一种放射性废物玻璃固化熔炉制造技术

本发明专利技术公开了一种放射性废物玻璃固化熔炉，包括熔炉和位于所述熔炉内部的熔池，所述熔池内设置有多组固定主电极，多组所述固定主电极分别对称设置在所述熔炉内壁的中上部和下部，多组所述固定主电极通过非对称电极供热模式形成多个回路。与现有技术相比，通过熔炉采用非对称的电极供热模式，熔炉内部玻璃液加热状态发生交替，会使玻璃液形成非稳态玻璃流动液，避免炉体内部形成稳态流场，减少死角与静止层，非稳态玻璃流动液流动可减弱贵金属沉积于炉壁或电极头，避免贵金属沉积造成的电极腐蚀，同时由于在电极交替工作时始终有部分电极处于低负荷工作状态，可减少电极的损耗。可减少电极的损耗。可减少电极的损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种放射性废物玻璃固化熔炉


[0001]本专利技术涉及放射性废物处理
，特别涉及一种放射性废物玻璃固化熔炉。

技术介绍

[0002]核能作为一种高效能源，得到了人类的广泛关注。在对核能的利用过程中，难免会产生大量的放射性废物，如不进行妥善处置，会对环境造成很大威胁。尤其在核燃料循环的后端乏燃料后处理过程中产生的高放废液具有放射性、比活度高、含有释热率高和半衰期长的放射性核素、具有很大的生物毒性等特点，乏燃料后处理产生的高放废液处理与处置历来是人们关注的焦点。
[0003]高放废液的固化即把高放废液中的放射性核素牢固地结合到稳定的基材结构中，具有包容性广泛、稳定性高等优点，是目前国际上工艺较成熟、应用最多的高放废液固化技术，并被公认为当前最具有实用价值的方法；玻璃固化是将具有特定组分的基础玻璃与放射性废物混合，经高温熔制形成玻璃液后，注入贮存容器中制备出稳定的玻璃固化体，从而将放射性核素禁锢于玻璃固化体内，满足防止核素迁移的要求。其中固化熔炉是放射性废物玻璃固化工艺的核心；在各类玻璃固化熔炉中，而焦耳加热陶瓷炉在玻璃固化技术上具有处理能力大、能耗小、能够直接液体进料、熔池表面积没有尺寸限制等优点；因此目前在全球范围内，玻璃固化装置以焦耳加热陶瓷熔炉居多；该工艺利用玻璃熔体的高温导电特性，通过电极供电，利用玻璃熔体自身产生的焦耳热作为热源，提供玻璃熔融所需要的热量。其中熔炉内的电极的排布方式、电流的分配对高放废液固化工艺具有决定性的作用。
[0004]现有的焦耳加热玻璃固化熔炉普遍使用固定电极对原料进行加热，工作模式相对固定，生产过程中熔炉内玻璃液形成稳定的对流场，但在边缘、侧壁等部位容易形成紊流或死角，不利于玻璃熔制均匀，同时容易发生贵金属沉积，当贵金属沉积在主电极表面，在电流尖端效应下会造成点状腐蚀，影响熔炉的使用寿命。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种具有非平衡供电，能够有效解决现有玻璃固化熔炉内玻璃液熔制不均匀、电极无法更换、易发生贵金属沉等问题的放射性废物玻璃固化熔炉。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：包括熔炉和位于所述熔炉内部的熔池，所述熔池内设置有多组固定主电极，多组所述固定主电极分别对称设置在所述熔炉内壁的中上部和下部，多组所述固定主电极通过非对称电极供热模式形成多个回路。
[0007]进一步，多组所述固定主电极为三组，分别为第一电极、第二电极；第三电极、第四电极；第五电极、第六电极；其中第一电极、第二电极；第三电极、第四电极分别两两对称设置与所述熔炉内壁的中上部，所述第五电极、第六电极设置于所述熔炉内壁的下部。
[0008]进一步，所述固定主电极由电极头和电极轴组成，所述电极轴一端与所述电极头连接，所述电极轴内部设置有用于监控所述电极头温度的热电偶，所述热电偶与所述电极轴内壁之间设置有冷却压空进出通道。
[0009]进一步，在所述第一电极、第二电极之间设置有鼓泡器。
[0010]进一步，所述非对称电极供热模式包括正对模式、交叉模式和三角模式，所述第一电极、第二电极；第三电极、第四电极通过正对模式构成第一回路和第二回路，通过交叉模式构成第三回路或第四回路，通过三角模式构成第五回路。
[0011]进一步，所述正对模式为分别对所述第一电极、第二电极供电从而构成所述第一回路，并分别对所述第三电极、第四电极构成所述第二回路，所述第一回路和第二回路的电流大小不同，其中所述第一回路电流设置为所述第二回路的40％
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100％之间，并在运行一段时间后调换两个回路电流大小。
[0012]进一步，所述交叉模式为分别对第一电极、第四电极供电从而构成第三回路，此时第二电极、第三电极暂停供电；第二电极、第三电极构成第四回路，此时第一电极、第四电极暂停供电；第三回路和第四回路两种回路间隔运行。
[0013]进一步，所述交叉模式为分别对第二电极、第三电极供电从而构成第四回路，此时第一电极、第四电极暂停供电。
[0014]进一步，所述三角模式为断开位于所述熔炉内壁的中上部电极任意一侧的所述第一电极、第二电极、第三电极、第四电极其中一个电极，其同侧的另一个电极与熔池中上端另一侧的两个电极形成第五回路，所述第一电极、第二电极、第三电极、第四电极可间隔关闭从而对形成第五回路的电极进行替换。
[0015]进一步，当所述第一回路、第二回路、第三回路、第四回路和第五回路中的任意处于断开或低电流运行状态时的电极的温度低于其他正常送电工作电极温度的16％时，则更换为其它非对称电极供热模式。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0017]在本专利技术中，通过熔炉采用非对称的电极供热模式，熔炉内部玻璃液加热状态发生交替，会使玻璃液形成非稳态玻璃流动液，避免炉体内部形成稳态流场，减少死角与静止层，非稳态玻璃流动液流动可减弱贵金属沉积于炉壁或电极头，避免贵金属沉积造成的电极腐蚀，同时由于在电极交替工作时始终有部分电极处于低负荷工作状态，可减少电极的损耗。
附图说明
[0018]图1为本专利技术中的熔炉纵向剖视结构示意图；
[0019]图2为本专利技术中的熔炉俯视剖视结构示意图；
[0020]图3为本专利技术中固定电极剖视结构示意图；
[0021]图4为本专利技术中第一回路示意图；
[0022]图5为本专利技术中第二回路示意图；
[0023]图6为本专利技术中第三回路示意图；
[0024]图7为本专利技术中第四回路示意图；
[0025]图8为本专利技术中第五回路示意图；
[0026]其中，附图标记对应的名称为：
[0027]熔炉1、熔池2、进料口3、出料口4、鼓泡管5、液位计6、第一电极E1、第二电极E2、第三电极E3、第四电极E4、第五电极E5、第六电极E6、电极头7、热电偶8、冷却压空进出通道9、
电极轴10。
具体实施方式
[0028]下面结合附图说明和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。
[0029]实施例1
[0030]参考图1
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图3所示，本实施例中的一种放射性废物玻璃固化熔炉，熔炉内部的熔池由耐火陶瓷砖砌筑而成，在熔池壁上固定设置有三对固定主电极，包括第一电极E1、第二电极E2；第三电极E3、第四电极E4；第五电极E5、第六电极E6。
[0031]其中第一电极E1、第二电极E2；第三电极E3、第四电极E4两两对称设置在熔池壁的中上部，第五电极E5、第六电极E6设置在熔池壁的下部；
[0032]固定主电极均由电极头7和电极轴10构成，电极头7为板式电极头，电极轴10中心设有用来监控电极头的温度的热电偶8，在热电偶8外设置有冷却压空进出通道9，用于压空流动来冷却电极头，延长电极的使用寿命。
[0033]进一步的，在第一电极E1、第四电极E4的对角线位置设置有鼓泡器，通过鼓泡器对熔池内进行鼓泡，加强熔炉玻璃液对流，使得熔炉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种放射性废物玻璃固化熔炉，包括熔炉和位于所述熔炉内部的熔池，其特征在于：所述熔池内设置有多组固定主电极，多组所述固定主电极分别对称设置在所述熔炉内壁的中上部和下部，多组所述固定主电极通过非对称电极供热模式形成多个回路。2.根据权利要求1所述的一种放射性废物玻璃固化熔炉，其特征在于：多组所述固定主电极为三组，分别为第一电极(E1)、第二电极(E2)；第三电极(E3)、第四电极(E4)；第五电极(E5)、第六电极(E6)；其中第一电极(E1)、第二电极(E2)；第三电极(E3)、第四电极(E4)分别两两对称设置与所述熔炉内壁的中上部，所述第五电极(E5)、第六电极(E6)设置于所述熔炉内壁的下部。3.根据权利要求2所述的一种放射性废物玻璃固化熔炉，其特征在于：所述固定主电极由电极头(7)和电极轴(10)组成，所述电极轴(10)一端与所述电极头(7)连接，所述电极轴(10)内部设置有用于监控所述电极头(7)温度的热电偶(8)，所述热电偶(8)与所述电极轴(10)内壁之间设置有冷却压空进出通道(9)。4.根据权利要求3所述的一种放射性废物玻璃固化熔炉，其特征在于：在所述第一电极(E1)、第二电极(E2)之间设置有鼓泡器(5)。5.根据权利要求4所述的一种放射性废物玻璃固化熔炉，其特征在于：所述非对称电极供热模式包括正对模式、交叉模式和三角模式，所述第一电极(E1)、第二电极(E2)；第三电极(E3)、第四电极(E4)通过正对模式构成第一回路和第二回路，通过交叉模式构成第三回路或第四回路，通过三角模式构成第五回路。6.根据权利要求5所述的一种放射性废物玻璃固化熔炉，其特征在于：所述正对模式为分别对所述第一电极(E1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张威，朱永昌，马敬，常宇，杨德博，董海龙，吴伟，崔竹，李鑫，田春雨，孙元成，周强，赵庆彬，刘豪，赵永祥，巫帅珍，孙敏航，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究总院有限公司中国核电工程有限公司，
类型：发明
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