[實用新型]一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520071817.8
• 申請日: 2015-02-02
• 公開（公告）號: CN204392677U
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳明周;黃文有;呂永紅;劉夏杰;李晴;周江;王騰蛟;周建明
• 申請（專利權(quán)）人: 中科華核電技術(shù)研究院有限公司;中國廣核集團(tuán)有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24;G21F9/34
• 代理公司: 深圳匯智容達(dá)專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44238
• 代理人: 潘中毅;熊賢卿

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及核廢物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，核電站及核工業(yè)領(lǐng)域廣泛采用的固體廢物處理方法有壓縮、超級壓縮、水泥固化、焚燒等。中廢物固化處理主要靠攪拌器攪拌完成，隨著水泥固化對增容要求越來越高，等離子體放射性廢物處理技術(shù)能夠?qū)Ψ派湫詮U物進(jìn)行減容、減重和穩(wěn)定化，被認(rèn)為是處理放射性廢物的有效手段。

等離子體是含有足夠數(shù)量的自由帶電粒子，而總體上呈電中性的非凝聚系統(tǒng)，為物質(zhì)存在的第四態(tài)。熱等離子體是低溫等離子體的一種，具有統(tǒng)一的熱力學(xué)溫度，基本達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)。熱等離子體主要是由高強度直流電弧放電或者高頻感應(yīng)耦合放電產(chǎn)生。熱等離子體溫度可維持在1×103K～2×104?K。與其他熱源相比，熱等離子體具有更高的能量密度，可促使許多吸熱反應(yīng)發(fā)生，也可加熱、熔化各種高熔點材料。

電弧等離子體處理技術(shù)可適用于大多數(shù)中低放射性廢物處置，尤其適用于不可燃廢物的處理。對于有機廢物，熱等離子體的高溫可使有機成分分解，分解后的小分子氣體在有氧的環(huán)境下進(jìn)一步燃燒。對于無機廢物，熱等離子體的高溫使無機成分熔融，冷卻后形成均勻固化體，從而包容放射性核素。這種固化體可以直接處置。與其他熱處理技術(shù)相比，熱等離子體處理技術(shù)具有以下突出優(yōu)點：（1）溫度和能量密度高，裝置小而處理速度快；（2）可處理高熔點的難熔廢物；（3）產(chǎn)生的煙氣量較少；（4）可處理混合廢物，降低了處理前對廢物的分類要求。電弧等離子體技術(shù)處理放射性廢物的可行性與可靠性已得到試驗驗證。

在等離子體放射性廢物處理系統(tǒng)中，等離子體發(fā)生器是熱源，是整個系統(tǒng)的核心。然而，現(xiàn)有技術(shù)中還沒有對等離子體發(fā)生器進(jìn)行有效控制和保護(hù)的方案。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)，以對等離子體發(fā)生器提供有效的控制和保護(hù)。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)，包括：

等離子體發(fā)生器、冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)生器電源以及控制與保護(hù)裝置，其中，所述冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)生器電源以及控制與保護(hù)裝置分別與所述等離子體發(fā)生器相連，所述冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及發(fā)生器電源分別與所述控制與保護(hù)裝置相連。

其中，所述冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻水容器、冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備以及備用水箱，所述冷卻水容器與所述冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備相連，所述備用水箱與所述冷卻水容器相連。

其中，在所述冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備與所述等離子體發(fā)生器之間的管線上裝有水壓傳感器，其水壓傳感信號將傳送給所述控制與保護(hù)裝置。

其中，所述氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于為所述等離子體發(fā)生器提供工作氣體，包括壓縮氣體容器和氣體調(diào)節(jié)設(shè)備，所述壓縮氣體容器與所述氣體調(diào)節(jié)設(shè)備相連。

其中，在所述氣體調(diào)節(jié)設(shè)備與所述等離子體發(fā)生器之間的管線上裝有氣壓傳感器，其氣壓傳感信號將傳送給所述控制與保護(hù)裝置。

其中，所述工作氣體包括氧化性、還原性或惰性氣體。

其中，所述發(fā)生器電源受所述控制與保護(hù)裝置控制啟動或關(guān)停，用于為所述等離子體發(fā)生器供電。

其中，所述等離子體發(fā)生器包括陰極和陽極，所述陽極為一段或者多段，所述多段陽極各段之間以及各段與所述陰極之間保持電絕緣，在所述陰極與所述陽極之間形成電弧。

其中，所述等離子體發(fā)生器在功率范圍30~150kW內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

其中，所述等離子體發(fā)生器的出水口裝有水溫傳感器，其水溫傳感信號將傳送給所述控制與保護(hù)裝置。

本實用新型實施例能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體發(fā)生器的遠(yuǎn)程啟停與功率調(diào)節(jié)，降低人員到發(fā)生器附近的幾率，從而降低人員的受輻照時間；冷卻水流量自動調(diào)節(jié)，低水壓自動斷電，保護(hù)系統(tǒng)保證發(fā)生器穩(wěn)定、可靠運行；設(shè)置備用水箱，保護(hù)發(fā)生器在全廠斷電的極端情況下能夠有效冷卻；發(fā)生器工作氣體與電源聯(lián)鎖，保護(hù)發(fā)生器不受損壞；整個系統(tǒng)安全性、可靠性高，特別適用于高危險性的廢物處理，尤其是放射性廢物處理。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。