一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法技术

本发明专利技术涉及高放废液处理技术领域，具体公开了一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，包括以下步骤：步骤1：提升熔池底部温度并使其加热均匀；步骤2：启动玻璃产品出料；步骤3：控制玻璃产品出料流速；步骤4：结束出料。采用本发明专利技术方法可以减少熔炉底部在玻璃流出前的热损失，使底部陶瓷通道内的玻璃获得更高的温度，提升陶瓷通道内高粘度玻璃的流动性，避免出料口因玻璃析晶导致通道变小甚至堵塞。免出料口因玻璃析晶导致通道变小甚至堵塞。免出料口因玻璃析晶导致通道变小甚至堵塞。

【技术实现步骤摘要】
一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法


[0001]本专利技术属于高放废液处理
，具体涉及一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法。

技术介绍

[0002]核燃料后处理过程中产生的高水平放射性废液，含有辐照核燃料中总裂变产物的97％以上，目前高放废液玻璃固化技术是唯一实现工程化应用的高放废液固化技术，在全球范围内，以焦耳加热陶瓷电熔炉居多。
[0003]国内首座玻璃固化处理设施采用感应加热冻融阀底部出料方式，出料系统主要由底部电极E7、出料电极E8、陶瓷通道、出料管、感应线圈、中频电源及其冷却系统构成，起到冻融阀的作用，如图1所示。
[0004]底部电极与陶瓷通道上部连接，可与熔池中心的主电极1或主电极2组成熔池底部加热回路，同时作为出料口，有一个主出料口和多个汇入主出料口的出料侧孔，这样有利于贵金属的排出，防止出料口堵塞。出料电极同时作为出料管上部的厚壁法兰，与陶瓷通道下部连接，底部电极与出料电极组成陶瓷通道加热回路，对陶瓷通道内玻璃进行加热。出料管与出料电极下部连接，中频电源控制系统向螺旋形管状感应线圈通入交变电流，使出料管内玻璃产生感应电流，从而提升出料管内玻璃温度，同时可通过调节中频电源功率来调节磁场的强度，进而控制出料流速。当中频电源断开，可迅速降低出料管内玻璃温度，使玻璃停止流出。
[0005]目前国内玻璃固化使用的底部出料方式是使熔炉底部温度维持在600
‑
800℃左右，当达到出料液位时，采用先加热出料管再加热陶瓷通道的方式，使底部温度升高，玻璃具备流动性从而浇注至产品容器中。但采用该方法在运行后会出现玻璃析晶，并会附着在底部电极周边孔道附近、陶瓷流道壁上，使出料通道变小。进而随着运行时间增加，将出现在同一稳定流速下，中频所需功率逐渐升高、出料前玻璃滴状流出、细流、出料堵塞等问题。
[0006]而出料的安全、可控、连续，是保障玻璃固化连续稳定运行的关键因素，因此，提出一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法以解决当前出料存在的问题，是本领域技术人员亟待解决的。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，有效解决出料堵塞、出料过程中玻璃滴流、细流、出料中频升高等问题，保证熔炉的连续生产运行。
[0008]本专利技术的技术方案如下：
[0009]一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，包括以下步骤：
[0010]步骤1：提升熔池底部温度并使其加热均匀
[0011]熔炉达到出料液位前，在熔池底部加热回路控制柜上设定电流，并每小时切换一次电极对，使底部电极分别与熔池中心的主电极1或主电极2形成电极对，确保熔池底部加
热均匀；
[0012]步骤2：启动玻璃产品出料
[0013]向熔炉内连续加入废液和玻璃珠，当熔炉达到出料液位时，设定中频功率，以确保熔炉出料管与陶瓷通道温差较低；
[0014]同时提升陶瓷通道出料加热回路电流，直至出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω；
[0015]然后提升中频功率，使出料管中的玻璃温度升高，具备流动性，开始出料；
[0016]步骤3：控制玻璃产品出料流速
[0017]玻璃开始流出后，当流速到达80kg/h时停止对陶瓷通道出料加热回路加热，通过调节中频功率，将出料速率控制在120
‑
150kg/h，以保证出料速率较为安全可控；
[0018]步骤4：结束出料
[0019]当玻璃产品净重接近目标值时，停止中频运行，玻璃将在5min内停止流出，结束出料操作。
[0020]步骤1中，将底部电极温度提升至900
‑
1100℃。
[0021]步骤2中，设定陶瓷通道出料加热回路电流为1A启动；
[0022]当实际电流达到1A后，提升电流至2A；当实际电流达到2A后，提升电流至3A；当实际电流达到3A后，提升电流至4A；
[0023]当陶瓷通道出料加热回路电流达到4A后，以8min/A的速率将电流提升至12A，直至出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω。
[0024]步骤2中，当出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω后，将中频功率提升至20kW，使出料管中的玻璃温度升高，具备流动性，开始出料。
[0025]步骤2中，当出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω后，将中频功率提升至10kw，再以5kw/15min的速率继续提升中频功率至20kW。
[0026]步骤3中，若随着连续生产运行，熔炉底部晶体逐渐累积，则对于出料净重的前150
‑
200kg产品，通过调节中频功率，将玻璃流速调节至200
‑
350kg/h高流速进行出料，将熔炉底部晶体带出，保证出料顺畅；
[0027]当出料净重到达150
‑
200kg后，通过调节中频功率，将玻璃出料速率降低至120
‑
150kg/h，以保证出料安全。
[0028]步骤3中，随着连续生产运行，当玻璃出料中频功率逐渐上升至13
‑
15kW后，玻璃出料堵塞风险升高，对熔炉内玻璃进行高温保温，将熔炉底部晶体融化并对熔炉内部玻璃进行加热使玻璃受热均匀，再继续生产运行出料。
[0029]对熔炉内玻璃进行高温保温，具体操作如下：
[0030]当玻璃出料中频功率逐渐上升至13
‑
15kW后，停止向熔炉加入高放废液，改为加入40
‑
55L/h去离子水，以升高熔炉温度，使玻璃融制更均匀；
[0031]然后通过提升熔炉上部、中部电极电流，将熔炉熔池温度提升至1000
‑
1200℃，使出料更加顺畅；
[0032]再通过提升底部电极E7电流，将熔炉底部电极E7温度提升至900
‑
1100℃，以保证熔炉底部晶体完全融化；
[0033]维持上述参数运行，使熔炉内部整体温度均匀，底部晶体完全熔融，然后回到步骤2继续出料。
[0034]步骤3中，随着连续生产运行，玻璃出料堵塞风险升高，对熔炉进行玻璃置换，玻璃置换采用低析晶玻璃，将熔炉内部晶体进行融制与带出，确保熔炉内部晶体含量较低而达到继续生产运行状态。
[0035]对熔炉进行玻璃置换，具体操作如下：
[0036]玻璃出料中频功率逐渐上升至15
‑
18kW后，停止向熔炉加入高放废液，改为加入40
‑
55L/h去离子水，以升高熔炉温度，使玻璃融制更均匀；
[0037]然后向熔炉以5kg/10min的速率加入低析晶玻璃，再回到步骤2继续出料。
[0038]本专利技术的显著效果在于：
[0039](1)本专利技术方法通过提升熔炉底部加热回路电流并定期切换电极对，可使熔池底部温度均匀，同时避开玻璃析晶率峰值的温度，有利于玻璃的熔制，避免出料口因玻璃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：提升熔池底部温度并使其加热均匀熔炉达到出料液位前，在熔池底部加热回路控制柜上设定电流，并每小时切换一次电极对，使底部电极分别与熔池中心的主电极1或主电极2形成电极对，确保熔池底部加热均匀；步骤2：启动玻璃产品出料向熔炉内连续加入废液和玻璃珠，当熔炉达到出料液位时，设定中频功率，以确保熔炉出料管与陶瓷通道温差较低；同时提升陶瓷通道出料加热回路电流，直至出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω；然后提升中频功率，使出料管中的玻璃温度升高，具备流动性，开始出料；步骤3：控制玻璃产品出料流速玻璃开始流出后，当流速到达80kg/h时停止对陶瓷通道出料加热回路加热，通过调节中频功率，将出料速率控制在120
‑
150kg/h，以保证出料速率较为安全可控；步骤4：结束出料当玻璃产品净重接近目标值时，停止中频运行，玻璃将在5min内停止流出，结束出料操作。2.如权利要求1所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，其特征在于：步骤1中，将底部电极温度提升至900
‑
1100℃。3.如权利要求1所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，其特征在于：步骤2中，设定陶瓷通道出料加热回路电流为1A启动；当实际电流达到1A后，提升电流至2A；当实际电流达到2A后，提升电流至3A；当实际电流达到3A后，提升电流至4A；当陶瓷通道出料加热回路电流达到4A后，以8min/A的速率将电流提升至12A，直至出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω。4.如权利要求3所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，其特征在于：步骤2中，当出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω后，将中频功率提升至20kW，使出料管中的玻璃温度升高，具备流动性，开始出料。5.如权利要求4所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，其特征在于：步骤2中，当出料加热回路电阻值达到8
‑
10Ω后，将中频功率提升至10kw，再以5kw/15min的速率继续提升中频功率至20kW。6.如权利要求1所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉出料方法，其特征在于：步骤3中，若随着连续生产运行，熔炉底部晶体逐...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，常宇，马敬，吴伟，田春雨，董海龙，徐卫东，李鑫，石磊，王琪，周翔，张金瑶，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：