[发明专利]一种核废料玻璃化用固化基材套管式抛圆机

说明书

一种核废料玻璃化用固化基材套管式抛圆机，包括内部为热环境的炉体，所述炉体内设置有可做匀速同心旋转的外筒体和内筒体，所述外筒体和内筒体的同一端均设置有进料口，其另一端均设置有出料口，所述外筒体和内筒体的进料口均略高于出料口设置；所述炉体内的热环境温度沿外筒体和内筒体的轴向呈山形或梯形分布。本发明增加了玻璃球旋转和翻转的工作面积，受热更均匀，抛圆效率提高，单机产能得到提高；外筒体内部的热空间得到充分利用，提高了抛圆机的热效率；内筒体的外周壁上的受热片，不仅增大了传热面积，传热效率更高，而且减轻了热空气的逸出。

技术领域

本发明属于放射性废物处置技术领域，具体涉及一种核废料玻璃化用固化基材套管式抛圆机。

背景技术

核工业、核电站的运行都必然产生一定量的放射性废物，如果得不到安全处置，它们会对人类的生存构成威胁；可借助于固化基材把放射性废物转化为稳定的整块固化体，装入金属容器，埋入地下核废物贮存库，以阻止放射性核素迁移、泄漏，这种深地质处置是当前国际普遍接受的方案。20世纪50年代以来，已研究过多种固化基材固化放射性废物，如将水泥、沥青、聚合物、玻璃、人造岩石等基材和放射性废物一起形成固化体。

相比水泥、沥青、聚合物等固化基材，用玻璃基材与放射性废物一起加热熔融(玻璃化)将得到体积更小、性能更稳定的固化体；由于固化体的体积减小了同时稳定性提高，从而提高了放射性废物处置安全性、降低了固化体深地质处置的成本；玻璃化技术是目前国际上唯一工业应用且发展最成熟的高放废液处理技术。

从实施玻璃化处置放射性废物的技术角度，所用玻璃基材必须具备高的流动性，以保证输送玻璃基材的进料系统高度稳定运行，避免堵塞的风险；然而，现有文献并没有相关玻璃基材的生产方法。

制备球形玻璃基材可防止玻璃基材进料发生堵塞的风险，提高进料系统的稳定性，满足核废料玻璃化无动力进料输送的要求。

目前无论是多辊制球机还是模制玻璃球的圆度和外观光泽，都不能满足核废料玻璃化用玻璃球的圆度技术要求，需要通过常温抛圆和/或升温抛圆的方法制造高精度玻璃球。

对不圆的玻璃球外形和圆度缺陷进行修整加工，简称为抛圆工艺；可以在有外形和圆度缺陷的玻璃球中混合一定量的隔离剂或研磨剂，送入旋转的两端有开口的金属圆筒中，在反复旋转滚动中，去除掉玻璃球上残留的边渣、或因模具错位造成的变形，或模具面上的点蚀造成的圆度和外观等缺陷。

抛圆工艺分为常温法和升温法；常温法是将混合了一定量研磨剂的不圆的玻璃球送入旋转的金属圆筒中经过反复翻转，使圆度得到提高，但不光滑；升温法，也称为火抛，是将混合了一定量隔离剂的不圆的玻璃球送入旋转的金属圆筒中，该金属圆筒从外部热环境获得热量，对金属圆筒内的玻璃球辐射加热至软化点附近±10℃，玻璃球变软，并经过反复翻转，其圆度和光泽得以提高。但是，火抛法卧式抛圆存在一定的缺点：1.玻璃球容易在金属圆筒的底部叠堆，不仅受热不均匀，而且玻璃球旋转和翻转的工作面积有限，抛圆效率极低；2.圆筒内的热空气快速从两端的开口直接逸出，筒内的温度梯度难建立、“热点”(温度最高点，见图2)不突出、不稳定，散热多，能耗高；3.由于“热点”不突出和温度梯度不稳定，加热玻璃球至软化点的时间延长；4.金属圆筒内大部分空间是闲置的，单机产能低。

发明内容

针对目前存在的技术问题，本发明提供了一种满足球形玻璃基材的圆度和核废料玻璃化无动力进料输送的要求，防止玻璃化时球形玻璃基材进料时出现堵塞，提高进料系统的稳定性，提高抛圆机的热效率和单机产能的核废料玻璃化用固化基材套管式抛圆机。

本发明采用的技术方案是：

一种核废料玻璃化用固化基材套管式抛圆机，其特征在于：包括内部为热环境的炉体，所述炉体内设置有可做匀速同心旋转的外筒体和内筒体，所述外筒体和内筒体的同一端均设置有进料口，其另一端均设置有出料口，所述外筒体和内筒体的进料口均略高于出料口设置；所述炉体内的热环境温度沿外筒体和内筒体的轴向呈山形或梯形分布。