放射性废物处理系统技术方案

一种放射性废物处理系统。放射性废物处理系统包括煅烧装置和熔融系统，所述熔融系统包括容器，放射性废物进入到所述煅烧装置中进行煅烧转形，得到的物料再与玻璃基料一同进入到所述容器中进行熔融并形成熔融玻璃。所述容器中进行熔融并形成熔融玻璃。所述容器中进行熔融并形成熔融玻璃。

【技术实现步骤摘要】
放射性废物处理系统


[0001]本申请涉及放射性废物处理
，具体涉及一种放射性废物处理系统。

技术介绍

[0002]目前，在核工业领域中，冷坩埚玻璃固化技术由于具有处理温度高、可处理废物类型广、熔炉使用寿命长、退役容易等优点，成为国内及国际上用于放射性废物处理采用的较为先进的工艺手段。由于冷坩埚的埚体的容积有限，在处理主要以液态存在的放射性废物(即放射性废液)时，可以通过配备一台煅烧炉(例如回转煅烧炉)提前对放射性废液进行预处理，这种方式被称为两步法冷坩埚玻璃固化技术。两步法冷坩埚玻璃固化技术的主要设备包括煅烧炉和冷坩埚。
[0003]煅烧炉通常采用回转煅烧炉，回转煅烧炉包括支架、可转动地设置在支架上的炉管、用于加热炉管的加热部件、与炉管的第一端连通的进料管及与炉管的第二端连通的出料管，炉管可沿自身轴线转动。放射性废液及其他添加剂通过进料管进入到炉管中，通过加热部件对炉管进行加热，与此同时炉管沿自身轴线进行转动，放射性废液逐渐被煅烧转形至固体粉末状物料。
[0004]冷坩埚是利用电源产生高频(105～106Hz)电流，再通过感应线圈转换成电磁流透入待处理物料，形成涡流产生热量，实现待处理物料的直接加热熔融。冷坩埚主要包括冷坩埚埚体和熔融加热结构，冷坩埚埚体是由通冷却水的金属弧形块或管组成的容器(容器形状主要有圆形或椭圆形)，熔融加热结构包括缠绕在冷坩埚埚体的外侧的感应线圈和与感应线圈电性连接的高频感应电源。当待处理物料放置在冷坩埚埚体内后，打开高频感应电源向感应线圈通电，通过感应线圈将电流转换成电磁流并透过冷坩埚埚体的壁体进入待处理物料内部，从而在待处理物料内部形成涡流产生热量，进而实现对待处理物料的加热。冷坩埚工作时金属弧形块或管内连续通入冷却水，冷坩埚埚体内的熔融物的温度很高，一般可高达2000℃以上，但冷坩埚埚体的壁体仍保持较低温度，一般小于200℃，从而使熔融物靠近冷坩埚埚体的壁体的低温区域形成一层2～3cm厚的固态物(冷壁)，因此称为“冷”坩埚。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种放射性废物处理系统，其中，包括煅烧装置和熔融系统，所述熔融系统包括容器，放射性废物进入到所述煅烧装置中进行煅烧转形，得到的物料再与玻璃基料一同进入到所述容器中进行熔融并形成熔融玻璃。
[0006]可选地，所述容器包括：容器本体，其包括限定出用于对物料加热的加热腔的内壁；至少一个第一冷却管，每个所述第一冷却管设置于所述内壁远离所述加热腔的一侧；至少一个第二冷却管，所述至少一个第二冷却管与所述至少一个第一冷却管一一对应，每个所述第二冷却管设置于对应的所述第一冷却管远离所述内壁的一侧；每个所述第一冷却管与对应的所述第二冷却管连通，每个所述第一冷却管以及每个所述第二冷却管内流通有用
于吸收所述加热腔内热量的冷却剂。
[0007]可选地，每个所述第一冷却管开设有第一开口以及第二开口，每个所述第二冷却管开设有第三开口以及第四开口；每个所述第一冷却管开设的所述第一开口以及所述第二开口中的一个，与，对应的所述第二冷却管开设的所述第三开口以及所述第四开口中的一个连通；所述冷却剂由每个所述第一冷却管开设的所述第一开口以及所述第二开口中的另一个流入对应的所述第一冷却管内，并经过对应的所述第二冷却管后由对应的所述第二冷却管开设的所述第三开口以及所述第四开口中的另一个流出对应的所述第二冷却管外。
[0008]可选地，所述容器为坩埚，所述坩埚包括：底壁；侧壁，由所述底壁的周缘向上延伸，并与所述底壁限定出加热腔；感应线圈，设置于所述加热腔外，用于产生磁感线，所述磁感线通过所述底壁以及所述侧壁进入所述加热腔，从而对所述加热腔内的物料进行加热。
[0009]可选地，所述容器为坩埚，所述坩埚包括容器本体以及感应线圈，所述容器本体限定出加热腔，所述感应线圈环绕所述加热腔以产生对所述加热腔内的物料进行加热的磁场，其中，所述感应线圈具有沿竖直方向分布的第一线圈组、第二线圈组以及第三线圈组，所述第二线圈组位于所述第一线圈组以及所述第三线圈组之间，所述第一线圈组、所述第二线圈组以及所述第三线圈组均包括沿竖直方向分布的多匝子线圈，所述第一线圈组以及所述第三线圈组的匝距均小于所述第二线圈组的匝距。
[0010]可选地，所述容器为冷坩埚，其中，所述冷坩埚包括：主体；埚底，所述埚底可拆卸地连接于所述主体的下边缘，所述埚底和所述主体共同形成下端封闭的加热腔；感应线圈，绕设于所述主体外，用于在所述加热腔内形成电磁场；底座；其中，所述埚底包括：多个底部组件，多个所述底部组件围绕所述主体的轴线依次固定于所述底座上；所述底部组件由透磁材料制成。
[0011]可选地，所述容器为冷坩埚，其中，所述冷坩埚包括：主体，所述主体形成所述冷坩埚的加热腔，所述加热腔上端开口；感应线圈，绕设于所述主体外，用于在所述加热腔内形成电磁场；盖体，可拆卸地连接于所述主体的上边缘，所述盖体用于封闭所述加热腔的上端开口；所述盖体由透磁材料制成。
[0012]可选地，所述容器为冷坩埚，所述放射性废物处理系统还包括感应线圈，所述感应线圈用于为冷坩埚提供电磁场，其中，所述感应线圈包括：绕设于所述冷坩埚主体外侧的单匝的多个线圈；所述多个线圈中相邻的两个线圈之间具有匝间距，靠近所述冷坩埚底部的各相邻两个线圈的匝间距小于靠近所述冷坩埚顶部的各相邻两个线圈的匝间距。
附图说明
[0013]通过下文中参照附图对本申请所作的描述，本申请的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本申请有全面的理解。
[0014]图1是根据本申请实施例一的一种容器的结构示意图；
[0015]图2是根据本申请实施例一的容器的部分剖视图；
[0016]图3是根据本申请实施例一的容器的第一冷却管及对应的第二冷却管、连通管的装配图；
[0017]图4是根据本申请实施例一的另一种容器的结构示意图；
[0018]图5是根据本申请实施例一的物料处理设备的结构示意图；
[0019]图6是根据本申请实施例二的第一种容器的结构示意图；
[0020]图7是根据本申请实施例二的容器的第一冷却管及对应的第二冷却管、连通管的装配图；
[0021]图8是根据本申请实施例二的第二种容器的结构示意图；
[0022]图9是根据本申请实施例二的物料处理设备的结构示意图；
[0023]图10是根据本申请实施例三的坩埚的正视图；
[0024]图11是根据本申请实施例三的坩埚的俯视图；
[0025]图12是图11中剖切面A
‑
A的剖视图；
[0026]图13是图11中剖切面B
‑
B的部分剖视图；
[0027]图14是根据本申请实施例三的物料处理设备的示意图
[0028]图15是根据本申请实施例四的感应线圈与腔体的装配图；
[0029]图16是根据本申请实施例四的一种感应线圈与电源的装配图；
[0030]图17是根据本申请实施例四的另一种感应线圈本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放射性废物处理系统，其中，包括煅烧装置和熔融系统，所述熔融系统包括容器(10)，放射性废物进入到所述煅烧装置中进行煅烧转形，得到的物料再与玻璃基料一同进入到所述容器(10)中进行熔融并形成熔融玻璃。2.根据权利要求1所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)包括：容器本体(100)，其包括限定出用于对物料加热的加热腔(111)的内壁(110)；至少一个第一冷却管(200)，每个所述第一冷却管(200)设置于所述内壁(110)远离所述加热腔(111)的一侧；至少一个第二冷却管(300)，所述至少一个第二冷却管(300)与所述至少一个第一冷却管(200)一一对应，每个所述第二冷却管(300)设置于对应的所述第一冷却管(200)远离所述内壁(110)的一侧；每个所述第一冷却管(200)与对应的所述第二冷却管(300)连通，每个所述第一冷却管(200)以及每个所述第二冷却管(300)内流通有用于吸收所述加热腔(111)内热量的冷却剂。3.根据权利要求2所述的放射性废物处理系统，其中，每个所述第一冷却管(200)开设有第一开口(210)以及第二开口(220)，每个所述第二冷却管(300)开设有第三开口(310)以及第四开口(320)；每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)中的一个，与，对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)中的一个连通；所述冷却剂由每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)中的另一个流入对应的所述第一冷却管(200)内，并经过对应的所述第二冷却管(300)后由对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)中的另一个流出对应的所述第二冷却管(300)外。4.根据权利要求3所述的放射性废物处理系统，其中，每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)沿上下方向布置和/或，每个所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)沿上下方向布置。5.根据权利要求4所述的放射性废物处理系统，其中，每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口(210)以及所述第二开口(220)中位于下方的一个，与，对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口(310)以及所述第四开口(320)中位于下方的一个连通。6.根据权利要求3所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)还包括：至少一个连通管(400)，所述至少一个连通管(400)与所述至少一个第一冷却管(200)一一对应，每个所述连通管(400)用于实现对应的所述第一冷却管(200)与对应的所述第二冷却管(300)连通。7.根据权利要求2所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器本体(100)还包括位于所述内壁(110)远离所述加热腔(111)的一侧的外壁(120)；所述内壁(110)与所述外壁(120)之间限定出容纳空间，所述容纳空间用于容纳所述至少一个第一冷却管(200)以及所述至少一个第二冷却管(300)。
8.根据权利要求7所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)还包括：感应线圈(500)，设置于所述外壁(120)远离所述内壁(110)的一侧，所述感应线圈(500)配置成在通电时产生供给所述加热腔(111)的热量，以使所述加热腔(111)对所述物料加热。9.根据权利要求7所述的放射性废物处理系统，其中，任一个所述第一冷却管(200)与所述内壁(110)的距离，与，对应的所述第二冷却管(300)与所述外壁(120)的距离相等。10.根据权利要求2所述的放射性废物处理系统，其中，任一个所述第一冷却管(200)的长度以及内径，与，对应的所述第二冷却管(300)的长度以及内径相等。11.根据权利要求2所述的放射性废物处理系统，其中，所述至少一个第一冷却管(200)为等间隔均匀布置的多个第一冷却管(200)。12.根据权利要求11所述的放射性废物处理系统，其中，任意两个所述第一冷却管(200)与所述内壁(110)的距离相等。13.根据权利要求11所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)包括：容器本体(100)，其限定出用于对物料加热的加热腔(111)；多个第一冷却管(200)；多个第二冷却管(300)，所述多个第二冷却管(300)与所述多个第一冷却管(200)一一对应，每个所述第二冷却管(300)与对应的所述第一冷却管(200)连通；所述多个第二冷却管(300)以及所述多个第一冷却管(200)沿所述加热腔(111)的周向布置于所述加热腔(111)外，每个所述第一冷却管(200)以及每个所述第二冷却管(300)内流通有用于吸收所述加热腔(111)内热量的冷却剂；至少一个所述第一冷却管(200)及对应的所述第二冷却管(300)之间布置有所述多个第一冷却管(200)中的其他所述第一冷却管(200)或所述多个第二冷却管(300)中其他所述第二冷却管(300)。14.根据权利要求1所述的放射性废物处理系统，其中，每个所述第一冷却管(200)开设有第一开口以及第二开口，每个所述第二冷却管(300)开设有第三开口以及第四开口；每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口以及所述第二开口中的一个，与，对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口以及所述第四开口中的一个连通；所述冷却剂由每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口以及所述第二开口中的另一个流入对应的所述第一冷却管(200)内，并经过对应的所述第二冷却管(300)后由对应的所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口以及所述第四开口中的另一个流出对应的所述第二冷却管(300)外。15.根据权利要求2所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)还包括：冷却剂流进管，与每个所述第一冷却管(200)开设的所述第一开口以及所述第二开口中的另一个连通，以向每个所述第一冷却管(200)提供所述冷却剂。16.根据权利要求2所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)还包括：冷却剂流出管，与每个所述第二冷却管(300)开设的所述第三开口以及所述第四开口
中的另一个连通，以使所述冷却剂流出每个所述第二冷却管(300)外。17.根据权利要求2所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)还包括：至少一个连通管(400)，所述至少一个连通管(400)与所述至少一个第一冷却管(200)一一对应，每个所述连通管(400)用于实现对应的所述第一冷却管(200)与对应的所述第二冷却管(300)连通。18.根据权利要求1所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器本体(100)包括限定出所述加热腔(111)的内壁以及位于所述内壁(110)远离所述加热腔(111)的一侧的外壁(120)；所述内壁(110)与所述外壁(120)之间限定出容纳空间，所述容纳空间用于容纳所述至少一个第一冷却管(200)以及所述至少一个第二冷却管(300)。19.根据权利要求6所述的放射性废物处理系统，其中，容器(10)还包括：感应线圈(500)，设置于所述外壁(120)远离所述内壁(110)的一侧，所述感应线圈(500)配置成在通电时产生供给所述加热腔(111)的热量，以使所述加热腔(111)对所述物料加热。20.根据权利要求6所述的放射性废物处理系统，其中，任一个所述第一冷却管(200)与所述内壁(110)的距离，与，对应的所述第二冷却管(300)与所述外壁(120)的距离相等。21.根据权利要求6所述的放射性废物处理系统，其中，任一个所述第一冷却管(200)与所述内壁(110)的距离，与，对应的所述第二冷却管(300)与所述内壁(110)的距离相等。22.根据权利要求1所述的放射性废物处理系统，其中，任一个所述第一冷却管(200)的长度以及内径，与，对应的所述第二冷却管(300)的长度以及内径相等。23.根据权利要求1所述的放射性废物处理系统，其中，所述多个第二冷却管(300)以及所述多个第一冷却管(200)沿所述加热腔(111)的周向等间隔均匀布置。24.根据权利要求1所述的放射性废物处理系统，其中，所述容器(10)为坩埚，所述坩埚包括：底壁(3100)；侧壁(3200)，由所述底壁(3100)的周缘向上延伸，并与所述底壁(3100)限定出加热腔；感应线圈(500)，设置于所述加热腔外，用于产生磁感线，所述磁感线通过所述底壁(3100)以及所述侧壁(3200)进入所述加热腔，从而对所述加热腔内的物料进行加热。25.根据权利要求24所述的放射性废物处理系统，其中，还包括：固定壁(3400)，设置于所述底壁(3100)下方，并与所述底壁(3100)固定连接；至少一个固定件(3500)，每个所述固定件(3500)固定连接所述固定壁(3400)以及所述侧壁(3200)。26.根据权利要求25所述的放射性废物处理系统，其中，还包括：至少一个吊装件(600)，每个所述吊装件(600)固定于所述固定壁(3400)，所述至少一个吊装件(600)用于提供外部施力工具施加力的作用点，所述力与所述坩埚的重力方向相
反。27.根据权利要求26所述的放射性废物处理系统，其中，所述底壁(3100)具有朝向所述加热腔的第一壁面(3110)以及背离所述加热腔的第二壁面(3120)，所述底壁(3100)开设有由所述第二壁面(3120)向所述第一壁面(3110)延伸的底壁卸料孔(130)；所述固定壁(3400)与所述底壁卸料孔(130)对应的位置处开设有固定壁卸料孔(410)，所述底壁卸料孔(130)以及所述固定壁卸料孔(410)用于提供所述物料流出所述加热腔的通道。28.根据权利要求27所述的放射性废物处理系统，其中，所述底壁卸料孔(130)由所述第二壁面(3120)向所述第一壁面(3110)呈渐缩式延伸。29.根据权利要求27所述的放射性废物处理系统，其中，所述固定壁(3400)具有与所述底壁(3100)固定连接的第三壁面(420)，所述第二壁面(3120)在所述第三壁面(420)上的正投影与所述第三壁面(420)的一部分重合，所述第三壁面(420)的另一部分固定有所述至少一个固定件(3500)和/或所述至少一个吊装件(600)。30.根据权利要求29所述的放射性废物处理系统，其中，所述至少一个固定件(3500)和/或所述至少一个吊装件(600)以所述第三壁面(420)的几何中心为圆心呈圆周排列。31.根据权利要求29所述的放射性废物处理系统，其中，还包括：定形件(700)，固定于所述第三壁面(420)，并与所述第三壁面(420)共同限定出定形腔，所述磁感线经所述定形件(700)通过所述底壁(3100)进入所述加热腔；所述底壁(3100)通过被浇铸材料浇铸于所述定形腔形成。32.根据权利要求31所述的放射性废物处理系统，其中，所述定形件(700)还用于实现所述底壁(3100)与所述固定壁(3400)间的固定连接。33.根据权利要求31所述的放射性废物处理系统，其中，所述定形件(700)与所述第三壁面(420)固定的位置处开设有至少一个第一销孔，所述固定壁(3400)与每个所述第一销孔对应的位置处开设有第二销孔；所述坩埚还包括：至少一个销钉(800)，所述至少一个销钉(800)与所述至少一个第一销孔一一对应，每个所述销钉(800)一部分位于对应的所述第一销孔，另一部分位于对应的所述第二销孔，以使所述定形件(700)固定于所述第三壁面(420)。34.根据权利要求33所述的放射性废物处理系统，其中，所述至少一个第一销钉(800)等间隔均匀布置。35.根据权利要求1所述的放射性废物处理系统，所述容器(10)为坩埚，所述坩埚包括容器本体(100)以及感应线圈(500)，所述容器本体(100)限定出加热腔(111)，所述感应线圈(500)环绕所述加热腔(111...

【专利技术属性】
技术研发人员：张生栋，朱冬冬，郄东生，刘丽君，周慧，鲜亮，李玉松，张华，李宝军，李扬，汪润慈，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：