[發明專利]退火裝置及熔融系統

有效

• 申請號: 202110685099.3
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113443824B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 李玉松;朱冬冬;郄東生;汪潤慈;鮮亮;劉麗君
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: C03B25/00
• 分類號: C03B25/00;C03B5/02;G21F9/20;G21F9/16
• 代理公司: 北京市創世宏景專利商標代理有限責任公司 11493
• 代理人: 王鵬鑫

本發明公開了一種退火裝置及熔融系統，其中，退火裝置，包括：內容器，用于放置待退火物料；外容器，其內部空間形成退火腔，內容器放置于退火腔內，退火腔的腔壁設有儲能部，儲能部由儲能材料制成，儲能部與內容器的外壁相接觸，以通過吸收待退火物料及內容器自身的熱量對其進行保溫。由于儲能材料的特性，儲能部吸收待退火物料及內容器自身的熱量儲存起來并緩慢釋放，無需額外設置加熱裝置，就能夠實現對退火物料及內容器的保溫。儲能部與內容器的外壁相接觸以進行接觸傳熱，傳熱效果更好，熱量利用率更高。

技術領域

本發明涉及退火工藝技術領域，具體涉及一種退火裝置及熔融系統。

背景技術

目前，在核工業領域中，冷坩堝玻璃固化技術由于具有處理溫度高、可處理廢物類型廣、熔爐使用壽命長、退役容易等優點，成為國內及國際上用于放射性廢物處理采用的較為先進的工藝手段。由于冷坩堝的堝體的容積有限，在處理主要以液態存在的放射性廢物(即放射性廢液)時，可以通過配備一臺煅燒爐(例如回轉煅燒爐)提前對放射性廢液進行預處理，將放射性廢液煅燒轉形至固體粉末狀，再通入至冷坩堝中進行后續熔融固化，這種方式被稱為兩步法冷坩堝玻璃固化技術。

兩步法冷坩堝玻璃固化技術的主要設備包括煅燒爐和冷坩堝。其中，冷坩堝是利用電源產生高頻(105～106Hz)電流，再通過感應線圈轉換成電磁流透入待處理物料，形成渦流產生熱量，實現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構，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)，熔融加熱結構包括纏繞在冷坩堝堝體的外側的感應線圈和與感應線圈電性連接的高頻感應電源。當待處理物料放置在冷坩堝堝體內后，打開高頻感應電源向感應線圈通電，通過感應線圈將電流轉換成電磁流并透過冷坩堝堝體的壁體進入待處理物料內部，從而在待處理物料內部形成渦流產生熱量，進而實現對待處理物料的加熱。冷坩堝工作時金屬弧形塊或管內連續通入冷卻水，冷坩堝堝體內的熔融物的溫度很高，一般可高達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域形成一層2～3cm厚的固態物(冷壁)，因此稱為“冷”坩堝。

由于物料在冷坩堝內進行熔融的溫度較高(以放射性廢物基料和玻璃基料熔融形成熔融玻璃為例，熔融玻璃在熔融裝置內溫度可達1200℃)，熔融物由冷坩堝卸料進入容器后經過一段時間能夠降至室溫。在此過程中，為了保證最終產品不會開裂引起放射性核素遷移，需要進行退火處理，充分釋放熱應力。

發明內容

鑒于上述問題，提出了本發明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的退火裝置及熔融系統。

根據本發明的一個方面，提供了一種退火裝置，包括：內容器，用于放置待退火物料；外容器，其內部空間形成退火腔，內容器放置于退火腔內，退火腔的腔壁設有儲能部，儲能部由儲能材料制成，儲能部與內容器的外壁相接觸，以通過吸收待退火物料及內容器自身的熱量對其進行保溫。

進一步地，儲能部與內容器的底壁及周向側壁相接觸。

進一步地，儲能材料包括石英砂或氧化鋁固體。

進一步地，外容器的容器壁包括保溫部，保溫部包裹至少部分退火腔。

進一步地，外容器包括容器主體和蓋體，容器主體內部中空且具有開口，蓋體蓋設在容器主體上以封閉其內部空間，容器主體和蓋體共同圍成退火腔。

進一步地，蓋體設有進口，進口與退火腔連通，當內容器由放置于退火腔內起持續預設時間后，通過進口向退火腔中通入冷卻介質，以對內容器進行冷卻。

進一步地，蓋體還設有出口，出口與退火腔連通，冷卻介質呈流體狀，冷卻介質由進口進入退火腔并由出口流出。

進一步地，還包括：提升裝置，設置在蓋體上，提升裝置與內容器驅動連接，當內容器由放置于退火腔內起持續預設時間后，通過提升裝置驅動內容器上移至預設高度，此時內容器與儲能部相分離。