[發明專利]一種用于放射性廢液冷坩堝玻璃固化處理的啟動方法

有效

• 申請號: 201710177161.1
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN106910545B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 劉麗君;郄東生;李揚;李寶軍;朱冬冬;周慧;張華;陳楠
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G21F9/06
• 分類號: G21F9/06;G21F9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種用于放射性廢液冷坩堝玻璃固化處理的啟動方法，所述啟動方法主要包括以下步驟：(1)在冷坩堝內加入啟動玻璃，然后將啟動材料置于啟動玻璃上；(2)在啟動材料上再次加入啟動玻璃；(3)啟動冷坩堝的高頻電源，調節頻率至啟動材料啟動的頻率，并逐步增加功率，啟動材料逐漸被加熱，直至啟動材料燃燒；(4)向冷坩堝內通入氧氣，直至啟動材料燃盡，停止通入氧氣；(5)調整高頻電源頻率至啟動玻璃熔融頻率，繼續提高高頻電源功率直至所加入的啟動玻璃完全熔融。本發明提供了一種簡單、高效、易操作、無放射性泄露、且對固化產品質量無影響的放射性廢液冷坩堝玻璃固化處理的啟動方法。

技術領域

本發明屬于放射性廢物處理技術領域，特別涉及一種用于放射性廢液冷坩堝玻璃固化處理的啟動方法。

背景技術

冷坩堝玻璃固化技術是從工業高溫冶金行業移植過來的玻璃熔制技術,它采用高頻(10⁵～10⁶Hz)感應加熱,水冷坩堝由數個弧形塊或管組成，弧形塊或管內通有冷卻水。保持冷壁，各個弧形塊或管間縫隙充填耐火材料，彼此絕緣不構成回路，這種分瓣結構是為了減少坩堝對電磁場的屏蔽。坩堝外繞有水冷螺旋式感應線圈，感應線圈與電源相連，以產生交變電磁場。冷壁的存在有效地保護坩堝壁免受高溫熔融體腐蝕，因此熔爐壽命可以很長。同時由于不受爐體材料的限制，爐內熔融體的溫度也可以更高，可達2000℃以上。由于冷坩堝具有這些其他固化技術所不能比擬的優點，使得其目前已成為國際公認的一種用于高放廢液處理的先進固化技術，具有良好的應用前景。

冷坩堝實現感應加熱的前提是要加熱的物質必須具有導電性，而玻璃在常溫下是不導電的，只有在高溫熔融狀態才具有導電性。將玻璃從室溫加熱到熔融狀態這一過程就是冷坩堝的“啟動”過程。啟動方法通常是需要一個外部加熱源在冷坩堝內部材料中心處先建立一個熔化的“種區”，這一熔化的“種區”吸收高頻磁場的能量后逐步擴大，最終實現對全部材料的熔化。民用冷坩堝技術對于“種區”的形成可以有很多的方法，如利用熱輻射能熔化、利用火焰熔化、將原料的一部分預先在普通的加熱爐中熔化，然后將熔體引入其中；將一導電的高熔點金屬塊放入待熔材料中，高頻電場首先將這些金屬加熱，當與這些金屬相接觸的材料熔化時，再將這些金屬提出來等等，但這些方法基本都不適用于放射性廢物的固化處理。放射性廢物玻璃固化處理,尤其是高放廢液的玻璃固化處理是在熱室內,采用遠距離操作,且冷坩堝熔爐堝蓋上部安裝有進料裝置、攪拌裝置、熱電偶等，沒有過多的空間用來進行比較復雜的啟動操作。因此在冷坩堝固化技術用來處理放射性廢物時，建立一種簡單、高效、無放射性泄露、且對固化產品質量無影響的啟動技術是非常必要的。

發明內容

(一)發明目的

本發明克服了現有技術的不足，提供了一種簡單、高效、易操作、無放射性泄露、且對固化產品質量無影響的放射性廢液冷坩堝玻璃固化處理的啟動方法。

(二)技術方案

為了解決現有技術所存在的問題，本發明提供的技術方案如下：

一種用于放射性廢液冷坩堝玻璃固化處理的啟動方法，關鍵在于，該方法包括以下步驟：

(1)在冷坩堝內加入啟動玻璃，然后將啟動材料置于啟動玻璃上；

(2)在啟動材料上再次加入啟動玻璃；

(3)啟動冷坩堝的高頻電源，調節頻率至啟動材料啟動的頻率，并逐步增加功率，啟動材料逐漸被加熱，直至啟動材料燃燒；

(4)向冷坩堝內通入氧氣，直至啟動材料燃盡，停止通入氧氣；

(5)調整高頻電源頻率至啟動玻璃熔融頻率，繼續提高高頻電源功率直至所加入的啟動玻璃完全熔融。

進一步，所述啟動材料是石墨；

進一步，所述石墨為石墨環，石墨環的直徑大小介于冷坩堝直徑的1/2-3/4之間；