一种核电厂超临界水氧化反应器制造技术

本实用新型专利技术提供一种核电厂超临界水氧化反应器，用于处理核电厂放射性有机废物，包括内部具有容置空间的主体部，以及与所述容置空间分别连通的进料通道和出料通道，还包括：内筒体，设置在所述容置空间内，所述进料通道延伸至所述内筒体内，用于导入水和有机废物；氧气通道，延伸至所述内筒体内，用于向所述内筒体内喷射氧气，增加有机废物与氧气的接触面积；涡流装置，设置在所述主体部底部，用于产生涡流冲刷并冷却所述主体部内壁；所述内筒体用于在超临界水氧化状态下，将氧化后的出料穿过其底部，并经所述出料通道排出。本实用新型专利技术提供的超临界水氧化反应器采用内筒体和涡流装置的结构设计，能够有效解决反应器的腐蚀和无机盐沉淀问题。

【技术实现步骤摘要】
一种核电厂超临界水氧化反应器
本技术涉及核电厂废弃物处理及其装置
，尤其涉及一种核电厂处理放射性有机废物的超临界水氧化反应器。
技术介绍
核电厂、核设施在运行和维修期间会产生一定数量的放射性有机废物，如废有机溶剂、废油、废树脂等，这些有机废物含有放射性，且容易发生热解和生物降解，给公众带来辐射危害的同时还会造成严重的环境污染。超临界水氧化技术是一种利用超临界水的物理性质，如特殊的溶解度、较低的表面张力和较高的扩散性等，通过添加氧化剂，使有机物在超临界水环境中发生氧化反应，转化成CO2和H2O等无机小分子，从而达到减容、减重的目的。但是，采用超临界水氧化技术处理放射性有机废物时，高温、高压、极端的pH值以及某些无机离子都会加快反应容器的腐蚀。同时，在超临界条件下，反应过程中产生的盐沉淀会在反应器内壁上结垢，造成传热阻力，也会引起反应器或管路的堵塞，影响压力系统的正常工作，严重时甚至会发生事故，从而限制了超临界水氧化处理放射性有机废物技术的应用和推广。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足之处，提供了一种核电厂超临界水氧化反应器，能够有效解决超临界水氧化反应器处理放射性有机废物的腐蚀和盐沉淀问题。本技术的技术解决方案如下：提供一种核电厂超临界水氧化反应器，用于处理核电厂放射性有机废物，所述超临界水氧化反应器包括内部具有容置空间的主体部，以及与所述容置空间分别连通的进料通道和出料通道，所述超临界水氧化反应器还包括：内筒体，设置在所述容置空间内，所述进料通道延伸至所述内筒体内，用于导入水和有机废物；氧气通道，设置在所述主体部上，所述氧气通道延伸至所述内筒体内，用于向所述内筒体内喷射氧气，增加有机废物与氧气的接触面积；涡流装置，设置在所述主体部底部，用于产生涡流冲刷并冷却所述主体部内壁；所述内筒体用于在超临界水氧化状态下，将氧化后的出料穿过其底部，并经所述出料通道排出。本技术上述的超临界水氧化反应器中，所述容置空间连通所述涡流装置，所述涡流装置上设置有清洗水入口，所述清洗水入口用于导入清洗水，所述涡流装置用于通过旋转带动所述清洗水形成涡流。本技术上述的超临界水氧化反应器中，所述主体部包括外筒体和与所述外筒体可拆卸连接的顶盖，所述顶盖上开设有氧气入口，所述氧气通道的一端穿过所述氧气入口，所述氧气通道的另一端在对应所述内筒体底部的位置折弯并设置有垂直所述内筒体轴向的氧气喷嘴，所述氧气喷嘴用于向所述内筒体内喷射逆流氧气。本技术上述的超临界水氧化反应器中，所述内筒体的一端安装在所述顶盖上，所述内筒体的另一端朝向所述外筒体内延伸并悬空设置，所述内筒体的长度小于所述外筒体，所述内筒体的外壁与所述外筒体的内壁之间间隔设置形成环状间隙。本技术上述的超临界水氧化反应器中，所述出料通道包括：第一出料通道，设置在所述外筒体上端，所述第一出料通道通过所述环状间隙连通所述内筒体内的反应区域，出料中的气液混合物通过所述环状间隙再经所述第一出料通道排出；第二出料通道，设置在所述外筒体底部，所述容置空间朝向所述第二出料通道逐渐收缩并连通第二出料通道，所述第二出料通道处于常闭状态，用于在打开后将出料中沉淀到外筒体底部的固液混合物排出。本技术上述的超临界水氧化反应器中，所述顶盖上开设有进料口，所述进料通道的一端穿过所述进料口，所述进料通道的另一端延伸至所述内筒体内。本技术上述的超临界水氧化反应器中，所述顶盖上还开设有监测口，所述超临界水氧化反应器还包括监测装置，所述监测装置的一端穿过所述监测口，所述监测装置的另一端延伸至所述内筒体内，用于监测所述内筒体内的温度和压力。本技术上述的超临界水氧化反应器中，所述外筒体靠近顶盖的一端设置有连通所述容置空间的上部开口，所述上部开口处设置有连接法兰，所述顶盖通过螺栓连接所述连接法兰，用于封闭所述上部开口形成所述容置空间。本技术提供的一种核电厂超临界水氧化反应器采用设置内筒体的间壁式反应器结构，解决了反应器腐蚀问题，有效延长设备的使用寿命；同时，氧化反应器底部设置涡流装置，涡流装置产生涡流沿反应器底部内壁冲刷，有效解决超临界水氧化过程中的无机盐沉淀问题。附图说明下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：图1是本技术提供的超临界水氧化反应器的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的技术目的、技术方案以及技术效果更加清楚，以便于本领域技术人员理解和实施本技术，下面将结合附图及具体实施例对本技术做进一步详细的说明。如图1所示，本技术提供的用于处理核电厂放射性有机废物的超临界水氧化反应器包括内部具有容置空间的主体部，以及与所述容置空间分别连通的进料通道和出料通道，本实施例中，所述容置空间内的温度大于超临界温度，所述容置空间内的压力大于超临界压力，以使超临界水氧化反应器内的水达到温度≥374℃，压力≥22.05MPa的超临界状态，为有机废物氧化为无机小分子化合物提供反应场所。所述超临界水氧化反应器还包括内筒体30、氧气通道40和涡流装置60，内筒体30设置在所述容置空间内，进料通道20延伸至内筒体30内，用于导入水和有机废物；氧气通道40设置在所述主体部上，氧气通道延伸至1内筒体30内，用于向内筒体30喷射氧气，增加有机废物与氧气的接触面积，以使有机废物充分发生氧化反应。放射性有机废物在内筒体30内的超临界水环境下发生氧化反应后，有机物大分子被氧化成CO2、H2O和无机盐等无机小分子，可穿过内筒体30的底部并经出料通道排出。涡流装置60设置在所述主体部底部，并连通所述容置空间，涡流装置60上设置有清洗水入口61，清洗水入口61用于导入清洗水，涡流装置60通过旋转带动所述清洗水形成涡流，该涡流沿着主体部底部内壁冲刷，避免氧化生成的无机盐在所述主体部内壁的沉积，同时，涡流对主体部内壁进行冷却、降温。所述主体部包括外筒体11和与外筒体11可拆卸连接的顶盖12，外筒体11靠近顶盖12的一端设置有连通所述容置空间的上部开口，所述上部开口处设置有连接法兰，顶盖12通过螺栓连接所述连接法兰，以封闭所述上部开口形成密闭的容置空间。在本技术的一些实施例中，顶盖12朝向所述上部开口还凸起设置有密封件121，密封件121的直径大于所述上部开口，用于盖设在所述上部开口，以进一步提高所述主体部的密闭性。本技术采用外筒体和顶盖的可拆卸连接结构，易于拆卸，有利于超临界水氧化反应器的清洁和去污操作，同时便于技术人员进行材料挂片腐蚀测试。本实施例中，内筒体30的一端安装在顶盖12上，另一端朝向外筒体11内延伸并悬空设置，内筒体30的外壁与外筒体11的内壁之间间隔设置形成环状间隙14，其中，内筒体30的长度小于外筒体11，内筒体30采用焊接的方式固定安装在顶盖12上。当然，内筒体30也可采用卡扣位连接可拆卸安装在顶盖12上。优选地，内筒体30的长度是外筒体11的0.8-0.9倍，可有效增加在内筒体30内的主反应区域。本技术采用上述的内外筒体的间壁式反应器结构，内筒体30承担氧化反应及腐蚀，外筒体11承担压力，可大大缓解承压部件的耐腐蚀性，有效延长反应器的使用寿命。所述出料通道设置两个，包括第一出料通道51和第二出料通道52，第一出料通道51设置在外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核电厂超临界水氧化反应器，用于处理核电厂放射性有机废物，所述超临界水氧化反应器包括内部具有容置空间的主体部，以及与所述容置空间分别连通的进料通道和出料通道，其特征在于，所述超临界水氧化反应器还包括：内筒体，设置在所述容置空间内，所述进料通道延伸至所述内筒体内，用于导入水和有机废物；氧气通道，设置在所述主体部上，所述氧气通道延伸至所述内筒体内，用于向所述内筒体内喷射氧气，增加有机废物与氧气的接触面积；涡流装置，设置在所述主体部底部，用于产生涡流冲刷并冷却所述主体部内壁；所述内筒体用于在超临界水氧化状态下，将氧化后的出料穿过其底部，并经所述出料通道排出。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂超临界水氧化反应器，用于处理核电厂放射性有机废物，所述超临界水氧化反应器包括内部具有容置空间的主体部，以及与所述容置空间分别连通的进料通道和出料通道，其特征在于，所述超临界水氧化反应器还包括：内筒体，设置在所述容置空间内，所述进料通道延伸至所述内筒体内，用于导入水和有机废物；氧气通道，设置在所述主体部上，所述氧气通道延伸至所述内筒体内，用于向所述内筒体内喷射氧气，增加有机废物与氧气的接触面积；涡流装置，设置在所述主体部底部，用于产生涡流冲刷并冷却所述主体部内壁；所述内筒体用于在超临界水氧化状态下，将氧化后的出料穿过其底部，并经所述出料通道排出。2.根据权利要求1所述的超临界水氧化反应器，其特征在于，所述容置空间连通所述涡流装置，所述涡流装置上设置有清洗水入口，所述清洗水入口用于导入清洗水，所述涡流装置用于通过旋转带动所述清洗水形成涡流。3.根据权利要求1所述的超临界水氧化反应器，其特征在于，所述主体部包括外筒体和与所述外筒体可拆卸连接的顶盖，所述顶盖上开设有氧气入口，所述氧气通道的一端穿过所述氧气入口，所述氧气通道的另一端在对应所述内筒体底部的位置折弯并设置有垂直所述内筒体轴向的氧气喷嘴，所述氧气喷嘴用于向所述内筒体内喷射逆流氧气。4.根据权利要求3所述的超临界水氧化反应器，其特征在于，所述内筒体的一端安装在所述顶盖上...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘跃龙，张志东，杨林君，霍明，张学岭，
申请(专利权)人：深圳中广核工程设计有限公司，中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44