RU27731U1 - DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE - Google Patents
DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE Download PDFInfo
- Publication number
- RU27731U1 RU27731U1 RU2002117780/20U RU2002117780U RU27731U1 RU 27731 U1 RU27731 U1 RU 27731U1 RU 2002117780/20 U RU2002117780/20 U RU 2002117780/20U RU 2002117780 U RU2002117780 U RU 2002117780U RU 27731 U1 RU27731 U1 RU 27731U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- separator
- radioactive waste
- pipe
- evaporator
- liquid radioactive
- Prior art date
Links
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 title claims description 29
- 238000004017 vitrification Methods 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 3
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000156 glass melt Substances 0.000 description 3
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- 240000006240 Linum usitatissimum Species 0.000 description 1
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 1
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
Устройство для остекловывания жидких радиоактивных отходовVitrification apparatus for liquid radioactive waste
Заявляемая полезная модель относится к области охраны окружающей среды, а именно к устройствам для обезвреживания жидких радиоактивных отходов (ЖРО) путем их фиксации в стеклоподобные матрицы.The inventive utility model relates to the field of environmental protection, and in particular to devices for the disposal of liquid radioactive waste (LRW) by fixing them into glass-like matrices.
Известны устройства, в которых осуществляют процессы остекловывания ЖРО в одну или в две стадии.Known devices in which the processes of vitrification of LRW in one or two stages.
В одностадийном процессе все операции обработки ЖРО осуществляют в одном аппарате - плавителе что весьма существенно при обращении с радиоактивными продуктами. В данном аппарате - плавителе ЖРО последовательно обезвоживаются, соли разлагаются до оксидов, которые расплавляются и входят в состав стекломассы. (Фосфатные стекла с радиоактивными отходами. Под ред. А.А. Вашмана и А.С. Полякова, М.,ЦНИИатоминформ, 1997, стр.10).In a single-stage process, all LRW processing operations are carried out in one apparatus - a melter, which is very important when handling radioactive products. In this apparatus, the LRW melter is sequentially dehydrated, the salts decompose to oxides, which melt and are part of the molten glass. (Phosphate glasses with radioactive waste. Edited by A.A. Vashman and A.S. Polyakov, M., TsNIIatominform, 1997, p. 10).
При одностадийной обработке ЖРО необходимо иметь развитую поверхность стекломассы, чтобы испарить большое количество воды из ЖРО. Недостатком аналога является то, что промышленные плавители данного типа имеют большие габариты при том, что проблема утилизации отработавших плавителей в настоящее время в России не разрешена.In a single-stage treatment of LRW, it is necessary to have a developed surface of the glass melt in order to evaporate a large amount of water from the LRW. A disadvantage of the analogue is that industrial melters of this type have large dimensions, while the problem of disposal of spent melters is currently not resolved in Russia.
Известна установка для остекловывания ЖРО, в которой операции первой стадии осуществляют в сушилке, а на второй стадии остекловывание полученных продуктов осуществляют в отдельном аппарате - плавителе (заявка Японии № 60-24440, кл.С21Р 9/16, 1985). Первую стадию процесса предложено осуществлять либо в распылительной сушилке, либо в трубчатой вращающейся печи.A known installation for vitrification of LRW, in which the operations of the first stage is carried out in a dryer, and in the second stage, the vitrification of the products is carried out in a separate apparatus - melter (Japanese application No. 60-24440, class C21P 9/16, 1985). The first stage of the process is proposed to be carried out either in a spray dryer or in a tubular rotary kiln.
Недостатком распылительной сушилки являются ее большие габариты при промышленной производительности. Вращающаяся трубчатая печь со свободным стержнем внутри рабочего пространства, как и всякие движущиеся механизмы, мало пригодна для использования в зоне высокого уровня радиоактивности из-за ограниченного ресурса, сложности обслуживания, демонтажа и утилизации.The disadvantage of the spray dryer is its large dimensions with industrial productivity. A rotary tube furnace with a free core inside the workspace, like any moving mechanisms, is not suitable for use in the zone of high levels of radioactivity due to limited resource, complexity of maintenance, dismantling and disposal.
Предложенное в патенте РФ №2115182, кл.021Р 9/16, 1997 устройство для остекловывания РАО содержит аппарат обезвоживания - вертикальный роторный концентратор (ВРК).The device for vitrification of radioactive waste proposed in the patent of the Russian Federation No. 2115182, class 021P 9/16, 1997 contains a dehydration apparatus — a vertical rotor concentrator (VRK).
Недостатками ВРК являются малый ресурс в условиях высоких полей радиации, невысокая степень обезвоживания ЖРО.The drawbacks of the WRC are a small resource in conditions of high radiation fields, a low degree of dehydration of LRW.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемой полезной модели является устройство для остекловывания ЖРО, описанное в докладе (А.В. Демин и др., Использование метода индукционного нагрева в холодном тигле для отверждения высокоаюивных отходов. Труды международной конференции MRS-2000, Сидней). В данном устройстве испаритель и сепаратор концентрированной и парогазовой фаз объединены в одном корпусе. Цилиндрический сепаратор расположен внутри основного корпуса испарителя, что делает аппарат весьма компактным. В кольцевом пространстве аппаратаThe closest in technical essence to the claimed utility model is the LRW vitrification device described in the report (A.V. Demin et al., Use of the induction heating method in a cold crucible for solidification of highly fuels waste. Proceedings of the international conference MRS-2000, Sydney). In this device, the evaporator and separator of the concentrated and combined-gas phases are combined in one housing. A cylindrical separator is located inside the main body of the evaporator, which makes the apparatus very compact. In the annular space of the apparatus
между наружным корпусом и сепаратором расположен спиральный трубчатый змеевик, в который непрерывно подают ЖРО, а в кольцевое пространство подают теплоноситель - водяной пар под давлением. Один конец змеевика сообщен с емкостью исходных ЖРО, а другой конец змеевика выведен в нижнюю часть сепаратора. Сепаратор нижней частью сообщен с плавителем, а верхней частью - с конденсатором паров воды и азотной кислоты. В сепараторе происходит отделение концентрата ЖРО от паров. Концентрат, являющийся текучим плавом солей с влажностью порядка 20%, стекает в плавитель, где происходит окончательное обезвоживание, разложение солей, плавление и образование стекломассы. Парогазовая фаза проходит в сепараторе снизу вверх, отделяясь при этом от капелек плава, и через паропровод поступает в конденсатор.Between the outer casing and the separator there is a spiral tubular coil, into which LRW is continuously supplied, and a coolant is supplied to the annular space - water vapor under pressure. One end of the coil is in communication with the capacity of the initial LRW, and the other end of the coil is brought to the bottom of the separator. The separator is connected with the bottom with the melter, and with the top with the condenser of water vapor and nitric acid. In the separator, LRW concentrate is separated from the vapors. The concentrate, which is a fluid melt of salts with a moisture content of about 20%, flows into the melter, where the final dehydration, decomposition of salts, melting and formation of glass melt take place. The vapor-gas phase passes in the separator from the bottom up, being separated from the droplets of the melt, and through the steam pipe enters the condenser.
Достоинством данного устройства является его компактность, высокая удельная производительность по испаряемой влаге, отсутствие движущихся механизмов, возможность дистанционного демонтажа и удаления на утилизацию в стандартном защитном контейнере.The advantage of this device is its compactness, high specific productivity for evaporated moisture, the absence of moving mechanisms, the possibility of remote dismantling and disposal for disposal in a standard protective container.
Недостатком прототипа является необходимость периодической очистки поверхности сепаратора от осевших на ней и высохших капель плава ЖРО. В течение нескольких часов непрерывной работы на стенках сепаратора образуется слой твердого осадка, который уменьшает площадь поперечного сечения сепаратора. В результате скорость парогазового потока в сепараторе увеличивается и как следствие увеличивается количество уносимого парогазовым потоком в конденсатор продукта, что нежелательно. Приходится периодически останавливать основной процесс для очистки сепаратора.The disadvantage of the prototype is the need for periodic cleaning of the surface of the separator from deposited on it and dried drops of LRW melt. For several hours of continuous operation, a solid sediment layer forms on the walls of the separator, which reduces the cross-sectional area of the separator. As a result, the speed of the gas-vapor flow in the separator increases and, as a result, the amount of product carried away by the gas-vapor flow to the condenser increases, which is undesirable. It is necessary to periodically stop the main process for cleaning the separator.
Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является создание устройства для остекловывания РАО, которое позволит обеспечить непрерывную работу, увеличить общую производительность, повысить безопасность работы.The task to which the proposed utility model is directed is the creation of a device for vitrification of radioactive waste, which will ensure continuous operation, increase overall productivity, and improve operational safety.
Эта задача решается тем, что устройство для остекловывания ЖРО включает узел подготовки ЖРО, прямоточный концентратор ЖРО, плавитель стекломассы, приемник стекломассы, узел газоочистки, систему трубопроводов, дистанционных разъемов и арматуры, причем прямоточный концентратор состоит из дистанционно разделенных прямоточного испарителя и сепаратора концентрированной и парогазовой фаз, испаритель выполнен из последовательно соединенных секций «труба в трубе, вход первой секции соединен с емкостью ЖРО, а выход последней секции по касательной введен в сепаратор, который представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с полусферической крышкой и наружной рубашкой водяного охлаждения, внутри корпуса сепаратора расположен кольцеобразный карман с патрубком для сбора конденсата. Сепаратор расположен над плавителем и соединен парогазоподводом с узлом газоочистки.This problem is solved in that the device for vitrification of LRW includes a LRW preparation unit, a direct-flow LRW concentrator, a glass melter, a glass melt receiver, a gas purification unit, a piping system, remote connectors and valves, and a direct-flow concentrator consists of a remotely separated direct-flow evaporator and a concentrated and combined-gas separator phases, the evaporator is made of series-connected sections "pipe in pipe, the input of the first section is connected to the LRW capacity, and the output of the last section is tangent Flax introduced into the separator which is a vertical cylindrical body with a hemispherical cover and the outer water cooling jacket, within the housing of the separator is an annular pocket with a pipe for collecting condensate. The separator is located above the melter and is connected by steam and gas supply to the gas treatment unit.
Внутри сепаратора дополнительно размещены трубчатый спиральный конденсатор паров и разделительный конус, в который по касательной введен патрубок испарителя.An additional tubular spiral vapor condenser and a separation cone are placed inside the separator, into which the evaporator pipe is introduced tangentially.
На фиг. 1 изображена схема предлагаемого усгройсгва, на фиг. 2 изображена схема устройства с конденсатором паров, где: 1 - прямоточный испаритель; 2 - сепаратор; 3 - змеевик; 4 - плавитель; 5 - рубашка охлаждения; 6 - трубопровод подачи ЖРО; 7 - трубопровод подачи греющего пара; 8ч-9 - трубопроводы входа и выхода охлаждающей воды; 10 - трубопровод для концентрированной фазы;In FIG. 1 shows a diagram of the proposed ugroysgva, in FIG. 2 shows a diagram of a device with a vapor condenser, where: 1 - direct-flow evaporator; 2 - separator; 3 - coil; 4 - a melter; 5 - cooling shirt; 6 - LRW supply pipeline; 7 - heating steam supply pipe; 8ch-9 - cooling water inlet and outlet pipelines; 10 - pipeline for the concentrated phase;
11 - трубопровод выхода парогазовой фазы; 12 - трубопровод выхода конденсата ЖРО; 13 - дистанционный разъем; 14 - кольцеобразный карман; 15 - разделительный конус; 16 -трубопровод выхода парового конденсата.11 - pipeline exit of the vapor-gas phase; 12 - LRW condensate outlet pipe; 13 - remote connector; 14 - an annular pocket; 15 - dividing cone; 16 - steam condensate outlet pipe.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. ЖРО через трубопровод (6) нагнетают во внутреннюю трубу прямоточного испарителя (1). Во внешнюю трубу испарителя через трубу (7) подают водяной пар при температуре 110-160 °С, а паровой конденсат выходит через трубу (16). ЖРО последовательно проходят по секциям испарителя, превращаясь в смесь концентрата (плава) и парогазовую фазу, которая через дистанционный разъем (13) поступает из испарителя в сепаратор (2). В сепараторе происходит разделение концентрата и пара. Концентрат (10) стекает в плавитель (4), а парогазовая фаза поднимается вверх по испарителю и через трубу (11) поступает в систему газоочистки.The proposed device operates as follows. LRW through the pipeline (6) is pumped into the inner pipe of a once-through evaporator (1). Water vapor is supplied to the outer pipe of the evaporator through the pipe (7) at a temperature of 110-160 ° С, and steam condensate leaves through the pipe (16). LRW pass sequentially through the sections of the evaporator, turning into a mixture of concentrate (melt) and the vapor-gas phase, which through the remote connector (13) flows from the evaporator to the separator (2). In the separator, separation of the concentrate and steam occurs. The concentrate (10) flows into the melter (4), and the vapor-gas phase rises up the evaporator and enters the gas purification system through the pipe (11).
На внутренней стенке сепаратора, температуру которой поддерживают 80-90 °С подачей в рубашку (5) через трубу (8) охлаждающей воды, происходит частичная (1-5 %) конденсация водяного пара и азотной кислоты. Конденсат стекает по внутренней поверхности сепаратора и смывает осевшие на ней частицы плава в кольцевой карман (14) и далее через трубу (12) в сборник конденсата. Нагретая вода выходит из рубашки через трубу (9). Основная часть парогазовой фазы поступает из сепаратора в систему газоочистки (11).On the inner wall of the separator, the temperature of which is maintained at 80-90 ° С by supplying cooling water to the jacket (5) through the pipe (8), partial (1-5%) condensation of water vapor and nitric acid occurs. Condensate flows down the inner surface of the separator and flushes particles of fusion deposited on it into the annular pocket (14) and then through the pipe (12) into the condensate collector. Heated water exits the shirt through the pipe (9). The main part of the vapor-gas phase comes from the separator to the gas treatment system (11).
В устройстве (см. фиг 2) разделение концентрата и паров происходит в разделительном конусе (15), а основная часть паров конденсируется на змеевике (3). Конденсат растворяет частицы плава, осевшие на змеевике, стекает в кольцевой карман и далее поступает в сборник конденсата. Оставшаяся часть паров вместе с неконденсирующимися газами выходит изIn the device (see FIG. 2), the separation of the concentrate and the vapor occurs in the separation cone (15), and the bulk of the vapor condenses on the coil (3). The condensate dissolves the particles of the melt deposited on the coil, flows into the annular pocket and then enters the condensate collector. The remainder of the vapor, along with non-condensable gases, escapes
сепаратора через паропровод в узел газоочистки. Применение внутри сепаратора разделительного конуса и охлаждаемого змеевика обеспечивает лучшие условия разделения концентрированной и парогазовой фаз, однако, устройство по данному варианту сложнее по конструкции. Сравнительная опытная проверка предлагаемого устройства и прототипа проводилась при остекловывании имитаторов ЖРО на стенде 2-х стадийного остекловывания. Результаты испытаний приведены в таблице.separator through the steam line to the gas treatment unit. The use of a separating cone and a cooled coil inside the separator provides better conditions for the separation of concentrated and vapor-gas phases, however, the device according to this option is more complicated in design. A comparative experimental verification of the proposed device and prototype was carried out during vitrification of LRW simulators at a 2-stage vitrification stand. The test results are shown in the table.
ТаблицаTable
Испытания показали преимущества предлагаемого устройства. По сравнению с прототипом снижается унос радиоактивных продуктов в систему газоочистки в начале процесса в 1,6 раза и через 8 часов в 10 раз.Tests have shown the advantages of the proposed device. Compared with the prototype, the entrainment of radioactive products into the gas treatment system is reduced by 1.6 times at the beginning of the process and 10 times after 8 hours.
Унос радиоактивности в устройстве-прототипе в процессе испытаний возрастал вследствие зарастания сепаратора высохшими солями отходов. По мере зарастания сепаратора возрастала скорость движения парогазовой фазыThe ablation of radioactivity in the prototype device during testing increased due to overgrowth of the separator by dried waste salts. As the separator overgrown, the speed of the vapor-gas phase increased
в сепараторе с 1,0 до 2,1 м/с, что обусловило повышенный унос продукта. Через 8 часов унос достигал недопустимой величины 5 %, и требовалась остановка процесса для очистки сепаратора от возгонов.in the separator from 1.0 to 2.1 m / s, which led to increased entrainment of the product. After 8 hours, the ablation reached an unacceptable value of 5%, and a process stop was required to clean the separator from sublimates.
В предлагаемом устройстве зарастания сепаратора не происходит вследствие того, что возгоны непрерывно смываются со стенок сепаратора конденсирующейся влагой. В результате снижается унос радиоактивности в систему газоочистки и не требуется периодическая остановка процесса для очистки сепаратора, повышается безопасность работы. В результате общая производительность установки увеличивается на 10-20 %.In the proposed device, the separator does not overgrow due to the fact that the sublimates are continuously washed off from the walls of the separator by condensing moisture. As a result, the entrainment of radioactivity into the gas purification system is reduced, and a periodic shutdown of the process for cleaning the separator is not required, and the operation safety is increased. As a result, the overall productivity of the installation increases by 10-20%.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002117780/20U RU27731U1 (en) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002117780/20U RU27731U1 (en) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU27731U1 true RU27731U1 (en) | 2003-02-10 |
Family
ID=37058176
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002117780/20U RU27731U1 (en) | 2002-07-08 | 2002-07-08 | DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU27731U1 (en) |
-
2002
- 2002-07-08 RU RU2002117780/20U patent/RU27731U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5221523A (en) | Contaminant control system for natural gas dehydration | |
| KR101288716B1 (en) | Device for extracting heat from gas and for recovering condensates | |
| CN113663452A (en) | A kind of treatment method of arsenic-containing flue gas | |
| CN107890734B (en) | Waste gas takes off white purification device | |
| US3942330A (en) | Gas drying apparatus and method | |
| NO165380B (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR A CLEANING A HOT GAS FLOW CONTAINING POLLUTIONS. | |
| RU27731U1 (en) | DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE | |
| CN207811480U (en) | The total system of oil thermal recovery high temperature flue-gas from boiler and oil field high-salt wastewater | |
| CN107129089B (en) | Water purifying equipment | |
| CN106621434B (en) | The process and device of nitric acid recycling in a kind of uranium-bearing waste liquid | |
| CN201999748U (en) | Titanium tetrachloride rough-distillation device | |
| CN204034685U (en) | A kind of steam Quick-pressurizing heating is except water purification installation | |
| CN209685351U (en) | A kind of high-salt wastewater processing system | |
| CN211400882U (en) | Device for eliminating phenol-containing tar-containing condensed water precipitation of producer gas conveying system | |
| CN115820296A (en) | Waste mineral oil recovery processing system | |
| CN208649030U (en) | One kind containing chlorine, fluorine-containing liquid waste treatment system | |
| CN211651297U (en) | Steam heating device for pretreatment of high-corrosivity dangerous waste | |
| CN219462535U (en) | Combined treatment system for aluminum melting furnace flue gas and rolling mill waste emulsion | |
| CN205773869U (en) | A kind of water treatment facilities | |
| CN218636642U (en) | Vacuum extractor of raw oil fractionation system | |
| CN220213954U (en) | Automatic purification apparatus for producing of acetone | |
| CN211575143U (en) | Polyester tail gas incineration device | |
| CN106730960A (en) | A kind of high-efficiency steam recycling type triple effect falling film evaporator | |
| CN215480760U (en) | High-temperature gas purification and recovery equipment | |
| CN104128140B (en) | Dewatering and purifying device adopting rapid steam pressurizing and heating |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20050709 |