RU205723U1 - Device for vitrification of radioactive waste - Google Patents
Device for vitrification of radioactive waste Download PDFInfo
- Publication number
- RU205723U1 RU205723U1 RU2020138393U RU2020138393U RU205723U1 RU 205723 U1 RU205723 U1 RU 205723U1 RU 2020138393 U RU2020138393 U RU 2020138393U RU 2020138393 U RU2020138393 U RU 2020138393U RU 205723 U1 RU205723 U1 RU 205723U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- refractory
- melt
- blocks
- glass
- masonry
- Prior art date
Links
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 title claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 4
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 18
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 abstract description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004807 localization Effects 0.000 abstract description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 4
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002927 high level radioactive waste Substances 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000010808 liquid waste Substances 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000012958 reprocessing Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005816 glass manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 1
- 238000005025 nuclear technology Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000004055 radioactive waste management Methods 0.000 description 1
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 description 1
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenenickel Chemical compound [Ni]=S WWNBZGLDODTKEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/04—Treating liquids
- G21F9/06—Processing
- G21F9/16—Processing by fixation in stable solid media
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Furnace Details (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области локализации жидких радиоактивных отходов, в частности, к установкам для отверждения жидких радиоактивных растворов и пульп путем их остекловывания. Конструкция огнеупорной кладки помимо основного ряда блоков, выполненных из коррозионностойкого к расплаву стекла материала, имеет дополнительный стерегущий слой огнеупорной засыпки, уплотненно размещенной в зазоре между блоками и внутренней металлической обечайкой. Полезная модель позволяет повысить технологичность изготовления огнеупорной кладки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.The invention relates to the field of localization of liquid radioactive waste, in particular, to installations for solidification of liquid radioactive solutions and pulps by vitrification. The design of the refractory masonry, in addition to the main row of blocks made of material that is corrosion-resistant to the glass melt, has an additional guarding layer of refractory backfill, which is sealed in the gap between the blocks and the inner metal shell. The utility model makes it possible to improve the manufacturability of the manufacture of refractory masonry. 3 C.p. f-ly, 1 dwg.
Description
Полезная модель относится к области локализации жидких радиоактивных отходов (РАО), и может быть использована в атомной энергетике и на радиохимических производствах для отверждения жидких радиоактивных растворов (ЖРО), пульп и твердых сыпучих РАО.The utility model relates to the localization of liquid radioactive waste (RW), and can be used in nuclear power and radiochemical industries for solidification of liquid radioactive solutions (LRW), pulps and solid bulk RW.
Для отверждения жидких радиоактивных отходов в мировой практике используются различные матричные материалы - битум, цемент, стекло, керамики [Дмитриев С.А., Баринов А.С, Батюхнова О.Г. и др. Технологические основы системы управления радиоактивными отходами - М.: ГУП Мое НПО Радон, 2007. 376 с.]. В качестве наиболее эффективной как с точки зрения качественных показателей, так и технологичности получения в РФ и за рубежом признаны стеклоподобные материалы [Соболев И.А., Ожован М.И., Щербатова Т.Д., Батюхнова О.Г. Стекла для радиоактивных отходов - М.: Энергоатомиздат, 1999. 240 с.].For the solidification of liquid radioactive waste in world practice, various matrix materials are used - bitumen, cement, glass, ceramics [Dmitriev SA, Barinov AS, Batyukhnova OG. et al. Technological foundations of the radioactive waste management system - M .: GUP Moe NPO Radon, 2007. 376 p.]. Glass-like materials are recognized as the most effective both in terms of quality indicators and manufacturability in the Russian Federation and abroad [IA Sobolev, MI Ozhovan, TD Shcherbatova, OG Batyukhnova. Glass for radioactive waste - M .: Energoatomizdat, 1999. 240 p.].
Для проведения остекловывания РАО в промышленном масштабе в мировой практике используются установки трех основных типов: печи прямого электрического нагрева и индукционные плавители со средне- и высокочастотными генераторами (так называемые «горячий» и «холодный» тигли).To carry out vitrification of radioactive waste on an industrial scale, in the world practice, installations of three main types are used: direct electric heating furnaces and induction melters with medium and high frequency generators (the so-called "hot" and "cold" crucibles).
Наиболее отработанными в техническом плане являются печи прямого электрического нагрева. Подобные установки характеризуются также высокой производительностью и устойчивостью эксплуатационных показателей при флуктуациях состава отходов, направляемых на остекловывание.The most advanced in technical terms are direct electric heating furnaces. Such installations are also characterized by high productivity and stability of performance indicators with fluctuations in the composition of waste sent for vitrification.
В СССР, а затем и в России для промышленного осуществления процесса отверждения жидких ВАО в алюмофосфатное стекло с 1987 года применяются печи прямого электрического нагрева типа ЭП-500 [Глаголенко Ю.В. Переработка ядерного топлива и обращение с высокоактивными отходами / Охрана природы Южного Урала: областной экологический альманах. - Челябинск, 2008. - С. 36-41.], которые можно рассматривать в качестве аналога заявляемой полезной модели [Патент РФ №1309504, МПК С03В 5/027]. Подобные установки представляют собой прямоугольный бассейн, выложенный из бакоровых блоков. Бассейн разделен на три зоны: варочную, переточную и накопительную. В нижней части перегородки имеется переточный канал, через который проваренное стекло из выработочной зоны поступает в переточную и далее в накопительную. Переточная зона отделена от накопительной порогом, который служит для поддержания постоянного уровня расплава стекла в варочной зоне. В торцевой части накопительной зоны установлены сливные устройства. В торцевой части варочной зоны имеется водоохлаждаемый газоход, предназначенный для отвода образующейся паро-газовой фазы и соединяющий печь с барботером-холодильником. Дозировка в варочную зону исходного раствора, содержащего ЖРО и флюсующие компоненты, осуществляется через водоохлаждаемые питатели, установленные в своде электропечи. Для подвода электроэнергии в поде электропечи размещены массивные водоохлаждаемые токоподводы из коррозионностойкой стали (сплава), на которых рядами установлены молибденовые электроды, выполненные в виде цилиндрических стержней. При прохождении электрического тока по расплаву стекла между рядами электродов выделяется тепловая энергия, необходимая для процесса варки стекла. В последней модификации печи типа ЭП-500 применена двухзонная компоновка (отсутствует переточная зона и порог) [Ремизов М.Б., Козлов П.В., Логунов М.В. и др. Концептуальные и технические решения по созданию на ПО «Маяк» установок остекловывания текущих и накопленных жидких ВАО / Вопросы радиационной безопасности. -2014. -№3. - С. 17-25.].In the USSR, and then in Russia for the industrial implementation of the process of solidification of liquid HLW into aluminophosphate glass since 1987, direct electric heating furnaces of the EP-500 type have been used [Glagolenko Yu.V. Nuclear fuel reprocessing and high-level waste management / Nature protection of the South Urals: regional environmental almanac. - Chelyabinsk, 2008. - S. 36-41.], Which can be considered as an analogue of the claimed utility model [RF Patent No. 1309504, IPC
Схожего типа установки применялись для отверждения ЖРО в боросиликатное стекло в США в Савана-Ривер в составе установки Defence Waste Processing Facility (DWPF) [Plodinec M.J., Kitchen B.C. Establishing the Acceptability of Savannah River Site Waste Glass, Proceeding Spectrum-90, Nuclear and Hazardous Waste Management, Internal. Topic Meeting, sept-oct. 1990, pp. 302] и в Германии (установка Pamela) [Weisenburger S., Roth G. Status and plants for high-level liquid waste vitrification in Federal Republic in Germany / ANS Int. topic meeting on fuel reprocessing and waste management, Avg. 26-29, 1984, Jacks Hole, WY, USA]. Указанные установки имеют отличие, связанное с размещением сливного устройства в донной части варочной зоны. Таким образом, конструкция печи является однозонной, с движением стекломассы не в горизонтальном, а в вертикальном направлении.A similar type of installation was used to solidify LRW into borosilicate glass in the United States at Savana River as part of the Defense Waste Processing Facility (DWPF) [Plodinec M.J., Kitchen B.C. Establishing the Acceptability of Savannah River Site Waste Glass, Proceeding Spectrum-90, Nuclear and Hazardous Waste Management, Internal. Topic Meeting, sept-oct. 1990, pp. 302] and in Germany (Pamela plant) [Weisenburger S., Roth G. Status and plants for high-level liquid waste vitrification in Federal Republic in Germany / ANS Int. topic meeting on fuel reprocessing and waste management, Avg. 26-29, 1984, Jacks Hole, WY, USA]. These installations have a difference associated with the placement of the drain device in the bottom of the cooking zone. Thus, the design of the furnace is single-zone, with the movement of the molten glass not in the horizontal, but in the vertical direction.
Указанные плавители имеют ряд общих недостатков. Во-первых, это большие габариты, не позволяющие осуществить извлечение печи из каньона для последующей установки на освободившееся место нового плавителя. Подобные печи выводятся из эксплуатации вместе с большим объемом сопутствующей инфраструктуры, что существенно увеличивает эксплуатационные затраты на поддержание выведенного из работы объекта и капитальные затраты на создание новой печи.These melters have a number of common disadvantages. Firstly, these are large dimensions, which do not allow the removal of the furnace from the canyon for subsequent installation of a new melter in the vacant place. Such furnaces are being decommissioned along with a large amount of associated infrastructure, which significantly increases the operating costs of maintaining the decommissioned facility and the capital costs of creating a new furnace.
Во-вторых, указанные аналоги характеризуются применением плоского пода. В этом случае как при реализации бокового слива стекла (с горизонтальным движением расплава), так и при использовании донного слива (с вертикальным движением расплава) наблюдается накопление в донной части тугоплавких осадков, в том числе, электропроводящей фазы (благородных металлов, сульфида никеля и т.д.), что приводит к возникновению короткого замыкания между электродами, переохлаждению основной массы расплава и преждевременному выводу плавителя из эксплуатации.Secondly, these analogs are characterized by the use of a flat hearth. In this case, both during the implementation of the side drainage of glass (with horizontal movement of the melt) and when using the bottom drain (with the vertical movement of the melt), the accumulation of refractory sediments in the bottom part, including the electrically conductive phase (noble metals, nickel sulfide, etc.) is observed. etc.), which leads to a short circuit between the electrodes, overcooling of the bulk of the melt and premature decommissioning of the melter.
Для исключения подобного рода проблем в Институте ядерных технологий г. Карлсруэ (KIT), разработана специальная конструкция малогабаритного плавителя (VEK) с оригинальным сливным устройством, позволяющим пропускать осадки соединений благородных металлов без их задержки в донной части плавителя, который можно рассматривать в качестве прототипа заявляемого изобретения [Roth G., Weisenburger S. Vitrification of high-level liquid waste: glass chemistry, process chemistry and process technology. Nuclear Engineering and Design, 202, 2000, 197-207]. Данный плавитель представляет собой вертикальный аппарат, стекловаренный бассейн которого выполнен из хромоксидсодержащей керамики. Электроэнергия подается через одну пару основных электродов, изготовленных из хромоникелевого сплава. В верхнюю часть плавителя дозируют раствор радиоактивных отходов и сухую стеклофриту, слив расплава боросиликатного стекла происходит через донное сливное устройство с индукционным нагревом фильеры из жаростойкого хромоникелевого сплава. Особая его конструкция позволяет сливать вместе со стеклом осадки благородных металлов, избегая их накопления в донной части плавителя.To eliminate such problems at the Karlsruhe Institute for Nuclear Technology (KIT), a special design of a small-sized melter (VEK) with an original drain device has been developed that allows the precipitation of precious metal compounds to pass through without delaying them in the bottom of the melter, which can be considered as a prototype of the claimed inventions [Roth G., Weisenburger S. Vitrification of high-level liquid waste: glass chemistry, process chemistry and process technology. Nuclear Engineering and Design, 202, 2000, 197-207]. This melter is a vertical apparatus, the glass-melting basin of which is made of chromium oxide-containing ceramics. Electricity is supplied through one pair of main electrodes made of chromium-nickel alloy. A solution of radioactive waste and dry glass frite is dosed into the upper part of the melter, the melt of borosilicate glass is drained through a bottom drain device with induction heating of a die made of a heat-resistant chromium-nickel alloy. Its special design allows precipitation of precious metals to be discharged together with the glass, avoiding their accumulation in the bottom of the melter.
Недостатком данного изобретения является сложная многоэлементная конструкция огнеупорной кладки (около 150 элементов, образующих многослойную конструкцию, из 12 различных марок огнеупорных и теплоизоляционных материалов), что повышает трудоемкость и стоимость изготовления электропечи, а также невысокая производительность печи по потоку перерабатываемых ЖРО и стеклу (10,0 л/ч и 7,0 кг/ч, соответственно).The disadvantage of this invention is the complex multi-element design of the refractory masonry (about 150 elements forming a multilayer structure, of 12 different brands of refractory and heat-insulating materials), which increases the labor intensity and cost of manufacturing an electric furnace, as well as the low productivity of the furnace in the flow of processed LRW and glass (10, 0 l / h and 7.0 kg / h, respectively).
Технической задачей изобретения является повышение технологичности изготовления огнеупорной кладки, увеличение производительности электропечи до 20 л/ч по ЖРО и 15 кг/ч по стеклу, удлинение эксплуатационного ресурса печи путем установки дополнительного стерегущего слоя огнеупорной засыпки, который защищает от протечки расплава.The technical objective of the invention is to improve the manufacturability of the manufacture of refractory masonry, increase the productivity of the electric furnace up to 20 l / h for liquid radioactive waste and 15 kg / h for glass, lengthen the operating life of the furnace by installing an additional guarding layer of refractory backfill, which protects against melt leakage.
Указанная задача решается тем, что огнеупорная кладка собирается из меньшего количества элементов, выполненных из двух-трех основных типов огнеупоров (не считая электроизоляционных вставок и других небольших элементов).This problem is solved by the fact that the refractory masonry is assembled from a smaller number of elements made of two or three basic types of refractories (not counting electrical insulating inserts and other small elements).
1. Огнеупорные блоки, непосредственно контактирующие с расплавом, изготовлены из стойкого к расплаву материала (бакор, плавленолитой хромоксидсодержащий огнеупор, спеченный хромоксидсодержащий огнеупор и т.п.). Конструктивно схожие с прототипом, несколько рядов в вертикальном направлении (от 6 до 8), каждый ряд разбит на сектора (от 4 до 12).1. Refractory blocks in direct contact with the melt are made of melt-resistant material (bacor, fused-cast chromium oxide-containing refractory, sintered chromium oxide-containing refractory, etc.). Structurally similar to the prototype, several rows in the vertical direction (from 6 to 8), each row is divided into sectors (from 4 to 12).
2. Слой огнеупорной засыпки.2. A layer of refractory backfill.
3. Металлическая обечайка.3. Metal shell.
Далее у предлагаемой конструкции, как и у прототипа, идет слой теплоизоляции. Далее расположен внешний металлический корпус.Further, the proposed design, like the prototype, has a layer of thermal insulation. Next is the outer metal case.
При необходимости увеличения устойчивости кладки к коррозионному действию расплава стекла и, соответственно, срока эксплуатации плавителя, между 1 и 2 слоями огнеупора дополнительно размещается слой огнеупорных блоков с перекрытием швов между блоками слоя 1.If it is necessary to increase the resistance of the masonry to the corrosive action of the glass melt and, accordingly, the service life of the melter, a layer of refractory blocks is additionally placed between 1 and 2 layers of refractory with overlapping seams between the blocks of
Увеличение производительности достигается увеличением объема ванны печи (высоты и диаметра). При этом для обеспечения необходимой плотности тока по всему объему ванны устанавливаются вдоль вертикальной оси дополнительно одна-две пары основных электродов.The increase in productivity is achieved by increasing the volume of the furnace bath (height and diameter). At the same time, to ensure the required current density throughout the bath volume, one or two additional pairs of main electrodes are installed along the vertical axis.
Таким образом, в результате реализации предлагаемого изобретения обеспечивается улучшение заявленных характеристик относительно прототипа: производительность возрастает в 1,5-2,0 раза, количество элементов огнеупорной кладки уменьшается в 1,6 раза, дополнительный стерегущий слой огнеупорной засыпки защищает от протечки расплава и удлиняет срок службы печи. Схема плавителя представлена на фиг.Thus, as a result of the implementation of the proposed invention, an improvement in the declared characteristics relative to the prototype is provided: productivity increases 1.5-2.0 times, the number of refractory masonry elements decreases 1.6 times, an additional guarding layer of refractory backfill protects against melt leakage and lengthens the period oven service. A schematic of the melter is shown in Fig.
Малогабаритный удаляемый плавитель представляет собой стекловаренную печь прямого электрического нагрева в вертикальном исполнении цилиндрической формы с огнеупорной кладкой (14), помещенной в металлическую обечайку (13) с засыпкой пространства между обечайкой и кладкой шамотно-кварцевым порошком (12). Огнеупорная кладка состоит из восьми последовательно установленных уровней, каждый из которых собран из 12 секторов - шамотных блоков различной формы (14). Пять уровней включают в себя электроды (15), которые устанавливаются в процессе сборки соответствующего уровня. Между блоками тигля и электродами уложена кремнеземная ткань.The small-sized removable melter is a glass-making furnace of direct electric heating in a vertical cylindrical design with refractory masonry (14) placed in a metal shell (13) with filling the space between the shell and the masonry with chamotte-quartz powder (12). Refractory masonry consists of eight sequentially established levels, each of which is assembled from 12 sectors - fireclay blocks of various shapes (14). Five levels include electrodes (15), which are installed during assembly of the corresponding level. A silica cloth is placed between the crucible blocks and the electrodes.
Обечайка закрыта волокнистым огнеупорным термоизолятором (стекловолокном) (8, 10) и наружным металлическим корпусом (9). Процесс плавления стекла происходит в огнеупорном бассейне из плавленолитых или керамических блоков.The shell is closed with a fibrous refractory thermal insulator (glass fiber) (8, 10) and an outer metal casing (9). The glass melting process takes place in a refractory pool made of fused-cast or ceramic blocks.
Электроды (15) представляют собой металлические изделия сложной формы, выполненные из жаростойкого сплава. Электроды (15) размещены попарно по высоте плавильной ванны. Парные электроды (15) имеют одинаковую конструкцию и располагаются на одной оси друг относительно друга. Все электроды (15) охлаждаются воздухом через внутренние полости.The electrodes (15) are metal products of complex shape made of a heat-resistant alloy. The electrodes (15) are placed in pairs along the height of the melting bath. Paired electrodes (15) have the same design and are located on the same axis relative to each other. All electrodes (15) are air cooled through the internal cavities.
Перекрытие тигля сформировано из трех шамотных плит (11), собранных на едином подвесе (подвесная плита) (11). Сверху - металлическая крышка (6). В перекрытии и крышке предусмотрены шесть основных проходок - три для засыпки стеклофриты (4), проходка для дозирования раствора (1), установки термопар (3) и размещения газохода (7) и технологические проходки (5). На период запуска в своде тигля имеется шесть дополнительных проходок для размещения стартовых нагревателей (SiC) (2).The crucible cover is formed of three fireclay plates (11) assembled on a single suspension (suspension plate) (11). Top - metal cover (6). There are six main penetrations in the ceiling and the cover - three for filling glass frit (4), a penetration for dosing the solution (1), installation of thermocouples (3) and placement of a gas duct (7) and technological penetrations (5). During the start-up period, there are six additional penetrations in the crucible roof to accommodate starting heaters (SiC) (2).
Узел донного слива предназначен для порционного или полного слива стекломассы.The bottom drain unit is designed for batch or complete drainage of the molten glass.
Узел донного слива состоит из следующих основных частей:The bottom drain unit consists of the following main parts:
- донный электрод с фильерой (18);- bottom electrode with a die (18);
- индуктор (20);- inductor (20);
- система индукционного нагрева.- induction heating system.
Между четвертой парой электродов (15) и пятой парой электродов (15) располагается проставка из шамота (16). Также проставка из огнеупорного блока (19) располагается между пятой парой электродов и индуктором (19).Between the fourth pair of electrodes (15) and the fifth pair of electrodes (15) there is a fireclay spacer (16). Also, a refractory block spacer (19) is located between the fifth pair of electrodes and the inductor (19).
Основание плавителя (17) располагается на металлической опорной раме. Поверх основания уложен слой теплоизоляционного картона (далее - картона) (21), и металлическое дно печи.The base of the melter (17) is located on a metal support frame. A layer of heat-insulating cardboard (hereinafter - cardboard) (21) and a metal bottom of the furnace are laid on top of the base.
Корпус смонтирован в основании электропечи. В центральной части корпуса располагается сливная фильера, вокруг которой располагается медный водоохлаждаемый индуктор, надежно закрепленный в корпусе, подключенный к системе индукционного нагрева и системе водяного охлаждения. В торце корпуса имеется отверстие, позволяющее вести визуальное наблюдение за сливом стекломассы. В нижней части корпуса располагается сливная фильера.The body is mounted in the base of the electric furnace. In the central part of the body there is a drain die, around which there is a water-cooled copper inductor, securely fixed in the body, connected to the induction heating system and the water cooling system. There is a hole in the end of the body, which allows visual observation of the pouring of the molten glass. A drain die is located in the lower part of the body.
В перекрытии электропечи установить питатель-смеситель для смешивания и подачи исходного раствора с этиленгликолем.Install a mixer feeder in the ceiling of the electric furnace for mixing and supplying the initial solution with ethylene glycol.
Разогрев расплава и варка стекла происходит путем подачи переменного электрического тока промышленной частоты в расплав через три пары электродов. Далее, после разогрева донной части плавителя, подключается четвертая пара электродов. Для проведения слива включается индуктор. Слив стекломассы осуществляется через фильеру. Закрытие слива обеспечивается «заморозкой» стекла в канале фильеры, открытие - расплавлением стеклянной пробки при включении индуктора с помощью системы индукционного нагрева.Heating of the melt and glass melting occurs by supplying an alternating electric current of industrial frequency to the melt through three pairs of electrodes. Further, after warming up the bottom of the melter, the fourth pair of electrodes is connected. The inductor is switched on for draining. The molten glass is drained through a die. The drain is closed by "freezing" the glass in the die channel, opening by melting the glass plug when the inductor is turned on using the induction heating system.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138393U RU205723U1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Device for vitrification of radioactive waste |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020138393U RU205723U1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Device for vitrification of radioactive waste |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU205723U1 true RU205723U1 (en) | 2021-07-30 |
Family
ID=77197038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020138393U RU205723U1 (en) | 2020-11-23 | 2020-11-23 | Device for vitrification of radioactive waste |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU205723U1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1581708A1 (en) * | 1989-01-09 | 1990-07-30 | Г.В.Ратиани, М.В.Грдзелишвили, Ш.А.Мествиришвили, З.Ш.Дабрундашвили, М.И.Джохадзе, С.В.Ходели и В.А.Пиросманишвили | Arrangement for cooling refractory lining of glass-melting oven |
| EP0452176A2 (en) * | 1990-03-23 | 1991-10-16 | Framatome | Process and furnace for treating fusible wastes |
| RU2152653C1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-07-10 | Московское государственное предприятие - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды "Радон" | Cooled induction melter apparatus for vitrifying liquid radioactive wastes |
| RU36561U1 (en) * | 2003-11-03 | 2004-03-10 | Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Water-cooled induction melter crucible for vitrification of radioactive waste |
| RU101444U1 (en) * | 2009-03-23 | 2011-01-20 | Российская Федерация в лице Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом" | ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE |
-
2020
- 2020-11-23 RU RU2020138393U patent/RU205723U1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1581708A1 (en) * | 1989-01-09 | 1990-07-30 | Г.В.Ратиани, М.В.Грдзелишвили, Ш.А.Мествиришвили, З.Ш.Дабрундашвили, М.И.Джохадзе, С.В.Ходели и В.А.Пиросманишвили | Arrangement for cooling refractory lining of glass-melting oven |
| EP0452176A2 (en) * | 1990-03-23 | 1991-10-16 | Framatome | Process and furnace for treating fusible wastes |
| RU2152653C1 (en) * | 1998-12-23 | 2000-07-10 | Московское государственное предприятие - объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды "Радон" | Cooled induction melter apparatus for vitrifying liquid radioactive wastes |
| RU36561U1 (en) * | 2003-11-03 | 2004-03-10 | Министерство Российской Федерации по атомной энергии | Water-cooled induction melter crucible for vitrification of radioactive waste |
| RU101444U1 (en) * | 2009-03-23 | 2011-01-20 | Российская Федерация в лице Государственной корпорации по атомной энергии "Росатом" | ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100582424B1 (en) | Skull melting furnace for melting or refining minerals | |
| GB2224106A (en) | A melting furnace for treating wastes and a heating method for the same | |
| EP0137579A2 (en) | Joule melter for the processing of radioactive wastes | |
| RU205723U1 (en) | Device for vitrification of radioactive waste | |
| JPH02306200A (en) | Electric melting furnace for solidifying waste matter | |
| KR101243198B1 (en) | Melter having a gas injection device | |
| CN102384646A (en) | Crucible, furnace body and crucible resistor furnace for realizing internally heating | |
| Chapman et al. | Electric melting of nuclear waste glasses state of the art | |
| RU2177132C1 (en) | Melting furnace | |
| CN100595507C (en) | A magnesium alloy melting pool type crucible resistance furnace | |
| KR100822285B1 (en) | Glass melting device | |
| RU84842U1 (en) | ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE | |
| CN203393204U (en) | Oxygen-enriched reduction furnace used for treating low-grade multi-metal materials | |
| Sakai et al. | Comparison of advanced melting process for HLW vitrification, Joule-heated ceramic-lined melter (JHCM) and cold-crucible induction melter (CCIM) | |
| KR100790788B1 (en) | Continuous Glass Melting Furnace | |
| US2923754A (en) | Method and apparatus for manufacturing synthetic mica | |
| RU128302U1 (en) | MELTING BLOCK WITH A SECTIONAL COLD TIGLE FOR Smelting active refractory metals and their alloys | |
| RU120278U1 (en) | MELTING UNIT FOR PROCESSING SOLID RADIOACTIVE WASTE | |
| RU2737663C1 (en) | Induction furnace with cold crucible for vitrification of hlw | |
| RU2157795C1 (en) | Method and apparatus for preparing melt silicate | |
| RU36561U1 (en) | Water-cooled induction melter crucible for vitrification of radioactive waste | |
| RU220188U1 (en) | Gas-electric electrolysis bath for producing aluminum from alumina | |
| RU2780195C1 (en) | Induction vitrification furnace for high level waste | |
| CN200989728Y (en) | Magnesium alloy molten bath type crucible resistor furnace | |
| SU1344744A2 (en) | Electric skull-type glass=making furnace |