RU2753924C2 - Melting unit for induction remelting of metal radioactive waste - Google Patents

Melting unit for induction remelting of metal radioactive waste Download PDF

Info

Publication number
RU2753924C2
RU2753924C2 RU2019136940A RU2019136940A RU2753924C2 RU 2753924 C2 RU2753924 C2 RU 2753924C2 RU 2019136940 A RU2019136940 A RU 2019136940A RU 2019136940 A RU2019136940 A RU 2019136940A RU 2753924 C2 RU2753924 C2 RU 2753924C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
crucible
metal
quick
pallet
sections
Prior art date
Application number
RU2019136940A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2019136940A (en
RU2019136940A3 (en
Inventor
Майя Юрьевна Каленова
Иван Владимирович Кузнецов
Андрей Станиславович Щепин
Олег Николаевич Будин
Егор Иванович Кабалин
Александр Николаевич Ергин
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии"
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
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом", Акционерное общество "Ведущий научно-исследовательский институт химической технологии" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом"
Priority to RU2019136940A priority Critical patent/RU2753924C2/en
Publication of RU2019136940A publication Critical patent/RU2019136940A/en
Publication of RU2019136940A3 publication Critical patent/RU2019136940A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2753924C2 publication Critical patent/RU2753924C2/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Crucibles And Fluidized-Bed Furnaces (AREA)
  • Furnace Details (AREA)
  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to a melting unit for processing highly active metal waste used in a plant of induction slag remelting of metal radioactive waste MRAW, placed in a radioprotective hot chamber equipped with manipulators. The melting unit contains a crucible with electrically isolated metal sections with cooling channels located without a gap along the longitudinal axis of the crucible along its perimeter, fastened in the upper and lower parts with welded upper and lower rings, wherein a funnel is rigidly fixed on the upper ring with a metal ring clamp, lugs for turning the crucible around the axis are welded to the funnel, and coupling with external thread is rigidly attached to the lower ring, by means of which the crucible is installed in a socket by rotational movement, wherein, at the same time, the crucible, with a quick-release connection fitting rigidly mounted on an inlet collector and drain pipes of sections brought to one side, sections of which lie in the same plane and are connected to quick-release connection fittings using flexible steel bellows tubes connected to stationary sockets of quick-release connections, is placed in an inductor located in the upper part of the crucible equipped with a metal water-cooled pallet moving along the inner surface of the crucible in a zone from lower inductor coils to a gap, formed by the lower end of the crucible and the upper end of an ingot being melted, wherein the upper surface of the pallet is made in the form of a dovetail, using which the ingot being melted is fixed on the pallet.
EFFECT: acceleration of service operations carried out with the crucible, the reduction of labor costs and the negative economic effect associated with long downtime is ensured.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к плавильным узлам, используемым в составе установок индукционного переплава MPAO, размещаемых в радиационнозащитных камерах.SUBSTANCE: invention relates to melting units used as part of MPAO induction remelting units, placed in radiation-shielding chambers.

Известны аппараты переплавки MPAO, содержащие прозрачный для электромагнитных полей тигель, набранный из водоохлаждаемых металлических секций со сливными устройствами и не имеющие конструктивных особенностей, направленных на упрощение сервисных операций (US 20130294473 А1, 02.02.16; JP 4348460 B2, 21.10.09; WO 2014174489, 30.10.14).Known MPAO remelting devices containing a crucible transparent to electromagnetic fields, assembled from water-cooled metal sections with drainage devices and having no design features aimed at simplifying service operations (US 20130294473 A1, 02.02.16; JP 4348460 B2, 21.10.09; WO 2014174489 , 30.10.14).

Известно также устройство для производства металлов и сплавов, переработки металлических и твердых смешанных радиоактивных отходов, а также облученных тепловыделяющих элементов и тепловыделяющих сборок содержащих отработавшее ядерное топливо, состоящее из металлического плавильного охлаждаемого тигля, прозрачного для электромагнитного поля и металлический охлаждаемый поддон со сливным устройством. В поддоне и/или боковой стенке размещаются одно или несколько сливных устройств в виде металлических секционированных охлаждаемых тиглей, прозрачных для электромагнитного поля, с индукторами, расположенными вокруг тиглей (RU 2177132, 19.10.2000) (прототип).It is also known a device for the production of metals and alloys, processing of metal and solid mixed radioactive waste, as well as irradiated fuel elements and fuel assemblies containing spent nuclear fuel, consisting of a metal melting cooled crucible, transparent to the electromagnetic field and a metal refrigerated pan with a drain device. One or more drain devices in the form of metal sectioned cooled crucibles, transparent to the electromagnetic field, with inductors located around the crucibles (RU 2177132, 19.10.2000) (prototype) are placed in the pallet and / or the side wall.

Недостатками этого устройства являются необходимость в использовании дополнительных изложниц для получения слитков требуемой конфигурации и отсутствие адаптации к сервисным операциям с помощью манипуляторов в условиях радиохимических производств.The disadvantages of this device are the need to use additional molds to obtain ingots of the required configuration and the lack of adaptation to service operations using manipulators in radiochemical production.

Задачами изобретения является сокращение количества технологических приемов при переработке MP АО и снижение трудозатрат на сервисные операции, связанные с заменой плавителя в установках переработки ВАО, размещаемых в горячих камерах.The objectives of the invention are to reduce the number of technological methods for processing MP AO and reduce labor costs for service operations associated with the replacement of the melter in HLW processing units located in hot chambers.

Это достигается тем, что в отличие от известного технического решения плавильный узел имеет подвижный водоохлаждаемый поддон с пазом типа «ласточкин хвост», перемещаемый вдоль оси аппарата, имеет резьбовую муфту в нижней части тигля, соединяемую при установке со стационарным резьбовым гнездом, а уши на загрузочной воронке служат точками приложения силы при завинчивании, сливные патрубки секций выведены на одну сторону, их срезы лежат в одной плоскости и соединяются со штуцерами быстроразъемных соединений гибкими подводками из стальной сильфонной трубки, впуск охлаждающей воды осуществляется через вводной коллектор с жестко установленным штуцером быстроразъемного соединения.This is achieved by the fact that, in contrast to the known technical solution, the melting unit has a movable water-cooled pallet with a dovetail groove, movable along the axis of the apparatus, has a threaded sleeve in the lower part of the crucible, connected during installation with a stationary threaded socket, and ears on the loading the funnel serve as points of application of force when screwing in, the drain pipes of the sections are brought out to one side, their sections lie in the same plane and are connected to the fittings of the quick-release couplings by flexible connections from a steel bellows tube, the cooling water is inlet through an inlet manifold with a rigidly installed quick-disconnect coupling.

На фиг. 1 представлен чертеж плавильного узла, на фиг. 2 - трехмерная модель плавильного узлаFIG. 1 shows a drawing of the melting unit, FIG. 2 - three-dimensional model of the melting unit

Плавильный узел содержит тигель (1), набранный из изолированных водоохлаждаемых секций, расположенными вдоль оси тигля без зазора, имеющий резьбовую муфту (2) в нижней части и загрузочную воронку (3) с ушами для строповки (4) в верхней части; индуктор (5), расположенный в верхней с части тигля; стационарное гнездо с внутренней резьбой (6); металлический поддон с пазом типа «ласточкин хвост» (7), перемещаемый посредством штока (8) от нижнего витка индуктора; сливы с секций (9) в верхней части тигля, выведенные на одну сторону таким образом, что их срезы лежат в одной плоскости и соединяются посредством гибких стальных сильфонных трубок (10) со штуцерами быстроразъемных соединений (БРС) (11), предназначенных для стыковки со стационарными гнездами системы водяного охлаждения; штуцер БРС (12), жестко установленный на входном коллекторе тигля (13).The melting unit contains a crucible (1), made up of insulated water-cooled sections located along the crucible axis without a gap, having a threaded sleeve (2) in the lower part and a loading funnel (3) with ears for slinging (4) in the upper part; inductor (5) located in the upper part of the crucible; stationary socket with female thread (6); metal pallet with a dovetail groove (7), moved by means of a rod (8) from the lower coil of the inductor; drains from sections (9) in the upper part of the crucible, brought out to one side in such a way that their cuts lie in the same plane and are connected by means of flexible steel bellows tubes (10) with fittings of quick-disconnect couplings (BRS) (11), intended for docking with stationary nests of the water cooling system; BRS fitting (12) rigidly mounted on the crucible inlet manifold (13).

Перед установкой тигля (1) с помощью манипуляторов к ушам (4) загрузочной воронки (3) крепятся стропы внутрикамерного грузоподъемного механизма (ГПМ). После чего узел перемещают и ставят коаксиально виткам индуктора (5). Затем, путем направленного силового воздействия на уши (4) загрузочной воронки (3) тигель ввинчивают в стационарное гнездо (6). После этого с помощью манипуляторов осуществляют стыковку большого вводного БРС (12) с вводным шлангом (не показан) и закрепленных на сильфонных подводках (10) БРС сливов с секций тигля (9). При демонтаже узла выполняется обратная последовательность действий. Таким образом при установке и демонтаже задействуются исключительно внутрикамерные манипуляторы и ГПМ.Before installing the crucible (1) with the help of manipulators, slings of the intra-chamber lifting mechanism (PMM) are attached to the ears (4) of the loading funnel (3). After that, the assembly is moved and placed coaxially with the coils of the inductor (5). Then, by means of a directed force action on the ears (4) of the loading funnel (3), the crucible is screwed into a stationary socket (6). After that, with the help of manipulators, docking of a large input quick coupler (12) with an input hose (not shown) and fixed on bellows connections (10) quick couplers drains from the crucible sections (9). When dismantling the assembly, the sequence is reversed. Thus, during installation and dismantling, only intra-chamber manipulators and PMG are involved.

Работает устройство следующим образом. На первом этапе осуществляется загрузка исходных компонентов в тигель. В случае простой переплавки с целью компактизации загружается только металлический лом. В случае электрошлакового переплава с целью дезактивационного рафинирования металла сперва загружается флюс, а сверху загрязненный металлолом.The device works as follows. At the first stage, the initial components are loaded into the crucible. In the case of simple remelting, only scrap metal is charged in order to compact. In the case of electroslag remelting, for the purpose of decontamination refining of metal, the flux is first loaded, and the top is contaminated with scrap metal.

После заполнения тигля исходным материалом до требуемого уровня производится подача охлаждающей воды и включается подача мощности на индуктор, в металлическом материале возникают вихревые токи и его разогрев.After filling the crucible with the starting material to the required level, cooling water is supplied and power is supplied to the inductor, eddy currents arise in the metal material and its warming up.

После расплавления первой порции исходных материалов проводится захолаживание металлического слитка путем увеличения расхода воды, подаваемой на медный поддон. Далее осуществляется непрерывное дозирование металла с одновременным вытягиванием слитка из зоны плавления.After melting the first portion of the starting materials, the metal ingot is cooled down by increasing the flow rate of water supplied to the copper sump. Further, the metal is continuously dosed with simultaneous pulling of the ingot from the melting zone.

По завершении компактизирующей переплавки получаемый слиток полностью извлекается из тигля снимается с поддона и направляется на длительное хранение либо захоронение. В случае электрошлакового переплава с целью рафинирования и дезактивации полученный двухфазный блок продуктов плавки, состоящий из металлической фаз направляется на отделение шлака.Upon completion of the compacting remelting, the resulting ingot is completely removed from the crucible, removed from the pallet and sent for long-term storage or burial. In the case of electroslag remelting for the purpose of refining and decontamination, the resulting two-phase block of smelting products, consisting of metal phases, is sent to the slag separation.

Claims (1)

Плавильный узел для индукционной плавки металлических радиоактивных отходов, содержащий тигель с электрически изолированными одна от другой металлическими секциями со сливными патрубками секций в верхней части тигля и с каналами охлаждения, расположенными без зазора вдоль продольной оси тигля по его периметру, систему охлаждения, перемещаемый металлический водоохлаждаемый поддон, индуктор, жестко закрепленную загрузочную воронку, отличающийся тем, что он снабжен жестко прикрепленной в нижней части тигля резьбовой муфтой для соединения при установке со стационарным резьбовым гнездом, входным коллектором для впуска охлаждающей воды с жестко установленным на нем штуцером быстроразъемного соединения, при этом загрузочная воронка выполнена с приваренными к ней ушками для обеспечения возможности поворота тигля вокруг его оси, сливные патрубки секций выведены на одну сторону, при этом их срезы лежат в одной плоскости с возможностью соединения со штуцерами быстроразъемных соединений с помощью гибких стальных сильфонных трубок, стыкуемыми со стационарными гнездами быстроразъемных соединений, индуктор размещен в верхней части тигля, упомянутый металлический водоохлаждаемый поддон выполнен с возможностью перемещения по внутренней поверхности тигля в зоне от нижних витков индуктора до зазора, образуемого нижним торцом тигля и верхним торцом выплавляемого слитка, причем верхняя поверхность поддона выполнена с пазом в виде ласточкиного хвоста, с помощью которого выплавляемый слиток закрепляется на поддоне.A melting unit for induction melting of metal radioactive waste, containing a crucible with electrically insulated metal sections with drain branch pipes in the upper part of the crucible and with cooling channels located without a gap along the longitudinal axis of the crucible along its perimeter, a cooling system, a movable metal water-cooled pan , an inductor, a rigidly fixed loading funnel, characterized in that it is equipped with a threaded coupling rigidly attached in the lower part of the crucible for connection with a stationary threaded socket during installation, an inlet manifold for cooling water inlet with a quick-disconnect fitting rigidly mounted on it, while the loading funnel is made with ears welded to it to ensure that the crucible can be rotated around its axis, the drain pipes of the sections are brought out to one side, while their sections lie in the same plane with the possibility of connecting with the fittings of the quick-release couplings using flexible steel bellows tubes, butted with stationary sockets of quick-release couplings, the inductor is placed in the upper part of the crucible, the mentioned metal water-cooled pallet is made with the possibility of moving along the inner surface of the crucible in the zone from the lower turns of the inductor to the gap formed by the lower end of the crucible and the upper end of the ingot being melted , and the upper surface of the pallet is made with a groove in the form of a dovetail, with which the ingot being melted is fixed on the pallet.
RU2019136940A 2019-11-18 2019-11-18 Melting unit for induction remelting of metal radioactive waste RU2753924C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136940A RU2753924C2 (en) 2019-11-18 2019-11-18 Melting unit for induction remelting of metal radioactive waste

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019136940A RU2753924C2 (en) 2019-11-18 2019-11-18 Melting unit for induction remelting of metal radioactive waste

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019136940A RU2019136940A (en) 2021-05-18
RU2019136940A3 RU2019136940A3 (en) 2021-05-18
RU2753924C2 true RU2753924C2 (en) 2021-08-24

Family

ID=75920152

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019136940A RU2753924C2 (en) 2019-11-18 2019-11-18 Melting unit for induction remelting of metal radioactive waste

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2753924C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214815U1 (en) * 2022-04-28 2022-11-15 Акционерное Общество "Наука И Инновации" INSTALLATION FOR MELTING METAL RADIOACTIVE WASTE

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177132C1 (en) * 2000-10-19 2001-12-20 ГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Melting furnace
JP4348460B2 (en) * 2005-09-30 2009-10-21 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 Melting method and apparatus
RU124374U1 (en) * 2012-07-03 2013-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" COLD TIGLE INDUCTION FURNACE FOR CLEANING WASTE NUCLEAR FUEL
US9253825B2 (en) * 2012-05-03 2016-02-02 Kepco Nuclear Fuel Co., Ltd. Melting apparatus for melt decontamination of radioactive metal waste
RU2667268C2 (en) * 2013-04-26 2018-09-18 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Electromagnetic induction furnace and use thereof for melting mixture of metal(s) and oxide(s), said mixture representing corium

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2177132C1 (en) * 2000-10-19 2001-12-20 ГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" Melting furnace
JP4348460B2 (en) * 2005-09-30 2009-10-21 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 Melting method and apparatus
US9253825B2 (en) * 2012-05-03 2016-02-02 Kepco Nuclear Fuel Co., Ltd. Melting apparatus for melt decontamination of radioactive metal waste
RU124374U1 (en) * 2012-07-03 2013-01-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)" COLD TIGLE INDUCTION FURNACE FOR CLEANING WASTE NUCLEAR FUEL
RU2667268C2 (en) * 2013-04-26 2018-09-18 Комиссарья А Л'Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив Electromagnetic induction furnace and use thereof for melting mixture of metal(s) and oxide(s), said mixture representing corium

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214815U1 (en) * 2022-04-28 2022-11-15 Акционерное Общество "Наука И Инновации" INSTALLATION FOR MELTING METAL RADIOACTIVE WASTE

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019136940A (en) 2021-05-18
RU2019136940A3 (en) 2021-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3259544B1 (en) Electric induction melting and holding furnaces for reactive metals and alloys
KR20150145237A (en) Electromagnetic induction furnace and use of the furnace for melting a mixture of metal(s) and oxide(s), said mixture representing a corium
CN105848810A (en) Device and method for treating metallic materials
RU2753924C2 (en) Melting unit for induction remelting of metal radioactive waste
US3235243A (en) Apparatus for producing ultraclean alloy steels
JPS6057187A (en) Molten metal induction heater
CN103245192A (en) Medium-frequency induction furnace and blast furnace and medium-frequency induction furnace combined smelting system
CN107660264B (en) For melting and handling the furnace and method of metal and scrap metal
PL71106B1 (en)
JP5380775B2 (en) Hot water discharge method using electromagnetic nozzle device for hot water of cold crucible melting furnace
RU2177132C1 (en) Melting furnace
CN105091602A (en) Automatic overturning chute device
RU2283355C2 (en) Vacuum electric-arc lining-slag furnace
US3107268A (en) Melting furnace
CN208475971U (en) A kind of aluminium alloy melting furnace
RU199207U1 (en) Multifunctional laboratory electric resistance furnace
Gadpayle et al. Electric melting furnace-a review
RU2145126C1 (en) Ingot of radioactive metal wastes and its production process
RU2765028C1 (en) Method for recycling radioactive waste generated during destruction of irradiated fuel assemblies of fast neutron reactors by induction slag remelting in cold crucible
US6768766B1 (en) Precast one piece upper castable ring for induction furnaces
KR20180137681A (en) Melt discharger having nitrogen cooling structure
JP5621839B2 (en) Electromagnetic nozzle device for hot water of cold crucible melting furnace
CN217459530U (en) Steel slag separating device in ladle casting residues
RU2536311C2 (en) Electromagnetic crucible melting furnace with c-shaped magnetic conductor and horizontal magnetic flux
RU2737663C1 (en) Induction furnace with cold crucible for vitrification of hlw