[go: up one dir, main page]

RU84842U1 - ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE - Google Patents

ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE Download PDF

Info

Publication number
RU84842U1
RU84842U1 RU2009110424/22U RU2009110424U RU84842U1 RU 84842 U1 RU84842 U1 RU 84842U1 RU 2009110424/22 U RU2009110424/22 U RU 2009110424/22U RU 2009110424 U RU2009110424 U RU 2009110424U RU 84842 U1 RU84842 U1 RU 84842U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
glass
electrodes
molybdenum
radioactive waste
Prior art date
Application number
RU2009110424/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георг Борисович Борисов
Юрий Юрьевич Волчок
Эдуард Михайлович Глаговский
Георгий Юрьевич Зырянов
Михаил Петрович Леонов
Павел Петрович Полуэктов
Татьяна Владимировна Смелова
Станислав Николаевич Филиппов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара"
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 Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" filed Critical Открытое акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара"
Priority to RU2009110424/22U priority Critical patent/RU84842U1/en
Priority to RU2009110424/03K priority patent/RU101444U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU84842U1 publication Critical patent/RU84842U1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P40/00Technologies relating to the processing of minerals
    • Y02P40/50Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Abstract

1. Электростекловаренная печь для остекловывания радиоактивных отходов состоит из корпуса и свода печи, снабженного питателем, в верхней части корпуса расположен газоход, а в боковых стенках размещены электроды, изготовленные из хроммолибденового сплава, корпус выполнен из огнеупорных блоков, формирующих бассейн для варки стекла и накопления стекломассы, и снабжен боковым и придонным узлами плунжерного типа для розлива стекломассы и слива осадка соответственно. ! 2. Электростекловаренная печь по п.1, отличающаяся тем, что электроды изготовлены из хроммолибденового сплава с содержанием 40-45 мас.% молибдена. ! 3. Электростекловаренная печь по п.1, отличающаяся тем, что дно печи выполнено с уклоном 3-5° в сторону придонного узла для слива осадка.1. An electro-glass furnace for vitrification of radioactive waste consists of a body and a roof of the furnace equipped with a feeder, a gas duct is located in the upper part of the body, and electrodes made of chromium-molybdenum alloy are located in the side walls, the body is made of refractory blocks that form a pool for glass melting and accumulation molten glass, and is equipped with side and bottom plunger-type units for pouring molten glass and draining sediment, respectively. ! 2. An electric glass furnace according to claim 1, characterized in that the electrodes are made of a chromium-molybdenum alloy with a content of 40-45 wt.% Molybdenum. ! 3. Electric glass furnace according to claim 1, characterized in that the bottom of the furnace is made with a slope of 3-5 ° towards the bottom unit for draining the sediment.

Description

Полезная модель относится к области обращения с радиоактивными отходами и касается подготовки отходов к хранению в промежуточных хранилищах и захоронению в геологических могильниках путем остекловывания жидких высоко- и среднеактивных отходов в специальных электростекловаренных печах.The utility model relates to the field of radioactive waste management and relates to the preparation of waste for storage in intermediate storages and disposal in geological repositories by vitrification of liquid high- and medium-level waste in special electric glass furnaces.

Известна конструкция электрической стекловаренной печи [Патент РФ №1309504, МПК С03В 5/027], содержащая варочный бассейн, соединенный заглубленным протоком с выработачным бассейном, с порогом и отверстием для слива готового продукта. Поток стекломассы, полученный в зоне варки стекла, перетекает в накопительную зону и выливается в контейнер через узел бокового слива, выполненный в виде водоохлаждаемого металлического плунжера, работающего по принципу открытия-закрытия сливного отверстия. Электродный узел варочной зоны печи включает две электродные группы молибденовых стержней, навинчиваемых на «длинномерные» сварные водоохлаждаемые токоподводы из нержавеющей стали. Токоподводы находятся в контакте с агрессивной печной средой при температуре кладки печи.A known design of an electric glass melting furnace [RF Patent No. 1309504, IPC С03В 5/027], comprising a cooking pool connected by a recessed duct to a production pool, with a threshold and an opening for draining the finished product. The glass melt stream obtained in the glass melting zone flows into the accumulation zone and is poured into the container through the side drain assembly made in the form of a water-cooled metal plunger operating on the principle of opening and closing the drain hole. The electrode assembly of the cooking zone of the furnace includes two electrode groups of molybdenum rods screwed onto "long" welded water-cooled current leads from stainless steel. The current leads are in contact with the aggressive furnace environment at the temperature of the masonry furnace.

Недостатком указанной конструкции является ее сложность и большие габариты, так как печь содержит три зоны с перегородкой и порогом, которые под влиянием потоков стекломассы подвержены интенсивной коррозии и эрозии, вызывающих преждевременный выход печи из строя. Так перегородка и порог после двух лет эксплуатации выходят из строя, что приводит к колебанию уровня стекломассы сливаемой в контейнер, нестабильности электрических параметров работы печи, частым остановкам в работе и отсюда снижению производительности процесса. Электродный узел печи является ненадежным в работе, так как имеет сварные швы, которые подвержены термомеханическим нагрузкам и воздействию конденсатов в процессе остекловывания высокоактивных отходов (ВАО), что после 2-3 лет эксплуатации приводит к коррозии токоподводов и, как следствие, протечкам воды в пространство печи, резко снижая ее производительность. Также недостатком данной печи является невозможность ее вывода из эксплуатации после выработки ресурса, так как в бассейне печи остается большое количество неудаляемого высокоактивного стекла с активностью более одного миллиона Кu а также накапливается радионуклиды благородных металлов, осаждаемых на дне в специальных приямках.The disadvantage of this design is its complexity and large dimensions, since the furnace contains three zones with a partition and a threshold, which under the influence of glass flows are susceptible to intense corrosion and erosion, causing the furnace to fail prematurely. So the partition and the threshold after two years of operation fail, which leads to fluctuations in the level of glass mass being poured into the container, instability of the electrical parameters of the furnace, frequent shutdowns and hence a decrease in the productivity of the process. The electrode assembly of the furnace is unreliable in operation, since it has welds that are subject to thermomechanical loads and condensates during vitrification of highly active waste (HLW), which after 2-3 years of operation leads to corrosion of current leads and, as a result, leakage of water into the space furnace, dramatically reducing its productivity. Another disadvantage of this furnace is the impossibility of decommissioning it after the resource is exhausted, since a large amount of unremovable highly active glass with an activity of more than one million Ku remains in the furnace pool and radionuclides of precious metals are deposited on the bottom in special pits.

Известна электростекловаренная печь для остекловывания жидких высокоактивных отходов, именуемая в дальнейшем керамическим плавителем, входящим в состав установки по переработке отходов Defence Waste Processing Facility (DWPF) в Савана-Ривер (США) [M.J.Plodinec, B.C.Kitchen. 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]. Керамический плавитель DWPF представляет собой цилиндрическую печь. Бассейн выполнен однозонным. В зоне бассейна осуществляют все процессы по получению стекла: варка, осветление, гомогенизация стекломассы и ее розлив. Стекломассу из зоны варки через сливной узел выпускают в контейнер для хранения остеклованных отходов. Электроды выполнены в виде пластин из жаростойкого никельхромового сплава (инконель - 690), размещенных по высоте бассейна керамического плавителя. Узел розлива стекломассы выполнен в виде поднимающегося к верху канала со сливным носиком. Сливной носик узла снабжен нагревательным устройством, предназначенными для нагрева сливаемой струи стекломассы. Для опорожнения бассейна печи от остатков стекла и тугоплавких донных осадков печь снабжена узлом донного слива стекломассы с нагревательным устройством и холодильником.Known is an electric glass furnace for vitrification of liquid high-level waste, hereinafter referred to as a ceramic melter, which is part of the Defense Waste Processing Facility (DWPF) in the Savana River (USA) [M.J. Plodinec, B.C. Kitchen. 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]. DWPF ceramic melter is a cylindrical furnace. The pool is single-zone. In the pool area, all processes for the production of glass are carried out: cooking, clarification, homogenization of glass melt and its bottling. Glass melt from the cooking zone through a drainage unit is released into a container for storing vitrified waste. The electrodes are made in the form of plates of heat-resistant nickel-chrome alloy (Inconel - 690), placed along the height of the ceramic melter pool. The unit for pouring molten glass is made in the form of a channel rising to the top with a drain nose. The drain nozzle of the unit is equipped with a heating device designed to heat the jet of molten glass being drained. For emptying the furnace pool from the remains of glass and refractory bottom sediments, the furnace is equipped with a unit for bottom discharge of molten glass with a heating device and a refrigerator.

Недостатком керамического плавителя является наличие элементов с ограниченным сроком службы (менее 0,5 года) в узлах нагрева сливного носика и донного слива и сложность конструкции донного узла слива стекломассы. Донный узел предназначен для удаления тугоплавкого донного осадка из керамического плавителя. По мнению специалистов США, образование донного осадка в керамическом плавителе является основным фактором, ограничивающим срок службы плавителя, так как тугоплавкий донный осадок имеет более высокую температуру плавления, чем материал электрода (1150°С). Для расплавления донного осадка приходится поднимать температуру в плавителе выше 1150°С, что вызывает интенсивную коррозию электродов.The disadvantage of the ceramic melter is the presence of elements with a limited service life (less than 0.5 years) in the heating units of the drain spout and bottom drain and the complexity of the design of the bottom node for draining the glass melt. The bottom assembly is designed to remove refractory bottom sediment from a ceramic melter. According to US experts, the formation of bottom sediment in a ceramic melter is the main factor limiting the life of the melter, since the refractory bottom sediment has a higher melting point than the electrode material (1150 ° C). To melt the bottom sediment, it is necessary to raise the temperature in the melter above 1150 ° C, which causes intense corrosion of the electrodes.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является упрощение конструкции электростекловаренной печи и повышение срока ее службы.The task to which the proposed utility model is directed is to simplify the design of the electric glass furnace and increase its service life.

Для решения поставленной задачи электростекловаренная печь для остекловывания радиоактивных отходов состоит из корпуса и свода печи, снабженного питателем, в верхней части корпуса расположен газоход, а в боковых стенках размещены электроды, изготовленные из хроммолибденового сплава, корпус выполнен из огнеупорных блоков, формирующих бассейн для варки стекла и накопления стекломассы, и снабжен боковым и придонным узлами плунжерного типа для розлива стекломассы и слива осадка соответственно.To solve this problem, an electroglass vitrification furnace for vitrification of radioactive waste consists of a body and a roof of the furnace equipped with a feeder, a gas duct is located in the upper part of the body, and electrodes made of chrome-molybdenum alloy are placed in the side walls, the body is made of refractory blocks forming a glass melting pool and accumulation of molten glass, and is equipped with lateral and bottom nodes of the plunger type for pouring molten glass and draining sediment, respectively.

В частном варианте электроды изготовлены из хроммолибденового сплава с содержанием 40-45 мас.% молибдена.In a particular embodiment, the electrodes are made of a chromium-molybdenum alloy with a content of 40-45 wt.% Molybdenum.

В другом частном варианте дно печи выполнено с уклоном 3-5 градусов в сторону придонного узла для слива осадка.In another particular embodiment, the bottom of the furnace is made with a slope of 3-5 degrees in the direction of the bottom node for discharge of sediment.

По экспериментальным данным хроммолибденовые сплавы с содержанием 40-45 мас.% молибдена имеют высокую химическую стойкость в расплавах фосфатных и боросиликатных стекол при температурах варки. Например, в расплавах фосфатных стекол с высоким содержанием коррозионноагрессивных оксидов железа и серы хроммолибденовые сплавы имеют высокую коррозионную стойкость, которая составляет 2,6 мм/год, что почти в 30 раз выше стойкости чистого молибдена в аналогичных условиях.According to experimental data, chromium-molybdenum alloys with a content of 40-45 wt.% Molybdenum have high chemical resistance in melts of phosphate and borosilicate glasses at cooking temperatures. For example, in phosphate glass melts with a high content of corrosive iron and sulfur oxides, chromium-molybdenum alloys have high corrosion resistance, which is 2.6 mm / year, which is almost 30 times higher than the resistance of pure molybdenum under similar conditions.

На фигуре представлена электростекловаренная печь для остекловывания радиоактивных отходов, состоящая из корпуса печи 1, выполненного из огнеупорных блоков, формирующих бассейн для варки стекла и накопления стекломассы; свода печи с облицовкой из жаропрочного сплава марки ХН70Ю (ГОСТ 5632-72) 2, газохода 3, питателя 4, электродов из хроммолибденового сплава 5; бокового узла плунжерного типа для розлива стекломассы 6 и придонного узла плунжерного типа для слива осадка 7, плунжеров 8 и сливных желобов 9, электроды снабжены водоохлаждаемыми рубашками 10.The figure shows an electric glass furnace for vitrification of radioactive waste, consisting of a furnace body 1 made of refractory blocks forming a pool for melting glass and the accumulation of glass; the vault of the furnace with a lining made of heat-resistant alloy brand ХН70Ю (GOST 5632-72) 2, gas duct 3, feeder 4, electrodes of chrome-molybdenum alloy 5; lateral node of the plunger type for pouring molten glass 6 and the bottom node of the plunger type for draining sediment 7, plungers 8 and drain troughs 9, the electrodes are equipped with water-cooled jackets 10.

Электростекловаренная печь работает следующим образом.Electroglass furnace operates as follows.

Высокоактивные отходы в смеси со стеклообразователем подают в бассейн корпуса печи 1 через питатель 4, расположенный в своде печи 2 на зеркало расплава. Наработку стекломассы проводят на поверхности зеркала расплава с помощью электродов 5 из хроммолибденового сплава. Образующиеся в процессе остекловывания газы удаляют через газоход 3. Слив наработанной стекломассы проводят после температурной выдержки, которая обеспечивает полное проплавление отходов на зеркале расплава через боковой узел розлива стекломассы 6. Периодическое удаление донных тугоплавких осадков и опорожнение печи перед выводом из эксплуатации осуществляют с помощью нагрева донного осадка электродами 5 и сливом стекломассы через придонный узел слива 7. С помощью водоохлаждаемой рубашки 10 охлаждают токоподвод электродов. Боковой узел розлива стекломассы и придонный узел слива осадка снабжены плунжерами 8. Розлив стекломассы и слив донного осадка проводят по сливным желобам 9.Highly active waste in a mixture with a glass former is fed into the pool of the furnace body 1 through a feeder 4 located in the roof of the furnace 2 to the melt mirror. The accumulation of glass is carried out on the surface of the melt mirror using electrodes 5 of chrome-molybdenum alloy. Gases formed during vitrification are removed through a gas duct 3. The accumulated glass melt is drained after temperature soaking that ensures complete melting of the waste on the melt mirror through the side glass melt pouring unit 6. Periodic removal of bottom refractory sediments and emptying of the furnace before decommissioning is carried out by heating the bottom precipitation by electrodes 5 and by draining the molten glass through the bottom drainage unit 7. Using a water-cooled jacket 10, the current supply of electrodes is cooled. The lateral molten glass filling unit and the bottom sediment discharge unit are equipped with plungers 8. The molten glass bottling and bottom sediment discharge are carried out along the drain channels 9.

Благодаря использованию электродов из жаростойкого хроммолибденового сплава и придонного узла слива в процессе эксплуатации обеспечивают периодическое удаление тугоплавких донных осадков, а также опорожнение печи перед выводом из эксплуатации. При этом применение придонного узла слива повышает срок службы печи до 6 лет.Thanks to the use of electrodes made of heat-resistant chromium-molybdenum alloy and the bottom discharge unit during operation, they periodically remove refractory bottom sediments, as well as empty the furnace before decommissioning. At the same time, the use of a bottom drainage unit increases the service life of the furnace up to 6 years.

Использование жаростойкого хроммолибденового сплава, содержащего 40-45 мас.% молибдена, характеризующегося высокой коррозионной стойкостью в расплавах агрессивных стекол, позволяет проводить остекловывание высокоактивных отходов в виде фосфатных и боросиликатных стекол.The use of heat-resistant chromium-molybdenum alloy containing 40-45 wt.% Molybdenum, characterized by high corrosion resistance in the melts of aggressive glasses, allows vitrification of highly active waste in the form of phosphate and borosilicate glasses.

Claims (3)

1. Электростекловаренная печь для остекловывания радиоактивных отходов состоит из корпуса и свода печи, снабженного питателем, в верхней части корпуса расположен газоход, а в боковых стенках размещены электроды, изготовленные из хроммолибденового сплава, корпус выполнен из огнеупорных блоков, формирующих бассейн для варки стекла и накопления стекломассы, и снабжен боковым и придонным узлами плунжерного типа для розлива стекломассы и слива осадка соответственно.1. An electroglass vitrification furnace for vitrification of radioactive waste consists of a body and a roof of the furnace equipped with a feeder, a gas duct is located in the upper part of the body, and electrodes made of chrome-molybdenum alloy are placed in the side walls, the body is made of refractory blocks forming a pool for glass melting and storage molten glass, and is equipped with lateral and bottom nodes of the plunger type for pouring molten glass and draining sediment, respectively. 2. Электростекловаренная печь по п.1, отличающаяся тем, что электроды изготовлены из хроммолибденового сплава с содержанием 40-45 мас.% молибдена.2. The glass furnace according to claim 1, characterized in that the electrodes are made of a chromium-molybdenum alloy with a content of 40-45 wt.% Molybdenum. 3. Электростекловаренная печь по п.1, отличающаяся тем, что дно печи выполнено с уклоном 3-5° в сторону придонного узла для слива осадка.
Figure 00000001
3. Electroglass furnace according to claim 1, characterized in that the bottom of the furnace is made with a slope of 3-5 ° in the direction of the bottom node for draining sediment.
Figure 00000001
RU2009110424/22U 2009-03-23 2009-03-23 ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE RU84842U1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110424/22U RU84842U1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE
RU2009110424/03K RU101444U1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009110424/22U RU84842U1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU84842U1 true RU84842U1 (en) 2009-07-20

Family

ID=41047567

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110424/03K RU101444U1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE
RU2009110424/22U RU84842U1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009110424/03K RU101444U1 (en) 2009-03-23 2009-03-23 ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE

Country Status (1)

Country Link
RU (2) RU101444U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD1059982S1 (en) * 2022-01-06 2025-02-04 Makita Corporation Portable electric driver body

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU205723U1 (en) * 2020-11-23 2021-07-30 Федеральное государственное унитарное предприятие "Производственное объединение "Маяк" Device for vitrification of radioactive waste

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD1059982S1 (en) * 2022-01-06 2025-02-04 Makita Corporation Portable electric driver body

Also Published As

Publication number Publication date
RU101444U1 (en) 2011-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6010178B2 (en) Method and apparatus for producing glass products from glass melts
CN108176844B (en) A kind of device and method for clearing up tundish upper nozzle dross object
CN209612365U (en) The filtering and purifying of solid inclusions in a kind of removal fused salt
CN102605190A (en) Mold steel electroslag re-melting slag system and use method of mold steel electroslag re-melting slag system
KR102026263B1 (en) Method for producing mineral wool
RU84842U1 (en) ELECTRIC GLASS FURNACE FOR GLAZING RADIOACTIVE WASTE
CN112194343A (en) Discharging device for high-temperature glass curing furnace
JP4749645B2 (en) Equipment for melting or purifying minerals
US5062118A (en) Electric melting furnace for vitrifying waste
Chapman et al. Electric melting of nuclear waste glasses state of the art
CN110204176A (en) The microwave of glass batch is pre- to be melted and then full melting technology and its equipment
KR101075452B1 (en) Glass melting furnace
RU205723U1 (en) Device for vitrification of radioactive waste
JP5776178B2 (en) Deposit removal method for glass melting furnace
KR100790788B1 (en) Continuous Glass Melting Furnace
US2281408A (en) Method and apparatus for manufacture and treatment of glass and analogous substances
CN105861853A (en) Direct rectification method of molten liquid crude cadmium
EP4574777B1 (en) Glass melting furnace with electrical heating and method for heating a glass melt
CN204588991U (en) A kind of kiln dreg removing system for the production of basalt continuous fiber
CN213295166U (en) Neck cooling water drum structure of float glass melting furnace
RU36561U1 (en) Water-cooled induction melter crucible for vitrification of radioactive waste
CN104692645A (en) Furnace deslagging system used for producing basalt continuous filament
RU2780195C1 (en) Induction vitrification furnace for high level waste
SU1158501A1 (en) Glass-making furnace
JP3766828B2 (en) Bottom electrode of glass melting furnace

Legal Events

Date Code Title Description
MF1K Cancelling a utility model patent