RU2667149C1 - Установка для переработки радиоактивных отходов - Google Patents

Установка для переработки радиоактивных отходов Download PDF

Info

Publication number
RU2667149C1
RU2667149C1 RU2017142623A RU2017142623A RU2667149C1 RU 2667149 C1 RU2667149 C1 RU 2667149C1 RU 2017142623 A RU2017142623 A RU 2017142623A RU 2017142623 A RU2017142623 A RU 2017142623A RU 2667149 C1 RU2667149 C1 RU 2667149C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
module
installation
radioactive waste
processing
furnace
Prior art date
Application number
RU2017142623A
Other languages
English (en)
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")
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
Priority to RU2017142623A priority Critical patent/RU2667149C1/ru
Application filed by Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") filed Critical Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом")
Priority to MYPI2018002285A priority patent/MY193019A/en
Priority to UAA201811804A priority patent/UA124578C2/ru
Priority to EP17909659.9A priority patent/EP3723102A4/en
Priority to KR1020187034746A priority patent/KR102272664B1/ko
Priority to CA3024945A priority patent/CA3024945C/en
Priority to EA201992867A priority patent/EA201992867A1/ru
Priority to PCT/RU2017/000914 priority patent/WO2019112462A1/ru
Priority to BR112018074971-0A priority patent/BR112018074971B1/pt
Priority to CN201780032552.2A priority patent/CN110121750B/zh
Priority to US16/306,421 priority patent/US20210225545A1/en
Priority to JP2018562975A priority patent/JP6781774B2/ja
Application granted granted Critical
Publication of RU2667149C1 publication Critical patent/RU2667149C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04Treating liquids
    • G21F9/06Processing
    • G21F9/14Processing by incineration; by calcination, e.g. desiccation
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/18Arrangements of dust collectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/21Arrangements of devices for discharging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/26Arrangements of controlling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/10Details, accessories, or equipment peculiar to furnaces of these types
    • F27B1/28Arrangements of monitoring devices, of indicators, of alarm devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D17/00Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases
    • F27D17/008Arrangements for using waste heat; Arrangements for using, or disposing of, waste gases cleaning gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/0014Devices for monitoring temperature
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/02Treating gases
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • G21F9/308Processing by melting the waste
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28Treating solids
    • G21F9/30Processing
    • G21F9/32Processing by incineration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0003Monitoring the temperature or a characteristic of the charge and using it as a controlling value
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0006Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
    • F27D2019/0009Monitoring the pressure in an enclosure or kiln zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0006Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
    • F27D2019/0012Monitoring the composition of the atmosphere or of one of their components
    • F27D2019/0015Monitoring the composition of the exhaust gases or of one of its components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D2021/0007Monitoring the pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D2021/0057Security or safety devices, e.g. for protection against heat, noise, pollution or too much duress; Ergonomic aspects
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)
  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

Изобретение относится к атомной энергетике. Установка для переработки радиоактивных отходов включает узел загрузки отходов, плазменную шахтную печь, устройство для подачи воздуха в печь и камеру сжигания пирогаза, испарительный теплообменник, систему газоочистки, содержащую рукавный фильтр, теплообменное устройство и скруббер, насосы и емкости для реагентов и продуктов переработки, арматуру. Установка 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, плазменной шахтной печи, бокса для приема шлакового расплава и электрооборудованием устройства для подачи воздуха в печь и в камеру сжигания пирогаза. Управляющий модуль электрически связан с электрооборудованием узла загрузки отходов. Модуль контроля узла слива шлака электрически связан с электрооборудованием узла слива шлака. Изобретение позволяет обеспечить адаптивный режим работы установки, при котором радиоактивные отходы разного уровня активности перерабатываются в автоматическом режиме. 15 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Заявляемое изобретение относится к области атомной энергетики и может быть использовано для переработки радиоактивных отходов низкого и среднего уровней активности, в частности реакторов типа ВВЭР, РБМК и других ядерных энергетических установок.
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).
Недостатками известного устройства является 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.
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.
Недостатком указанного технического решения является 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.
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 режимах, при одновременном повышении износостойкости установки.
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.
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.
Модуль контроля состояния внутренней среды может включать в себя, по меньшей мере, по одному датчику температуры, давления, разряжения и расхода.
Преимущественно модуль состояния оборудования включает, по меньшей мере, по одному датчику положения арматуры и работы насосов.
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.
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.
Узел загрузки отходов может быть снабжен загрузочным бункером и соединенным с ним конвейером, 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.
Плазменная шахтная печь может быть снабжена центробежно-струйными форсунками аварийного орошения, установленными в ее верхней части.
Камера сжигания пирогаза может быть снабжена форкамерой и установленным в крышке форкамеры плазмотроном, а также дополнительным вводом устройства подачи воздуха.
Система газоочистки может быть дополнительно снабжена фильтром-сепаратором и, по крайней мере, одним фильтром тонкой очистки.
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.
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.
Узел загрузки отходов может быть оснащен форсункой для подачи жидких горючих радиоактивных отходов в плазменную шахтную печь.
Использование, по меньшей мере, одного управляющего модуля позволяет автоматизировать процесс переработки радиоактивных отходов.
Использование газоаналитического модуля позволяет подбирать оптимальные параметры работы устройства.
На чертеже представлена общая схема установки для переработки радиоактивных отходов.
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 чертеже 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 чертеже не показаны), установленные внутри секций бокса 5 для приема шлакового расплава, элементы световой сигнализации, включающие световые колонны и аварийную кнопку.
Модуль 17 контроля состояния внутренней среды включает в себя, по меньшей мере, по одному датчику температуры, давления, разряжения и расхода (на чертеже не показаны).
Модуль 18 состояния оборудования включает в себя, по меньшей мере, по одному датчику положения арматуры и работы насосов (на чертеже не показаны).
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 чертеже 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.
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.
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.
Камера 7 сжигания пирогаза снабжена форкамерой 27 и установленным в крышке форкамеры 27 плазмотроном 28.
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.
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.
Плазменная шахтная печь 2 и камера 7 сжигания пирогаза снабжены газоотводящей магистралью 33, оборудованной клапанами 34 аварийного выброса газа и аварийной системы абсорбционной очистки.
Узел 4 слива шлака содержит сливной блок 35 с центральным отверстием и стопором.
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.
Узел 1 загрузки отходов может быть оснащен форсункой для подачи жидких горючих радиоактивных отходов в плазменную шахтную печь 2.
Устройство 6 для подачи воздуха в печь 2 и камеру 7 сжигания пирогаза содержит дутьевые вентиляторы.
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.
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 осуществляется также при помощи управляющего модуля 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 чертеже 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.
В форкамеру 27 через верхнюю и нижнюю часть камеры 7 сжигания пирогаза подается дутьевой воздух через вводы устройства 6 для подачи воздуха. Дымовые газы, нагретые в камере 7 сжигания пирогаза до температуры плюс 1200-1350°С, поступают в испарительный теплообменник 8, в котором происходит резкое снижение температуры дымовых газов до плюс 200-250°С. 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 четырехпроцентным щелочным раствором.
В скруббере 12 отходящие газы охлаждаются до температуры плюс (50±5)°С и дополнительно очищаются от кислых газов и аэрозолей. Отходящие газы после скруббера 12 охлаждаются до плюс 25-35°С 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 31 горячим воздухом отходящие газы проходят очистку на фильтрах тонкой очистки 30 и далее вытяжными вентиляторами 32 направляются в вентиляционную трубу.
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), СО (оксида углерода), СО2 (диоксида углерода), NO (оксида азота), NO2 (диоксида азота), NOx (суммы оксидов азота), SO2 (диоксида серы) и СН (суммы углеводородов). Метод измерения по измерительным каналам СО, CO2, СН4 и SO2 - инфракрасный абсорбционный, по измерительным каналам NO, NO2 и NOx - хемилюминесцентный, по измерительному каналу СН - пламенноионизационный. Способ отбора пробы - принудительный, с помощью собственного побудителя расхода. Система отбора пробы обеспечивает очистку пробы от механических примесей, удаление паров воды для каналов измерения СО, CO2, SO2, СН4 и O2, подачу пробы в канал измерения без конденсации паров воды и подачу пробы в канал измерения СН при температуре (190±10)°С.
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 чертеже не показаны). Информация о состоянии внутренней среды отображается на экране модуля 17 контроля состояния внутренней среды.
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.
Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить адаптивный режим работы установки для переработки радиоактивных отходов и повысить износостойкость и эффективность работы установки.

Claims (16)

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.
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.
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, разрежения и расхода.
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.
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 и 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.
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.
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 с 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.
8. Установка для переработки радиоактивных отходов по п. 1, отличающаяся тем, что узел загрузки отходов снабжен загрузочным бункером и соединенным с ним конвейером.
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.
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.
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.
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.
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.
14. Установка для переработки радиоактивных отходов по п. 1, отличающаяся тем, что узел слива шлака содержит сливной блок с центральным отверстием и стопором.
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.
16. Установка для переработки радиоактивных отходов по п. 1, отличающаяся тем, что узел загрузки отходов оснащен форсункой для подачи жидких горючих радиоактивных отходов в плазменную шахтную печь.
RU2017142623A 2017-12-06 2017-12-06 Установка для переработки радиоактивных отходов RU2667149C1 (ru)

Priority Applications (12)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142623A RU2667149C1 (ru) 2017-12-06 2017-12-06 Установка для переработки радиоактивных отходов
UAA201811804A UA124578C2 (ru) 2017-12-06 2017-12-08 Установка для переработки радиоактивных отходов
EP17909659.9A EP3723102A4 (en) 2017-12-06 2017-12-08 UNIT FOR RECOVERY FOR RADIOACTIVE WASTE
KR1020187034746A KR102272664B1 (ko) 2017-12-06 2017-12-08 방사성 폐기물의 재활용 장치
MYPI2018002285A MY193019A (en) 2017-12-06 2017-12-08 Radioactive waste recycling plant
CA3024945A CA3024945C (en) 2017-12-06 2017-12-08 Radioactive waste recycling plant
EA201992867A EA201992867A1 (ru) 2017-12-06 2017-12-08 Установка для переработки радиоактивных отходов
PCT/RU2017/000914 WO2019112462A1 (ru) 2017-12-06 2017-12-08 Установка для переработки радиоактивных отходов
BR112018074971-0A BR112018074971B1 (pt) 2017-12-06 2017-12-08 Instalação para processamento de resíduos radioativos
CN201780032552.2A CN110121750B (zh) 2017-12-06 2017-12-08 放射性废物处理装置
US16/306,421 US20210225545A1 (en) 2017-12-06 2017-12-08 Radioactive Waste Recycling Plant
JP2018562975A JP6781774B2 (ja) 2017-12-06 2017-12-08 放射性廃棄物リサイクル施設

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017142623A RU2667149C1 (ru) 2017-12-06 2017-12-06 Установка для переработки радиоактивных отходов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2667149C1 true RU2667149C1 (ru) 2018-09-17

Family

ID=63580264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017142623A RU2667149C1 (ru) 2017-12-06 2017-12-06 Установка для переработки радиоактивных отходов

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20210225545A1 (ru)
EP (1) EP3723102A4 (ru)
JP (1) JP6781774B2 (ru)
KR (1) KR102272664B1 (ru)
CN (1) CN110121750B (ru)
CA (1) CA3024945C (ru)
EA (1) EA201992867A1 (ru)
MY (1) MY193019A (ru)
RU (1) RU2667149C1 (ru)
UA (1) UA124578C2 (ru)
WO (1) WO2019112462A1 (ru)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2684610C1 (ru) * 2018-05-11 2019-04-10 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Установка электрохимической дезактивации металлических радиоактивных отходов
CN110715296B (zh) * 2019-09-28 2021-01-12 山西方洁路路通净化技术有限公司 负压无烟筒式焚烧系统
CN114608309B (zh) * 2022-03-18 2024-04-19 烟台百川汇通科技有限公司 一种氢氧化铝球的节能分段焙烧炉及其焙烧工艺
CN114941959B (zh) * 2022-07-21 2022-10-04 秦皇岛信能能源设备有限公司 一种基于轮毂产线的余热热岛系统
CN117232271B (zh) * 2023-08-16 2024-03-15 云南云帆有色金属股份有限公司 一种矿热电炉用除尘系统及其使用方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5745861A (en) * 1996-03-11 1998-04-28 Molten Metal Technology, Inc. Method for treating mixed radioactive waste
JP2003019434A (ja) * 2001-07-09 2003-01-21 Fuji Electric Co Ltd 粉体のプラズマ処理方法およびその処理装置
RU55500U1 (ru) * 2006-02-10 2006-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" Установка для переработки жидких радиоактивных отходов
RU2320028C1 (ru) * 2006-09-27 2008-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения (СПбГУКиТ) Способ и устройство сжатия спектра речевых сигналов
RU77097U1 (ru) * 2008-06-03 2008-10-10 ЗАО "Научно-Производственная Компания "Медиана-Фильтр" Установка для переработки жидких отходов

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1810391C (ru) * 1990-08-13 1993-04-23 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Плазменна шахтна печь дл переработки радиоактивных отходов низкого и среднего уровн активности
ATE201863T1 (de) * 1993-03-08 2001-06-15 Kobe Steel Ltd Plasmaofen
RU2107347C1 (ru) 1996-07-23 1998-03-20 Московское государственное предприятие - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды Устройство для переработки радиоактивных и токсичных отходов
RU2115182C1 (ru) * 1997-09-09 1998-07-10 Московское государственное предприятие Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды Устройство для остекловывания радиоактивных отходов, содержащих ионообменные смолы
JP2954212B1 (ja) * 1998-10-12 1999-09-27 核燃料サイクル開発機構 放射性廃棄物の溶融処理装置
KR100394120B1 (ko) * 2000-03-27 2003-08-06 세안기술 주식회사 플라즈마 아크를 이용한 방사성 폐기물 유리화 시스템
RU22837U1 (ru) * 2001-10-12 2002-04-27 Закрытое акционерное общество "ИНТРА" Установка для переработки радиоактивных отходов
IL161011A (en) * 2004-03-22 2006-12-10 E E R Env Energy Resrc Israel Apparatus and system for controlling the level of potential pollutants in a waste treatment plant
RU2320038C2 (ru) * 2005-11-18 2008-03-20 Закрытое Акционерное Общество "Альянс-Гамма" Способ и установка для переработки радиоактивных отходов
CN102157215B (zh) * 2011-03-16 2013-03-13 中科华核电技术研究院有限公司 一种放射性废物处理方法及装置
CN102723117A (zh) * 2011-03-29 2012-10-10 核工业西南物理研究院 放射性废树脂等离子体高温焚烧固化方法
RU2486616C1 (ru) * 2011-12-23 2013-06-27 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Способ переработки твердых радиоактивных отходов
RU120278U1 (ru) * 2012-03-12 2012-09-10 Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" Плавильный агрегат для переработки твердых радиоактивных отходов
CN102831945B (zh) * 2012-08-16 2015-10-21 中国科学院等离子体物理研究所 热等离子体处理低、中水平放射性固体废弃物装置与方法
CN104637561A (zh) * 2015-02-02 2015-05-20 中科华核电技术研究院有限公司 一种用于处理核设施固体废物的等离子体减容系统及方法
RU158206U1 (ru) * 2015-02-16 2015-12-27 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") Устройство для кондиционирования горючих органических радиоактивных отходов
CN104676605B (zh) * 2015-02-28 2017-05-24 中广核研究院有限公司 一种固液废物综合处理等离子炉
KR101687660B1 (ko) * 2016-07-28 2016-12-21 주식회사 트리플 중ㆍ저준위 방사성폐기물 처리를 위한 밀폐형 플라즈마 용융로

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5745861A (en) * 1996-03-11 1998-04-28 Molten Metal Technology, Inc. Method for treating mixed radioactive waste
JP2003019434A (ja) * 2001-07-09 2003-01-21 Fuji Electric Co Ltd 粉体のプラズマ処理方法およびその処理装置
RU55500U1 (ru) * 2006-02-10 2006-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" Установка для переработки жидких радиоактивных отходов
RU2320028C1 (ru) * 2006-09-27 2008-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения (СПбГУКиТ) Способ и устройство сжатия спектра речевых сигналов
RU77097U1 (ru) * 2008-06-03 2008-10-10 ЗАО "Научно-Производственная Компания "Медиана-Фильтр" Установка для переработки жидких отходов

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200016159A (ko) 2020-02-14
US20210225545A1 (en) 2021-07-22
EA201992867A1 (ru) 2020-04-01
CA3024945A1 (en) 2019-06-06
KR102272664B1 (ko) 2021-07-06
CN110121750A (zh) 2019-08-13
CA3024945C (en) 2021-10-19
CN110121750B (zh) 2023-06-02
JP6781774B2 (ja) 2020-11-04
EP3723102A4 (en) 2021-11-17
JP2020507741A (ja) 2020-03-12
UA124578C2 (ru) 2021-10-13
EP3723102A1 (en) 2020-10-14
WO2019112462A1 (ru) 2019-06-13
MY193019A (en) 2022-09-22
BR112018074971A2 (pt) 2019-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2667149C1 (ru) Установка для переработки радиоактивных отходов
CA2841667C (en) A gasification facility with a horizontal gasifier and a plasma reformer
CN101821575B (zh) 监控把碳块焙烧炉连接到烟气处理中心的排放烟气总管的方法
CN110176322A (zh) 一种中低放射性固体废物减容化处理系统及其方法
US7363866B2 (en) Control system for a waste processing apparatus
CN102239016A (zh) 用于废弃物材料处理的等离子体法及其设备
CA2630219C (en) Radioactive waste reprocessing method and device
RU2358016C2 (ru) Способ сбора и обработки реакционных газов из установки для получения жидких металлов и соответствующая установка для удаления пыли
CN112870913B (zh) 一种吸附塔前卸料斗活性炭灭火降温的方法和系统
AU2004276445A1 (en) Method and system for granulating slag
CN108048619A (zh) 一种转炉干法除尘和余热回收装置及方法
US5353722A (en) Preventive slag viscosity control by detection of alkali metals in the off-gases
EA040413B1 (ru) Установка для переработки радиоактивных отходов
CN1107697C (zh) 一种焦炉消烟除尘工艺及其设备
BR112018074971B1 (pt) Instalação para processamento de resíduos radioativos
KR102474939B1 (ko) 석탄 가스 분석 시스템에 채용되는 가스 시료 추출 장치
CN110081446A (zh) 一种用于焦化行业的焚烧设备
CN216521699U (zh) 一种适用于废物处理的高效热利用系统
KR102538138B1 (ko) 석탄 가스 분석 시스템
RU2062949C1 (ru) Установка для переработки твердых бытовых и промышленных отходов
CN211426474U (zh) 一种煤焦与熔渣壁面反应的可视化实验系统
CN114353101A (zh) 一种适用于废物处理的热回收利用方法及废物处理系统
CN118594177A (zh) 一种工业分析仪水冷烟尘收集装置及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20191207

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20200827