства для подачи радиоактивной шихты, а нижними выходными отверстиями полого усеченного конуса - с загрузочными патрубками радиоактивной шихты, расположенными по окружности на расстоянии друг от друга внутри кольцеобразной зоны охлаждаемой крышки охлаждаемого индукционного плавителя, ограниченной внешней окружностью с радиусом R1, равным внутреннему радиусу цилиндрического корпуса охлаждаемого индукционного плавителя и внутренней окружностью с радиусом
R2 = R1-503•(ρ/μf)1/2,
где ρ - удельное электрическое сопротивление стеклорасплава;
μ - относительная магнитная проницаемость стеклорасплава;
f - частота изменения электромагнитного поля в объеме стеклорасплава,
дозирующее устройство для подачи радиоактивной шихты соединено с компьютером, подсоединенным к видеокамере, направленной своим объективом на интерференционное зеркало, установленное под углом к вертикали над смотровым окном охлаждаемой крышки охлаждаемого индукционного плавителя, а в качестве дозирующего устройства для подачи радиоактивной шихты используют шнековый экструдер.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123353A RU2152653C1 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98123353A RU2152653C1 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2152653C1 true RU2152653C1 (ru) | 2000-07-10 |
Family
ID=20213814
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98123353A RU2152653C1 (ru) | 1998-12-23 | 1998-12-23 | Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2152653C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669202C1 (ru) * | 2018-02-06 | 2018-10-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
| RU205723U1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-07-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Устройство для остекловывания радиоактивных отходов |
-
1998
- 1998-12-23 RU RU98123353A patent/RU2152653C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Давыдов В.И. и др. Оборудование установки остекловывания отходов АЭС в керамической печи прямого нагрева. - Атомная энергия, т. 80, вып. 3, М.: Энергоатомиздат, 1996, с. 219-221. * |
| Соболев И.А. и др. Остекловывание ЖРО среднего уровня активности: Сб. Докладов Всесоюзного науч.-технич. Совещания "Проблемы обращения с радиоактивными отходами и охрана окружающей среды" (Запорожская АЭС, 17 - 21 июня 1991), Министерство атомной энергетики и промышленности, М., 1991, с. 62-78. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2669202C1 (ru) * | 2018-02-06 | 2018-10-09 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский технологический институт имени А.П. Александрова" | Способ отверждения жидких радиоактивных отходов |
| RU205723U1 (ru) * | 2020-11-23 | 2021-07-30 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" | Устройство для остекловывания радиоактивных отходов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2309807C2 (ru) | Обработка муниципальных твердых отходов | |
| US3971732A (en) | Apparatus for fixing radioactive waste | |
| US4280033A (en) | Process and apparatus for the thermal treatment of coal | |
| EP0185931B1 (en) | Method and apparatus for processing waste matter | |
| US4194842A (en) | Method for binding liquid-containing radioactive wastes and kneading machine therefor | |
| JPS6317494B2 (ru) | ||
| RU2115182C1 (ru) | Устройство для остекловывания радиоактивных отходов, содержащих ионообменные смолы | |
| US4940865A (en) | Microwave heating apparatus and method | |
| US5574746A (en) | Melting furnace for thermal treatment of special wastes containing heavy metals and/or dioxin | |
| JP4190581B2 (ja) | 粒子材料を溶解するための改良された方法及び装置 | |
| US4009990A (en) | Method for improving the incorporation of radioactive wastes into a vitreous mass | |
| RU2152653C1 (ru) | Установка с охлаждаемым индукционным плавителем для остекловывания жидких радиоактивных отходов | |
| US5324485A (en) | Microwave applicator for in-drum processing of radioactive waste slurry | |
| US4609430A (en) | Liquid material drying apparatus | |
| JPH0694889A (ja) | 連続脱硝装置 | |
| US4225560A (en) | Nuclear fuel reprocessing apparatus | |
| US4305780A (en) | Hot air drum evaporator | |
| US4582521A (en) | Melting furnace and method of use | |
| JPS5822280B2 (ja) | スラリ−の乾燥・溶融固化方法 | |
| KR960008861A (ko) | 방사성 핵폐기물의 소각로와 유리화장치 및 배기가스 정화장치 및 유리화 처리방법 | |
| US3828837A (en) | Apparatus for evaporating liquid from a solution or suspension | |
| JPS58128140A (ja) | マイクロ波加熱流動床反応装置 | |
| US3307623A (en) | Device for rapid melting of solid materials | |
| RU2154085C2 (ru) | Устройство для плавления и очистки битума | |
| EP0030467B1 (en) | Method and apparatus for treatment of radioactive waste |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner |