RU2722585C1 - Method of fragmentation of metal structure and melting module - Google Patents
Method of fragmentation of metal structure and melting module Download PDFInfo
- Publication number
- RU2722585C1 RU2722585C1 RU2019122139A RU2019122139A RU2722585C1 RU 2722585 C1 RU2722585 C1 RU 2722585C1 RU 2019122139 A RU2019122139 A RU 2019122139A RU 2019122139 A RU2019122139 A RU 2019122139A RU 2722585 C1 RU2722585 C1 RU 2722585C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- liquid metal
- melting
- fragmentation
- cooling
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Группа изобретений относится к устройствам и способам по переработке снимаемого с эксплуатации выработавшего свой ресурс радиоактивно загрязненного оборудования и относится к области обработки материалов с радиоактивным загрязнением, а именно твердых радиоактивных отходов. Заявленное устройство и способ могут быть использованы при утилизации металлических составных частей оборудования атомных электростанций, любых металлических конструкций и радиохимических производств.The group of inventions relates to devices and methods for processing decommissioned radioactive equipment that has outlived its useful life and relates to the field of processing materials with radioactive contamination, namely solid radioactive waste. The claimed device and method can be used in the disposal of metal components of the equipment of nuclear power plants, any metal structures and radiochemical plants.
Уровень техникиState of the art
Известно устройство фрагментации металлических аппаратов и узлов (RU 866 U1, опубликовано 16.09.1995 г.), содержащее установку фрагментации оборудования, установку индукционной переплавки с отсасывающим устройством и устройствами для разливки расплавленного металла и его отверждения, транспортный контейнер и обслуживающее комплекс подъемно-транспортное устройство, причем комплекс снабжен установками жидкостной дезактивации оборудования в сборе и его фрагментов, установкой термической дезактивации фрагментов с электропечью косвенного нагрева и устройствами для разливки расплавленного металла и его отверждения, узлом сортировки по видам и группам металлов и подготовки шихты и упаковками для обезвреживания и очистки газон, одна из которых сообщена с отсасывающим устройством установки индукционной переплавки, а другая - с полостью электропечи косвенного нагрева установки термической дезактивации фрагментов.A device for fragmentation of metal apparatuses and assemblies is known (RU 866 U1, published September 16, 1995), comprising an equipment fragmentation unit, an induction remelting unit with a suction device and devices for casting molten metal and its solidification, a transport container and a lifting and handling device serving the complex moreover, the complex is equipped with installations for liquid decontamination of the assembled equipment and its fragments, an installation for thermal decontamination of fragments with an indirect heating electric furnace and devices for casting and curing molten metal, a sorting unit for types and groups of metals, and preparation of the charge and packaging for neutralizing and cleaning the lawn, one of which is in communication with the suction device of the induction remelting unit, and the other with the cavity of the indirect heating electric furnace of the thermal decontamination of fragments.
Недостатками указанного наиболее близкого аналога являются:The disadvantages of this closest analogue are:
- необходимость предварительной механической разделки объекта на фрагменты, отдельные узлы или блоки, для чего требуется отдельный комплекс дистанционно управляемого оборудования;- the need for preliminary mechanical cutting of the object into fragments, individual nodes or blocks, which requires a separate complex of remotely controlled equipment;
- необходимость в специальном оборудовании и промежуточных контейнерах для доставки радиационно-загрязненных фрагментов от места разделки и предварительной дезактивации до индукционной печи;- the need for special equipment and intermediate containers for the delivery of radiation-contaminated fragments from the place of cutting and preliminary decontamination to the induction furnace;
- необходимость специального оборудования для обращения с полученными в результате работы Комплекса слитками радиоактивного металла;- the need for special equipment for handling radioactive metal ingots resulting from the operation of the Complex;
- сложность устройства, его громоздкость, что как следствие сказывается на надежности и применимости на реальных объектах.- the complexity of the device, its bulkiness, which as a result affects the reliability and applicability of real objects.
Таким образом, устройство указанного аналога и способ его осуществления не позволяют реализовать комплекс преимуществ заявленного способа и устройства для его осуществления:Thus, the device of the specified analogue and the method of its implementation do not allow to realize the complex of advantages of the claimed method and device for its implementation:
- экономия времени на фрагментацию металлического объекта за счет исключения трех этапов/стадий процесса: предварительной разделки объекта на фрагменты; промежуточной упаковки и доставки и подачи фрагментов в рабочую зону плавления; обращения со слитками радиоактивного металла;- saving time on fragmentation of a metal object due to the exclusion of three stages / stages of the process: preliminary cutting of the object into fragments; intermediate packaging and delivery and supply of fragments to the melting working zone; handling of ingots of radioactive metal;
- снижение стоимости фрагментации объекта за счет исключения оборудования для предварительной разделки и обращения со слитками/фрагментами радиоактивного металла;- reduction in the cost of fragmentation of an object due to the exclusion of equipment for preliminary cutting and handling of ingots / fragments of a radioactive metal;
- повышение эффективности разделения металла на чистый и радиационно-грязный;- increasing the efficiency of the separation of metal into clean and radiation-dirty;
- возможность фрагментации металлических объемных конструкций, например строительных сооружений без их демонтажа что важно для экономии времени при обработки материалов с радиоактивным загрязнением.- the possibility of fragmentation of metal bulk structures, for example, building structures without dismantling, which is important to save time when processing materials with radioactive contamination.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Технический результат заключается в фрагментации объемной металлической конструкции, и достигается заявленным способом и устройством, за счет локального плавления необходимой зоны металлической конструкции и транспортировки жидкого металла через промежуточную камеру в камеру охлаждения жидкого металла с последующим охлаждением жидкого металла до образования дроби.The technical result consists in the fragmentation of the bulk metal structure, and is achieved by the claimed method and device, due to local melting of the necessary zone of the metal structure and transportation of the liquid metal through the intermediate chamber to the liquid metal cooling chamber, followed by cooling of the liquid metal to form a fraction.
Результат достигается заявленным способом фрагментации металлической конструкции, включающим в себя следующие этапы: подача энергии плавящим модулем в зону плавления, откачка жидкого металла по трубопроводу из зоны плавления в промежуточную камеру под действием разрежения, подача жидкого металла под действием избыточного давления по трубопроводу из промежуточной камеры в камеру охлаждения жидкого металла, охлаждение жидкого металла до образования дроби в камере охлаждения жидкого металла, при этом, закрытие трубопроводов для подачи жидкого металла производится посредством локального охлаждения участков трубопроводов и образованием пробки из застывшего металла, а открытие трубопроводов для подачи жидкого металла производится посредством локального разогрева участков трубопроводов до расплавления пробки из застывшего металла.The result is achieved by the claimed method of fragmentation of the metal structure, which includes the following steps: supplying energy by the melting module to the melting zone, pumping the liquid metal through the pipeline from the melting zone to the intermediate chamber under vacuum, supplying the liquid metal under the action of excess pressure through the pipeline from the intermediate chamber to a liquid metal cooling chamber, cooling the liquid metal to a fraction in the liquid metal cooling chamber, while closing the pipelines for supplying liquid metal by locally cooling the sections of the pipelines and forming a plug of solidified metal, and opening the pipelines for feeding the liquid metal is carried out by local heating sections of pipelines to the melting of the cork from the solidified metal.
Согласно заявленному способу изобретения подача энергии плавящим модулем в зону плавления может быть выполнена посредством лазерного излучения.According to the claimed method of the invention, energy supply by the melting module to the melting zone can be performed by laser radiation.
Согласно заявленному способу изобретения подача энергии плавящим модулем в зону плавления может быть выполнена посредством электрической дуги.According to the claimed method of the invention, energy supply by the melting module to the melting zone can be performed by means of an electric arc.
Согласно заявленному способу изобретения подача энергии плавящим модулем в зону плавления может быть выполнена посредством подачи кислорода и реакции горения металла.According to the claimed method of the invention, the energy supply by the melting module to the melting zone can be accomplished by supplying oxygen and a metal combustion reaction.
Согласно заявленному способу изобретения после формирования и охлаждения дроби, выполняется измерение радиационного загрязнения дроби и сортировка ее по показателям загрязнения в процессе распределения по выходным бункерам или контейнерам.According to the claimed method of the invention, after the formation and cooling of the shot, the radiation pollution of the shot is measured and sorted according to the pollution in the distribution process at the output bins or containers.
Согласно заявленному способу изобретения плавящий модуль перемещается и позиционируется посредством манипулятора.According to the claimed method of the invention, the melting module is moved and positioned by the manipulator.
Согласно заявленному способу изобретения откачка жидкого металла по трубопроводу из зоны плавления выполнена в дополнительную по меньшей мере одну промежуточную камеру.According to the claimed method of the invention, the pumping of liquid metal through a pipeline from the melting zone is performed in an additional at least one intermediate chamber.
Результат достигается заявленным плавящим модулем, включающим корпус с встроенным средством подачи энергии, трубкой для откачки жидкого металла, подсоединенной ко входу промежуточной камеры, а выход промежуточной камеры подсоединен по трубопроводу к камере охлаждения жидкого металла, которая выполнена с встроенными форсунками, которые выполнены с возможностью подачи через них воды в полость камеры охлаждения жидкого металла, кроме того, промежуточная камера подсоединена к блоку формирователю давления и разрежения.The result is achieved by the claimed melting module, comprising a housing with built-in power supply means, a tube for pumping liquid metal, connected to the input of the intermediate chamber, and the output of the intermediate chamber is piped to the cooling chamber of the liquid metal, which is made with built-in nozzles, which are made with the possibility of supply water through them into the cavity of the liquid metal cooling chamber, in addition, the intermediate chamber is connected to the pressure and rarefaction former block.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведена схема плавящего модуля.The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a floating module.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
На чертеже схематично изображен заявленный плавящий модуль, включающий корпус с встроенным средством подачи энергии 1, трубкой для откачки жидкого металла 2, подсоединенной ко входу промежуточной камеры 3, а выход промежуточной камеры 3 подсоединен по трубопроводу к камере охлаждения жидкого металла 4, которая выполнена с встроенными форсунками 5, которые выполнены с возможностью подачи через них воды в полость камеры охлаждения жидкого металла 4, кроме того, промежуточная камера 3 подсоединена к блоку формирователю давления и разрежения 6.The drawing schematically shows the claimed melting module, comprising a housing with integrated means for supplying
Минимальное количество указанных выше конструктивных элементов (по сравнению с аналогом) входящих в плавящий модуль влияют на дополнительный результат - на повышенную надежность заявленного устройства.The minimum number of the above structural elements (compared with the analogue) included in the melting module affect the additional result - the increased reliability of the claimed device.
В частном варианте осуществления трубка 2 для откачки жидкого металла может быть встроена в другую трубку для откачки газа и пара, которая подсоединена через фильтр к дополнительному блоку формирователю разрежения. Кроме того, в частном варианте вокруг трубки 2 для откачки жидкого металла выполнен дополнительный нагреватель. Следует отметить, что дополнительные нагреватели могут быть выполнены для поддержания температуры вокруг всех необходимых трубопроводов (например если они слишком длинные) по которым проходит жидкий металл, для исключения преждевременного остывания жидкого металла.In a particular embodiment, the
Принцип работы плавящего модуля, который заключается в способе фрагментации металлической конструкции, следующий.The principle of operation of the melting module, which consists in the method of fragmentation of a metal structure, is as follows.
Подается энергия плавящим модулем в зону плавления (посредством встроенного средства подачи энергии 1). Далее образуется в зоне плавления жидкий металл, который откачивается по трубопроводу из зоны плавления в промежуточную камеру 3 под действием разрежения, которое создается блоком формирователя давления и разрежения 6. После того как промежуточная камера 3 наполнится жидким металлом, вход промежуточной камеры 3 закрывается и открывается выход из промежуточной камеры 3, подсоединенный по трубопроводу к камере охлаждения жидкого металла 4. Далее блок формирователя давления и разрежения 6 переходит в режим формирования давления, которое выталкивает жидкий металл через выход из промежуточной камеры 3 по трубопроводу в камеру охлаждения жидкого металла 4. После чего жидкий металл охлаждается (например, посредством встроенных форсунок 5 через которые подается вода в полость камеры охлаждения жидкого металла 4) до образования дроби в камере охлаждения жидкого металла 4.Energy is supplied by the melting module to the melting zone (by means of the integrated energy supply means 1). Next, a liquid metal is formed in the melting zone, which is pumped through the pipeline from the melting zone to the
Далее в частном варианте осуществления дробь под силой тяжести падает из камеры охлаждения жидкого металла 4 (выполненной например без дна) вниз на транспортер или сразу в бункер.Further, in a particular embodiment, the fraction falls by gravity from the cooling chamber of the molten metal 4 (made, for example, without a bottom) down onto the conveyor or directly into the hopper.
Кроме того, закрытие трубопроводов для подачи жидкого металла производится посредством локального охлаждения участков трубопроводов и образованием пробки из застывшего металла. При этом открытие трубопроводов для подачи жидкого металла производится посредством локального разогрева участков трубопроводов, например с помощью электрического тока или газа под давлением и расплавлением пробки из застывшего металла.In addition, the closure of pipelines for supplying liquid metal is carried out by local cooling of sections of pipelines and the formation of corks from solidified metal. In this case, the opening of pipelines for supplying liquid metal is carried out by means of local heating of sections of pipelines, for example, by means of electric current or gas under pressure and by melting a plug of solidified metal.
В частном варианте осуществления заявленного плавящего модуля, блок формирователя давления и разрежения 6 выполнен в виде компрессора, насоса и любого другого известного подобного устройства.In a particular embodiment of the claimed melting module, the pressure and
Кроме того, трубка для откачки жидкого металла 2 плавящего модуля может быть выполнена, например, из вольфрама. При этом средство подачи энергии 1 может быть выполнено посредством встроенного в корпус сварочного аппарата.In addition, the tube for pumping
Следует отметить, что в одном из частных вариантов осуществления, откачка жидкого металла по трубопроводу из зоны плавления может быть выполнена в дополнительную по меньшей мере одну промежуточную камеру, таким образом данный вариант осуществления позволит не останавливать работу плавящего модуля после полного заполнения жидким металлом основной промежуточной камеры 3, так как жидкий металл продолжит откачиваться в другую дополнительную вторую промежуточную камеру, а в это время основная промежуточная камера 3 будет выталкивать жидкий металл через выход из промежуточной камеры 3 по трубопроводу в камеру охлаждения жидкого металла 4. Таким образом, когда вторая промежуточная камера заполнится полностью жидким металлом, основная промежуточная камера 3 опустошит свою емкость и готова будет принимать снова жидкий металл. Таким образом, автоматически промежуточные камеры будут чередоваться между собой, и работа по откачке жидкого металла из зоны плавления не будет останавливаться.It should be noted that in one of the private embodiments, the liquid metal can be pumped out from the melting zone through a pipe into at least one additional intermediate chamber, thus this embodiment will allow not to stop the operation of the melting module after the main intermediate chamber is completely filled with
В частном варианте осуществления плавящий модуль перемещается по поверхности дефрагментируемого металлического объекта и позиционируется посредством манипулятора или промышленного робота, в том числе дистанционно, при этом необходимая дистанция между плавящим модулем и поверхностью может поддерживаться автоматически.In a particular embodiment, the melting module moves along the surface of a defragmentable metal object and is positioned by a manipulator or industrial robot, including remotely, while the required distance between the melting module and the surface can be maintained automatically.
В другом частном варианте осуществления встроенные форсунки камеры охлаждения жидкого металла, выполнены с возможностью подсоединения к внешнему устройству для подачи воды.In another particular embodiment, the integrated nozzles of the liquid metal cooling chamber are configured to be connected to an external water supply device.
Современные технологии и оборудование позволяют осуществить настоящее изобретение в крупносерийном производстве. На заводах и предприятиях имеются все необходимые станки и приборы для производства плавящего модуля.Modern technologies and equipment make it possible to carry out the present invention in large-scale production. The factories and enterprises have all the necessary machines and equipment for the production of a floating module.
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122139A RU2722585C1 (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Method of fragmentation of metal structure and melting module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019122139A RU2722585C1 (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Method of fragmentation of metal structure and melting module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2722585C1 true RU2722585C1 (en) | 2020-06-01 |
Family
ID=71067336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019122139A RU2722585C1 (en) | 2019-07-15 | 2019-07-15 | Method of fragmentation of metal structure and melting module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2722585C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1284689A1 (en) * | 1985-08-02 | 1987-01-23 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования | Apparatus for hot isostatic pressing with liquid |
RU866U1 (en) * | 1994-02-21 | 1995-09-16 | Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения | Complex for processing dismantled radioactive contaminated equipment |
US20050028324A1 (en) * | 2003-02-04 | 2005-02-10 | Mitsubishi Material Corporation | Method of melting treatment of radioactive metals |
RU121956U1 (en) * | 2012-04-26 | 2012-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | INSTALLATION FOR THERMAL DISPOSAL OF RADIOACTIVE-POLLUTED METAL WASTE AND WASTE SOLUTIONS OF TRIBUTILPHOSPHATE IN CARBON, OILS AND OIL PRODUCTS |
RU2486616C1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Method for processing of solid radioactive wastes |
-
2019
- 2019-07-15 RU RU2019122139A patent/RU2722585C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1284689A1 (en) * | 1985-08-02 | 1987-01-23 | Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологический институт электротермического оборудования | Apparatus for hot isostatic pressing with liquid |
RU866U1 (en) * | 1994-02-21 | 1995-09-16 | Свердловский научно-исследовательский институт химического машиностроения | Complex for processing dismantled radioactive contaminated equipment |
US20050028324A1 (en) * | 2003-02-04 | 2005-02-10 | Mitsubishi Material Corporation | Method of melting treatment of radioactive metals |
RU2486616C1 (en) * | 2011-12-23 | 2013-06-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью Промышленная Компания "Технология Металлов" | Method for processing of solid radioactive wastes |
RU121956U1 (en) * | 2012-04-26 | 2012-11-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | INSTALLATION FOR THERMAL DISPOSAL OF RADIOACTIVE-POLLUTED METAL WASTE AND WASTE SOLUTIONS OF TRIBUTILPHOSPHATE IN CARBON, OILS AND OIL PRODUCTS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2674005C2 (en) | Method and device for incineration, melting and verification of organic and metal wastes | |
JP5611467B2 (en) | Method and system for processing high temperature solid steel slag | |
EP0139321B1 (en) | Process and apparatus for rendering harmless, dangerous chemical waste material | |
CN102239016A (en) | Plasma method for disposing of waste material, and apparatus therefor | |
RU2722585C1 (en) | Method of fragmentation of metal structure and melting module | |
RU2650653C2 (en) | Melting device for consolidating contaminated scrap | |
CN104291335B (en) | The method that the quick one-shot forming of high-temperature liquid state calcium carbide and waste heat recovery are made by chain-belt type comminutor | |
WO1995004004A1 (en) | Method of rendering inert, with the aid of a plasma torch, products containing metals, in particular heavy metals, and facility for carrying out said method | |
CN107385225A (en) | A kind of aluminium melt purifying system and aluminium and aluminium alloy production system | |
CN207394872U (en) | A kind of plasma Incinerating and melting system for handling ashes and clinker | |
CN104289155B (en) | A kind of for the quick one-time formed chain-belt type comminutor of high-temperature liquid state carbide | |
KR102549353B1 (en) | Method and equipment for converting uranium hexafluoride to uranium dioxide | |
KR101905001B1 (en) | Disposal equipment for cutting chip be stained with cutting oil and cutting oil disposal method using that | |
KR101278210B1 (en) | Movable melting decontamination equipment for radioactive metal waste | |
CN215113927U (en) | High-temperature sintering device for improving water gap firing efficiency | |
JP4936293B2 (en) | Detoxification processing equipment for waste to be processed | |
KR101569758B1 (en) | Combined melting device having metallic sector | |
KR102573251B1 (en) | Methods and facilities for converting uranium hexafluoride to uranium dioxide | |
CN106148703B (en) | A kind of metal solid waste recovery processing equipment | |
CN104649313B (en) | A kind of leaded cullet resource remanufacture line | |
RU2596732C2 (en) | Heating module, a heating system with several heating modules, and a plant containing such heating system | |
KR20190137030A (en) | Coal Ash recycling device using electromagnetic energy | |
CN110762538A (en) | Slag discharging device of garbage incinerator | |
CN213266651U (en) | Be used for old and useless steel construction to use processing apparatus | |
KR20190136458A (en) | Coal Ash recycling device using electromagnetic energy |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211123 |
|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: PLEDGE FORMERLY AGREED ON 20211209 Effective date: 20211209 |