ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ Советский патент 1994 года по МПК C03B5/27 

Изобретение относится к устройствам для варки стекла, в частности к конструкциям электрических стекловаренных печей, и может быть использовано для фиксации в устойчивой среде жидких радиоактивных отходов с последующей порционной выдачей готового продукта в контейнеры.

Цель изобретения - повышение производительности печи при периодическом сливе готовой продукции.

На чертеже показана предлагаемая печь, продольный разрез.

Электрическая стекловаренная печь содержит огнеупорную ванну 1, образованную варочным 2 и выработочным 3 бассейнами, соединенными заглубленным протоком 4. В варочном бассейне размещены донные электроды 5 для подвода электрической энергии в расплав стекла и питатель 6 для подачи предварительно флюсованных стеклообразующими добавками жидких радиоактивных отходов. В выработочном бассейне размещен порог 7, который создает зону 8 для накопления порции сливаемого готового продукта, а в стене выработочного бассейна выполнено отверстие 9, снабженное пробкой 10 и лотком 11.

При этом низ "а" (самая нижняя точка) отверстия расположен ниже верхней плоскости "б" порога на 0,8-1,0 диаметра отверстия и на расстоянии "в" от дна 12 выработочного бассейна, равном 0,3-0,5 высоты порога. Кроме того, порог находится на расстоянии "г", равном 0,5-1,5 своей ширины от заглубленного протока.

Размещение порога в выработочном бассейне позволяет практически исключить колебание уровня стекломассы в варочном бассейне, благодаря тому, что накопление стекломассы и колебание ее уровня происходит только в выработочном бассейне, где дестабилизация электрических параметров не влияет на производительность печи.

Расстояние между заглубленным протоком и порогом необходимо выполнить равным 0,5-1,5 ширины порога. Это расстояние обусловлено необходимым количеством тепла, аккумулированного стекломассой, находящейся между заглубленным протоком и порогом, для поддержания ее в жидкотекучем состоянии.

С уменьшением расстояния между заглубленным протоком и порогом менее 0,5 ширины порога аккумулированного тепла окажется недостаточно для восполнения теплопотерь через кладку и зеркало стекломассы, температура последней снизится, увеличится ее вязкость, затруднится истечение ее через заглубленный проток и порог.

Вследствие этого в варочном бассейне повысится уровень стекломассы, что приведет с одной стороны к увеличению тепловых потерь, а с другой к уменьшению удельной мощности печи, температура стекломассы начнет снижаться, повысится ее сопротивление, понизится сила тока, а следовательно снизится производительность печи.

Увеличение расстояния между заглубленным протоком и порогом более 1,5 ширины порога нецелесообразно ввиду увеличения теплоизлучающей поверхности теплопотерь.

Расположение нижней точки отверстия устройства для слива готового продукта ниже верхней плоскости порога на 0,8-1,0 диаметра отверстия создает условия для быстрого слива готового продукта с образованием минимального гарнисажа.

Расположение нижней точки отверстия устройства для слива на расстоянии от дна, равном 0,3-0,5 высоты порога, позволяет оставлять часть накопленного расплава с аккумулированным в нем теплом и установить в этом расплаве электроды для восполнения теплопотерь.

Для приема готового продукта предназначен контейнер 13, устанавливаемый под лотком 11.

Печь работает следующим образом.

Для запуска в варочный 2 и выработочный 3 бассейны печи засыпается бой стекла. Затем печь нагревается до температуры, необходимой для расплавления стекла. Когда расплавленное стекло приобретает свойство электропроводности через донные электроды 5 подается электрический ток для дальнейшего разогрева стекломассы до температуры, необходимой для остекловывания (фиксации) жидких радиоактивных отходов.

После этого на зеркало стекломассы постоянно подаются предварительно флюсованные стеклообразующими добавками жидкие радиоактивные отходы.

При прохождении электрического тока через расплав стекломассы выделяется тепло, идущее на испарение влаги из отходов, кальцинацию окислов и стеклообразование. За счет конвективных потоков стекломассы происходит распределение радиоактивных изотопов из отходов по весу объему стекломассы. Готовый продукт через порог 7 поступает в накопительную зону 8.

При накоплении порции стекломассы с отходами, объем которой обусловлен взаимным расположением порога 7, заглубленного протока 4, отверстия 9 и дна 12 выработочной зоны, из отверстия 9 извлекается пробка 10 и готовый продукт по лотку 11 поступает в контейнер 13. Контейнер транспортируется в хранилище отходов.

Технико-экономические преимущества предлагаемой печи в сравнении с известными конструкциями печей заключаются в следующем.

При непрерывной работе печи с периодическим сливом готового продукта стабилизируются электрические параметры процесса варки стекла за счет исключения колебаний уровня стекломассы в печи. Не происходит уменьшения удельной мощности печи, не увеличивается сопротивление слоя стекломассы, не уменьшается и количество тепла, подводимого электронагревателями. Производительность печи увеличивается на 30-40%. Кроме того, исключение колебаний уровня стекломассы увеличивает срок службы огнеупора стен варочного бассейна печи.

Изобретение может быть использовано для фиксации в устойчивой среде жидких радиоактивных отходов с последующей порционной выдачей готового продукта в контейнеры. Цель изобретения - повышение производительности печи при периодическом сливе готового продукта. Электрическая стекловаренная печь содержит огнеупорную ванну, разделенную заглубленным протоком 2 на варочный 3 и выработочный 4 бассейны. Расплавленная стекломасса из варочного бассейна через проток и порог 7 поступает в зону 8 накопления. При накоплении порции стекломассы из отверстия 9 извлекается пробка 10 и готовый продукт по лотку 11 сливается в контейнер 13. Благодаря созданию зоны накопления стекломассы за счет установки порога в выработочном бассейне в варочном бассейне не происходит колебаний уровня стекломассы, электрические параметры процесса варки стабильны, производительность печи повышается и снижается коррозия огнеупоров. 1 ил.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ для переработки радиоактивных отходов, содержащая варочный бассейн, соединенный заглубленным протоком с выработочным бассейном, с порогом и отверстием для слива готового продукта, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности печи при периодическом сливе готового продукта, расстояние от порога до заглубленного протока равно 0,5 - 1,5 ширины порога, а нижняя точка отверстия для слива готового продукта расположена ниже уровня порога на 0,8 - 1,0 диаметра отверстия и на расстоянии от дна выработочного бассейна, равном 0,3 - 0,5 высоты порога.