[go: up one dir, main page]

RU27731U1 - DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE - Google Patents

DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE Download PDF

Info

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
Application number
RU2002117780/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.В. Демин
А.Т. Агеенков
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара"
Министерство Российской Федерации по атомной энергии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара", Министерство Российской Федерации по атомной энергии filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт неорганических материалов им. акад. А.А.Бочвара"
Priority to RU2002117780/20U priority Critical patent/RU27731U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU27731U1 publication Critical patent/RU27731U1/en

Links

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)

1. Устройство для остекловывания жидких радиоактивных отходов, включающее узел подготовки жидких радиоактивных отходов, прямоточный концентратор жидких радиоактивных отходов, плавитель стекломассы, приемник стекломассы, узел газоочистки, систему трубопроводов, дистанционных разъемов и арматуры, отличающееся тем, что прямоточный концентратор состоит из дистанционно разделяемых прямоточного испарителя и сепаратора концентрированной и парогазовой фаз, расположенного над плавителем и соединенного парогазопроводом с узлом газоочистки, испаритель выполнен из последовательно соединенных секций типа "труба в трубе", вход первой секции соединен с емкостью жидких радиоактивных отходов, выход последней секции по касательной введен в сепаратор, который представляет собой вертикальный цилиндрический корпус с полусферической крышкой и наружной рубашкой водяного охлаждения, внутри которого расположен кольцеобразный карман с патрубком для сбора конденсата.1. A device for vitrification of liquid radioactive waste, including a unit for preparing liquid radioactive waste, a direct-flow concentrator of liquid radioactive waste, a glass melter, a glass melter receiver, a gas cleaning unit, a piping system, remote connectors and fittings, characterized in that the direct-flow concentrator consists of a remotely-separated direct-flow an evaporator and a separator of concentrated and vapor-gas phases located above the melter and connected by a steam-gas pipeline to a gas purification unit , the evaporator is made of series-connected sections of the pipe-in-pipe type, the inlet of the first section is connected to the liquid radioactive waste tank, the output of the last section is tangentially introduced into the separator, which is a vertical cylindrical body with a hemispherical cap and an outer water cooling jacket, inside of which An annular pocket with a condensate collection pipe is located. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри сепаратора дополнительно размещены трубчатый спиральный конденсатор паров и разделительный конус, в который по касательной введен патрубок испарителя.
Figure 00000001
2. The device according to claim 1, characterized in that the tubular spiral vapor condenser and a separation cone are additionally placed inside the separator, into which the evaporator pipe is introduced tangentially.
Figure 00000001
RU2002117780/20U 2002-07-08 2002-07-08 DEVICE FOR GLAZING LIQUID RADIOACTIVE WASTE RU27731U1 (en)

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)

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