[發(fā)明專利]放射性廢物處理系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110684158.5
• 申請(qǐng)日: 2021-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN113421680A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張生棟;朱冬冬;郄東生;劉麗君;周慧;鮮亮;李玉松;張華;李寶軍;李揚(yáng);汪潤(rùn)慈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)原子能科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G21F9/16
• 分類號(hào): G21F9/16
• 代理公司: 北京市創(chuàng)世宏景專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11493
• 代理人: 劉向輝

一種放射性廢物處理系統(tǒng)。放射性廢物處理系統(tǒng)包括煅燒裝置和熔融系統(tǒng)，所述熔融系統(tǒng)包括容器，放射性廢物進(jìn)入到所述煅燒裝置中進(jìn)行煅燒轉(zhuǎn)形，得到的物料再與玻璃基料一同進(jìn)入到所述容器中進(jìn)行熔融并形成熔融玻璃。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種放射性廢物處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)

目前，在核工業(yè)領(lǐng)域中，冷坩堝玻璃固化技術(shù)由于具有處理溫度高、可處理廢物類型廣、熔爐使用壽命長(zhǎng)、退役容易等優(yōu)點(diǎn)，成為國(guó)內(nèi)及國(guó)際上用于放射性廢物處理采用的較為先進(jìn)的工藝手段。由于冷坩堝的堝體的容積有限，在處理主要以液態(tài)存在的放射性廢物(即放射性廢液)時(shí)，可以通過(guò)配備一臺(tái)煅燒爐(例如回轉(zhuǎn)煅燒爐)提前對(duì)放射性廢液進(jìn)行預(yù)處理，這種方式被稱為兩步法冷坩堝玻璃固化技術(shù)。兩步法冷坩堝玻璃固化技術(shù)的主要設(shè)備包括煅燒爐和冷坩堝。

煅燒爐通常采用回轉(zhuǎn)煅燒爐，回轉(zhuǎn)煅燒爐包括支架、可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在支架上的爐管、用于加熱爐管的加熱部件、與爐管的第一端連通的進(jìn)料管及與爐管的第二端連通的出料管，爐管可沿自身軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。放射性廢液及其他添加劑通過(guò)進(jìn)料管進(jìn)入到爐管中，通過(guò)加熱部件對(duì)爐管進(jìn)行加熱，與此同時(shí)爐管沿自身軸線進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，放射性廢液逐漸被煅燒轉(zhuǎn)形至固體粉末狀物料。

冷坩堝是利用電源產(chǎn)生高頻(105～106Hz)電流，再通過(guò)感應(yīng)線圈轉(zhuǎn)換成電磁流透入待處理物料，形成渦流產(chǎn)生熱量，實(shí)現(xiàn)待處理物料的直接加熱熔融。冷坩堝主要包括冷坩堝堝體和熔融加熱結(jié)構(gòu)，冷坩堝堝體是由通冷卻水的金屬弧形塊或管組成的容器(容器形狀主要有圓形或橢圓形)，熔融加熱結(jié)構(gòu)包括纏繞在冷坩堝堝體的外側(cè)的感應(yīng)線圈和與感應(yīng)線圈電性連接的高頻感應(yīng)電源。當(dāng)待處理物料放置在冷坩堝堝體內(nèi)后，打開高頻感應(yīng)電源向感應(yīng)線圈通電，通過(guò)感應(yīng)線圈將電流轉(zhuǎn)換成電磁流并透過(guò)冷坩堝堝體的壁體進(jìn)入待處理物料內(nèi)部，從而在待處理物料內(nèi)部形成渦流產(chǎn)生熱量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)待處理物料的加熱。冷坩堝工作時(shí)金屬弧形塊或管內(nèi)連續(xù)通入冷卻水，冷坩堝堝體內(nèi)的熔融物的溫度很高，一般可高達(dá)2000℃以上，但冷坩堝堝體的壁體仍保持較低溫度，一般小于200℃，從而使熔融物靠近冷坩堝堝體的壁體的低溫區(qū)域形成一層2～3cm厚的固態(tài)物(冷壁)，因此稱為“冷”坩堝。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N放射性廢物處理系統(tǒng)，其中，包括煅燒裝置和熔融系統(tǒng)，所述熔融系統(tǒng)包括容器，放射性廢物進(jìn)入到所述煅燒裝置中進(jìn)行煅燒轉(zhuǎn)形，得到的物料再與玻璃基料一同進(jìn)入到所述容器中進(jìn)行熔融并形成熔融玻璃。

可選地，所述容器包括：容器本體，其包括限定出用于對(duì)物料加熱的加熱腔的內(nèi)壁；至少一個(gè)第一冷卻管，每個(gè)所述第一冷卻管設(shè)置于所述內(nèi)壁遠(yuǎn)離所述加熱腔的一側(cè)；至少一個(gè)第二冷卻管，所述至少一個(gè)第二冷卻管與所述至少一個(gè)第一冷卻管一一對(duì)應(yīng)，每個(gè)所述第二冷卻管設(shè)置于對(duì)應(yīng)的所述第一冷卻管遠(yuǎn)離所述內(nèi)壁的一側(cè)；每個(gè)所述第一冷卻管與對(duì)應(yīng)的所述第二冷卻管連通，每個(gè)所述第一冷卻管以及每個(gè)所述第二冷卻管內(nèi)流通有用于吸收所述加熱腔內(nèi)熱量的冷卻劑。

可選地，每個(gè)所述第一冷卻管開設(shè)有第一開口以及第二開口，每個(gè)所述第二冷卻管開設(shè)有第三開口以及第四開口；每個(gè)所述第一冷卻管開設(shè)的所述第一開口以及所述第二開口中的一個(gè)，與，對(duì)應(yīng)的所述第二冷卻管開設(shè)的所述第三開口以及所述第四開口中的一個(gè)連通；所述冷卻劑由每個(gè)所述第一冷卻管開設(shè)的所述第一開口以及所述第二開口中的另一個(gè)流入對(duì)應(yīng)的所述第一冷卻管內(nèi)，并經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的所述第二冷卻管后由對(duì)應(yīng)的所述第二冷卻管開設(shè)的所述第三開口以及所述第四開口中的另一個(gè)流出對(duì)應(yīng)的所述第二冷卻管外。

可選地，所述容器為坩堝，所述坩堝包括：底壁；側(cè)壁，由所述底壁的周緣向上延伸，并與所述底壁限定出加熱腔；感應(yīng)線圈，設(shè)置于所述加熱腔外，用于產(chǎn)生磁感線，所述磁感線通過(guò)所述底壁以及所述側(cè)壁進(jìn)入所述加熱腔，從而對(duì)所述加熱腔內(nèi)的物料進(jìn)行加熱。