一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法技术

本发明专利技术公开了一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法，包括在熔炉生产前进行升温预处理；之后进行熔炉生产前的高温保温操作；并在熔炉正式生产钱进行首罐生产试运行操作；进行熔炉正式生产运行操作，完成正式生产后进行出料操作。与现有技术相比，通过在正式生产之前将熔炉内部温度提升到所需高温并维持高温保温操作1

【技术实现步骤摘要】
一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法


[0001]本专利技术涉及放射性废物处理
，特别涉及一种高放射性废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法。

技术介绍

[0002]在核燃料处理过程中会产生高水平放射性废液，废液中含有辐照核燃料中总裂变产物的97％以上，具有放射性浓度高、释热率大和腐蚀性强等特点，对于环境有着较大的威胁，目前玻璃固化是处理高放射性废液的稳定有效途径之一；玻璃固化是将高放射性废液进行浓缩、煅烧，使其内含的盐分转化为氧化物，再与玻璃添加剂一起熔融，最终形成玻璃固化体。
[0003]熔炉作为玻璃和高放射性废液反应的场所，是高放射性废液玻璃固化项目最重要的工艺设备之一，而熔炉运行的安全、可控、连续是保障玻璃固化连续稳定运行的关键因素，而在目前的熔炉运行方法中存在因位于熔池顶部需要进行融化的冷帽(玻璃配合料)过厚，导致在运行中发生翻转现象。从而造成熔炉内部温度突然降低或升高，熔炉出现正压，电极回路电压发生变化、玻璃融制效果不佳和熔炉出料异常等现象，因此，专利技术一种熔炉运行方法解决当前熔炉运行存在的问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种可以有效解决熔炉内部冷帽翻转，保障熔炉连续生产运行的高放射性废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：包括以下步骤：
[0006]步骤S1、熔炉生产前升温预处理操作：熔炉在未进行生产时为空载运行状态，通过调节中上部加热电极和底部电极的电流速率提升熔炉内熔池温度至980℃后供给初始供水流量为10dm3/h并持续增长的去离子水，同时开启鼓泡器；
[0007]步骤S2、熔炉生产前高温保温操作：在熔池温度达到1000
‑
1160℃，且底部电极温度达到800
‑
1000℃时，熔炉进行一定时长的高温保温处理；
[0008]步骤S3、首罐生产试运行操作：通过所述高温保温处理后此时熔炉处于生产运行状态，在进行正式生产运行之前进行一次首罐试运行，之后进行正式生产运行；
[0009]步骤S4、熔炉正式生产运行操作：在熔炉首罐试运行出料后停止加入去离子水进入熔炉内，向熔炉内加入高放射性废液，同时在关闭鼓泡器后向熔炉内加入最高速率为55dm3/h的玻璃料至熔炉气腔温度至570
‑
900℃后开启鼓泡器，并在保持熔池温度为1000
‑
1160℃，底部电极温度为800
‑
1000℃后开始生产运行；
[0010]步骤S5、熔炉生产后出料操作：生产结束后，当熔炉内液位计显示值为10
‑
15mbar时，将出料中频电极功率从初始值5kW提升至20kW后启动出料电极，将出料电极电流从1A开始提升至8A，并维持出料电极电流8A至玻璃流出，当玻璃流出后出料速率到达80kg/h后，关闭出料电极，维持出料速率为120
‑
150kg/h至出料净重400kg,此时关闭中频电极结束出料，
重新以5kW启动中频电极进行维持，直至熔炉液位到达显示值10
‑
15mbar后，重复步骤S5继续进行下一次出料操作，维持连续生产运行。
[0011]在所述步骤S4中的生产运行中还包括有出现故障运行时熔池温度为1000
‑
1100℃，底部电极温度为800
‑
1000℃的熔炉暂停运行操作。
[0012]进一步的，所述步骤S1中在调节中上部加热电极和底部电极的电流速率之前需将熔炉加热电极的功率上限调节为60kW。
[0013]进一步的，所述中上部加热电极和底部电极的电流速率调节需以20A/h的速率进行提升，并将底部电极温度提升至800℃
‑
1000℃。
[0014]进一步的，所述步骤S1中供给的去离子水供水流量自初始值起每一小时提升5dm3/h直至50
±
5dm3/h。
[0015]进一步的，所述步骤S2中高温保温操作时长为1
‑
10天。
[0016]进一步的，所述步骤S1中去离子水进入到熔炉时，还需要调节端缝流量至75
‑
95Nm3/h，同时调整尾气风机转速以维持熔炉负压为
‑
2mbar～
‑
5mbar。
[0017]进一步的，所述步骤S3中首罐试运行操作具体为：经过步骤S2的高温保温处理后，停止向熔炉中加入去离子水，开始向熔炉内加入高放射性废液，同时启动供料协议；之后开始向陶瓷电熔炉内分批加入供料速率初始值为30
±
5dm3/h的玻璃料，并调节供料速率每4个小时提升5dm3/h，至最高速率为55dm3/h，直至熔炉气腔温度至570
‑
900℃；当熔炉液位到达15mbar值时，停止向陶瓷电熔炉内供高放射性废液，改为供去离子水；并降低熔炉中上部电极电流和底部电极电流，直至熔炉熔池温度为1000
‑
1100℃，底部电极温度为800
‑
900℃时进行出料。
[0018]进一步的，所述步骤S3中降低中上部电极电流和底部电极电流以25A/h的速率进行缓慢降低；所述步骤S5中需将尾气端缝流量调节至10
‑
30dm3/h以及尾气风机维持熔炉负压为
‑
2～
‑
5mbar。
[0019]进一步的，在所述步骤S4中还包括有当存在运行故障时的熔炉暂停运行操作：停止向熔炉内加入高放射性废液，改为向熔炉内加入去离子水，之后停止鼓泡器的运行和玻璃料的加入，并调节电极电流控制熔池温度为1000
‑
1100℃，底部电极温度为800
‑
1000℃。
[0020]进一步的，所述步骤S3和步骤S4中的玻璃料为玻璃珠。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0022](1)在本专利技术中，通过在正式生产之前将熔炉内部温度提升到所需高温并维持高温保温操作1
‑
10天，有助于玻璃融化更加均匀和融化底部晶体，更有利于出料正常，并且在出料前进行降温，有助于出料流速的控制，确保出料的安全性；
[0023](2)在本专利技术中，因为空载运行状态在转入生产运行状态时所需要的时间较长，因此当熔炉发生故障需暂停生产时，通过暂停运行操作可以避免将陶瓷电熔炉转入空载运行状态，此时陶瓷电熔炉温度较空载运行状态高，从而在解决了故障问题后，节省了熔炉重新进入到生产运行状态的时间，不会对连续生产造成影响；
[0024](3)在本专利技术中，通过提前关闭鼓泡器并逐步增加玻璃珠的供料速率的方法使得冷帽的建立更加均匀，且气腔的温度处于冷帽适宜温度，解决了冷帽的翻转问题，降低了放射性物质的挥发。
具体实施方式
[0025]下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的方式包括但不仅限于以下实施例。
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【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运行方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1、熔炉生产前升温预处理操作：熔炉在未进行生产时为空载运行状态，通过调节中上部加热电极和底部电极的电流速率提升熔炉内熔池温度至980℃后供给初始供水流量为10dm3/h并持续增长的去离子水，同时开启鼓泡器；步骤S2、熔炉生产前高温保温操作：在熔池温度达到1000
‑
1160℃，且底部电极温度达到800
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1000℃时，熔炉进行一定时长的高温保温处理；步骤S3、首罐生产试运行操作：通过所述高温保温处理后此时熔炉处于生产运行状态，在进行正式生产运行之前进行一次首罐试运行，之后进行正式生产运行；步骤S4、熔炉正式生产运行操作：在熔炉首罐试运行出料后停止加入去离子水进入熔炉内，向熔炉内加入高放射性废液，同时在关闭鼓泡器后向熔炉内加入最高速率为55dm3/h的玻璃料至熔炉气腔温度至570
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900℃后开启鼓泡器，并在保持熔池温度为1000
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1160℃，底部电极温度为800
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1000℃后开始生产运行；步骤S5、熔炉生产后出料操作：生产结束后，当熔炉内液位计显示值为10
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15mbar时，将出料中频电极功率从初始值5kW提升至20kW后启动出料电极，将出料电极电流从1A开始提升至8A，并维持出料电极电流8A至玻璃流出，当玻璃流出后出料速率到达80kg/h后，关闭出料电极，维持出料速率为120
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150kg/h至出料净重400kg,此时关闭中频电极结束出料，重新以5kW启动中频电极进行维持，直至熔炉液位到达显示值10
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15mbar后，重复步骤S5继续进行下一次出料操作，维持连续生产运行。2.根据权利要求1所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法，其特征在于：所述步骤S1中在调节中上部加热电极和底部电极的电流速率之前需将熔炉加热电极的功率上限调节为60kW。3.根据权利要求2所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法，其特征在于：所述中上部加热电极和底部电极的电流速率调节需以20A/h的速率进行提升，并将底部电极温度提升至800℃
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1000℃。4.根据权利要求3所述的一种高放废液玻璃固化陶瓷电熔炉运行方法，其特征在于：所述步骤S1中供给的去离子水供水流量自初始值起每一小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，吴伟，马敬，常宇，田春雨，郝文江，徐卫东，董海龙，周翔，周子正，石磊，张伟超，黄祖程，
申请(专利权)人：中国核电工程有限公司，
类型：发明
国别省市：