[发明专利]电极插入式百公斤级固体放射性废物玻璃固化处理实验系统

说明书

本发明公开了电极插入式百公斤级固体放射性废物玻璃固化处理实验系统，包括电极移动系统、安装底板、水冷循环系统与电气控制系统，安装底板的顶部分别固定安装有保温炉体与进料系统，水冷循环系统的顶部分别固定安装有热水管道与冷水管道。该电极插入式百公斤级固体放射性废物玻璃固化处理实验系统，采用可调电极插入机构，设计一种单次处理量不低于100公斤的玻璃熔融固化固体放射性废物固化处理系统，具有造价低、工序少、操作简单与运行成本低等优点，且该系统可方便地改造为原位玻璃固化装置，具备开展现场原位玻璃固化的能力，保温炉体内部的耐温锆石英坩埚用来盛装污染砂土和包容固化产物，固化结束后无需再增加包装装置。

技术领域

本发明涉及放射性废物固化处理领域，具体是电极插入式百公斤级固体放射性废物玻璃固化处理实验系统。

背景技术

军用核设施发使用和发展会产生大量的固化放射性废物，其中的α废物具有半衰期长以及毒性大等特点，对环境和人类会造成长期威胁，将其固定在稳定的固化体中以阻止放射性物质迁移，再经深层地质处置是当前国际普通接受的处置方案。在固体α废物固化领域内，玻璃固化体具有放射性核素包容性强、生产工艺简单、易于遥控操作等优点，是认可度较高的一种固化技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电极插入式百公斤级固体放射性废物玻璃固化处理实验系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电极插入式百公斤级固体放射性废物玻璃固化处理实验系统，包括电极移动系统、安装底板、水冷循环系统与电气控制系统，所述安装底板的顶部分别固定安装有保温炉体与进料系统，所述水冷循环系统的顶部分别固定安装有热水管道与冷水管道，所述保温炉体包括炉体外壳与炉体隔热层，所述保温炉体的顶部分别贯穿开设有四个电极升降口与热电偶升降口，所述电极移动系统包括伺服电机及减速机、专用吊架、石墨电极冷却紫铜管、梯形丝杠副、伺服控制系统、电极安装套与移动热电偶，且移动热电偶的底部通过热电偶升降口延伸至保温炉体的内部，所述电极安装套的底部固定安装有石墨加热电极，且石墨加热电极的底部位于电极升降口的正上方，所述石墨加热电极的表面套接有隔热波纹管，所述保温炉体的一侧固定安装有铭牌，所述保温炉体的背面分别固定安装有进气管与排气管，所述保温炉体的背面设置有热电偶更换窗口，所述保温炉体的内部设置有八个硅钼加热棒。

所述进料系统包括升降式加热炉底、进出料升降丝杠副、蜗杆减速机、进出导轨、小车进出减速机与炉底升降托板，所述升降式加热炉底的顶部延伸至保温炉体的内部，所述升降式加热炉底的顶部固定安装有固定热电偶，所述固定热电偶的顶部设置有耐温锆石英坩埚。

作为本发明进一步的方案：所述耐温锆石英坩埚的内尺寸为500mm×500mm×350mm，所述耐温锆石英坩埚的最高耐热温度不低于1800度，且其一次性使用。

作为本发明再进一步的方案：所述石墨加热电极的数量有四个，四个石墨加热电极分为两组，且对角石墨加热电极互为一组，两组石墨加热电极电压相位夹角为90度，所述石墨加热电极的为60mm，且其长度为1200mm，所述石墨加热电极采用高纯石墨加工制作。

作为本发明再进一步的方案：所述保温炉体使用含锆石英纤维作为保温材料，且其耐温大于1600度。

作为本发明再进一步的方案：所述保温炉体的一侧贯穿开设有观察窗，所述观察窗的角度为三十五度，且其正对耐温锆石英坩埚的中心。

作为本发明再进一步的方案：所述电气控制系统包括强电控制柜、弱电控制柜与主控制柜，所述强电控制柜、弱电控制柜与主控制柜均采用PLC触屏组态软件完成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：