Устройство для переработки радиоактивных отходов Советский патент 1991 года по МПК G21F9/16 

Изобретение касается переработки радиоактивных веществ.

Целью данного изобретения является повышение технико-экономической эффективности устройства для переработки радиоактивных отходов за счет исключения возможности закупоривания выпуска электроплавителя и гибкого металлопровода шлаками, интенсификации дезактивации радиоактивных металлических отходов за счет аэрирования расплава, расширения круга применяемых матричных материалов при одновременном улучшении качества ко- нечн,ого продукта.

На фиг.1 схематически изображено предложенное устройство; на Лиг.2 - дополнительное дно; на фиг.З - сечение А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг,2; на фнг.5 - конструкция системы распределения воздуха; на фиг.6 - схема блока управления.

Устройство содержит электроплапи- тель I с выпуском 2, буферную камеру 3, гибкий металлопровод 4, систему 5 очистки и откачки воздуха, систему 6 нагрева воздуха, держлтети- направляющие 7, решетку 8, снятому 9 распределения воздуха, узел злгруч- ки 10, приводы II - 14, датчик 15

СЛ

оо оо 1

со

00

положения решетки и датчик 16 температуры расплава, демпферы 17, блок, управления 18, уплотняемые окна 19. Узел загрузки содержит заслонки 20, 21. Кроме того, устройство содержит трубопровод 22, датчики 23 - 28. положения заслонок и выпуска элект- роплавителя, магнитные пускатели 29, 30, электродвигатели 31-33 приводов заслонок и выпуска электроплавителя, электродвигатель привода дополнительного дна.

Внутренний объем электроплавителя

нитным пускателем 30 и реле времени 39.Блок реле 36 предназначен для уп равления выпуском 2 электроплавителя 1 и соединен с электродвигателем 31 привода 14, датчиками 15, 27 и 28, реле времени 40 и блоком реле 35. Блок реле 37 предназначен для управления приводом 1I, обеспечивающим пе ремещение решетки 8, и соединен с электродвигателем 43 привода I I, датчиком 15, реле времени 39 и блоком позиционного регулирования- 41. Блок реле 38 предназначен для управле

Изобретение относится к переработке радиоактивных отходов. Целью изобретения является повышение эффективности устройства за счет предотвращения закупоривания выпуска электроплавителя, интенсификации дезактивации, расширение круга прнменя-i емых материалов при одновременном улучшении качества конечного продукта. Устройство для переработки отходов содержит электроплавнтелн с узлом загрузки, систему очистки, откачки воздуха, буферную камеру, гибкий ме-. таллопровод, блок управления с датчиком и электроприводами. Устройство снабжено дополнительным дном в виде решетки, установленном во внутреннем объеме электроплавителя с возможностью перемещения. Дополнительное дно сопряжено с системой распределения газообразного окислителя и иолы- ми держателям}-направляющими, служащими для подачи окислителя. Изобретение позвопяет повысить надежность получаемого продукта, снизить его стоимость, осуществить переработку и дезактивацию радиоактивных металлических отходов. 3 з.п.ф-лы, 6 ил. Ьп $ (Л

1 соединен с буферной камерой 3 трубо-jj ния приводами 1 2 и 13 обеспечивающими

проводом 22. Держатели-направляющие 7, к которым прикреплено дополнитель- ное дно в виде решетки 8, введены во внутренний объем электроплавителя 1 через уплотняемые окна 19. Переме- 2о щекие держателей-направляющих 7 с решеткой 8 осуществляют с помощью электропривода 11, кинематически связанного с держателями-направляющи- ми 7. Положение решетки 8 контроля- 25 руют датчиком 15. На концах держателей-направляющих 7, связанных с электроприводом I1, установлены демпферы 17. Они предназначены для гашения ударных нагрузок, возникающих при загрузке электроплавителя 1 матричным материалом, и выполнены из упруго деформирующихся материалов. Управление узлом загрузки 10 осуществляют электроприводами 12, 13, положение заслонок 20, 21 контролируют датчиками 23-26. Управление выпуском 2 осуществляют приводом 14. Открытое состояние выпуска 7. контро- лируют датчиком 28, закрытое - дат- о чиком 27, Включение электроплавителя 1 осуществляют магнитным пускателем 29, включение компрессора - пускателем 30. Температуру расплава конт30

35

перемещение заслонок 20 и 21, и соединен с электродвигателями 32, 33 приводов 12 и 13 и датчиками 23 - 25

Блок позиционного регулирования 41 предназначен для задания требуемы температур, регулирования их в задан ных пределах и управления сопряженны ми с ним блоками реле. Он соединен с датчиками 16, 26 и блоками реле 34, 35 и 37.

Реле времени 39 и 40 предназначен для задания интервалов времени в диапазоне от 0 до 30 мин и управления сопряженными с ними блоками 36, 35 и 37. Пульт управления 42 предназ начен для запуска блока управления 18 и аварийного ручного дублирования отдельных блоков.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают на оголовок хранилища, заполненного отработавшими радиоактивными источниками ионизирующего излучения. Радиоактивные металлические отходы подают в приемную камеру узла загрузки 10, затем с гг/льта 42 включают систе му 5 очистки и откачки воздуха и

ролируют датчиком 16. Управление уст- блок управления 18. Блок реле 38

50

ройством осуществляют блоком управления 18,

Блок управления (см,фиг.6) включает блоки реле 34 - 38, реле времени 39 и 40, блок позиционного регулирования 41 и пульт управления 42.

Блок пене 34 предназначен для управления подачей напряжения на нагреватели электроплавителя 1 и соединен с магнитным пускателем 29 и ,, блоком позиционного регулирования 41. Ппок реле 35 предназначен для включения компрессора и соединен с блоком почицмошгог о регулирования 41, магвключает электродвигатель 32 прив да 12, который открывает заслонку узла загрузки 10. Матричный мета в том числе и в виде радиоактивны отходов, подают во внутренний объ узла загрузки 10, Полное открытие заслонки 20 фиксируют датчиком 2 по сигналу которого блок реле 38 реверсирует электродвигатель 32 и привод 12 закрывает заслонку 20. Закрывание заслонки 20 фиксируют датчиком 23, по сигналу которого блок реле 38 включает электродви тель 31 привода 13 и открывает за

j ния приводами 1 2 и 13 обеспечивающими

о 5 о

0

5

перемещение заслонок 20 и 21, и соединен с электродвигателями 32, 33 приводов 12 и 13 и датчиками 23 - 25,

Блок позиционного регулирования 41 предназначен для задания требуемых температур, регулирования их в заданных пределах и управления сопряженными с ним блоками реле. Он соединен с датчиками 16, 26 и блоками реле 34, 35 и 37.

Реле времени 39 и 40 предназначены для задания интервалов времени в диапазоне от 0 до 30 мин и управления сопряженными с ними блоками 36, 35 и 37. Пульт управления 42 предназначен для запуска блока управления 18 и аварийного ручного дублирования отдельных блоков.

Устройство работает следующим образом.

Устройство устанавливают на оголовок хранилища, заполненного отработавшими радиоактивными источниками ионизирующего излучения. Радиоактивные металлические отходы подают в приемную камеру узла загрузки 10, затем с гг/льта 42 включают систему 5 очистки и откачки воздуха и

0

,

включает электродвигатель 32 привода 12, который открывает заслонку 20 узла загрузки 10. Матричный металл, в том числе и в виде радиоактивных отходов, подают во внутренний объем узла загрузки 10, Полное открытие заслонки 20 фиксируют датчиком 24, по сигналу которого блок реле 38 реверсирует электродвигатель 32 и привод 12 закрывает заслонку 20. Закрывание заслонки 20 фиксируют датчиком 23, по сигналу которого блок реле 38 включает электродвигатель 31 привода 13 и открывает заслонку 21. Отходы подают во внутренний объем электроплавителя I на j решетку 8. Ударные нагрузки, возникающие при падении гранулированных или кусковых отходов на регаетку 8, гасятся демпферами 17. По лное открытие заслонки 21 фиксируют датчиком 25. По его сигналу блок реле 38 реверсирует электродвигатель 33 и привод 13 закрывает заслонку 21. По сигналу датчика 26, фиксирующего закрывание заслонки 2I, блок реле 38 отключает электродвигатель 33, а блок регулирования 41 подает сигнал на блок реле 34, который включает нагреватели электроплавителя I, После достижения расплавом заданной температуры, фиксируемой датчиком 16, блок 41 подает сигнал на блок реле 35, который включает компрессор (на чертеже не показан) и реле времени 39. Воздух подают компрессором в систему 6 нагрева воздуха, в которой его подогревают для избежания охлаждения и застывания расплава, и через полые держатели-направляющие 7 направляют в систему 9 распределения воздуха. Нагретый воздух через перфорированны трубопровод системы 9 распределения воздуха поступает под решетку 8, проходит через ее отверстия, очищает их от шлаков и аэрирует расплав. По истечению установленного интервала времени реле времени 39 отключает компрессор, блокирует блок реле 35 и разблокирует блок 37.

После прекращения подачи воздуха расплав нагревается до установленной температуры, фиксируемой датчиком 16. По его сигналу блок 41 включ чает блок 37, который подает напряжение на электродвигатель 43 привода I I. Привод II поднимает решетку 8 в крайнее верхнее положение.

Регаетка 8, поднимаясь, фильтрует расплав, извлекая из него ишаки с сорбированными на них радионуклидами и другие посторонние включения. Очищенный расплав, вытекая через расположенные радиально и имеющие порядно противоположные углы наклона отверстия, перемешивается при этом,

Достижение решеткой крайнего верхнего положения фиксируют датчиком 15, подающим сигнал на блоки реле 36 и 37. Блок реле 37 отключает электродвигатель 43 привода II, а блок 36 включает электродвигатель

10

15

20

387986

31 привода 14. Приволом 14 открывают - выпуск 2 электроплавителя 1. Открытое положение выпуска 2 фиксируют датчиком 28, по сигналу которого блок реле 36 отключает электродвигатель 31 и включает реле времени 40, Расплав из ванны электроплавителя I через выпуск 2 и гибкий метаплопровод 4 выгружают в хранилище с источниками.

Воздух, содержащий радиоактивные аэрозоли и пары металлов, поступает из хранилища в буферную камеру, смешивается с загрязненным воздухом, поступающим по трубопроводу 22 из внутреннего объема электроплавнтеля, очищается и удаляется системой 5 очистки и откачки воздуха.

После истечения установленного промежутка времени реле времени 40 подает сигнал на блок реле 36, который реверсирует электродвигатель 31, и привод 14 закрывает выпуск 2. Закрытое положение выпуска 2 фнкси- 25 руют датчиком 27, по сигналу которого блок реле 36 отключает электродвигатель 31 и разблокирует блок реле 35, после чего устройство переходит в исходное состояние.

Предлагаемое устройство позволяет исключить закупоривание выпуска электроплавителя и гибкого металло- провода шлакп- и обеспечить за сч ет этого надежную работу устройства; интенсифицирояать дезактивацию металлических отход.тч, загрязненных различными радионуклидами, и увеличить степень дезактивации последних, что позволяет регенерировать метаппичес- кие радиоактивные отходы и возвращать их в народное хозяйство; использовать л качестве матричного материала при захоронении высокоактивных радиоактивных отработавших источников ионизирующего излучения и металлические матрицы радиоактивные металлические отходы, что позволяет отказаться от дорогостоящих цветных

металлов и их сплавов и тем самым снн«

яить стоимость захоронения высокоактивных радиоактивных отходов; обеспечить непрерывный процесс переработки радиоактивных металлических отходов переменного состава, поступающих на захоронение после предварительной сортировки, с полью уменьшения объема, что позволяет снизить стоимость захоронения твердых низкоактирных отходов; повысить

30

35

40

45

50

55

надежность захоронения радиоактивных отработавших источников ионизирующего излучения за счет повышения качественных характеристик металло- блока с заключенными в нем источниками ионизирующего .излучения, позволяющего исключить протекание радиа- ционно-стимулированной или электрохимической коррозии на границе пшак- матричный металл или на границе слоев разнородных матричных металлов, приводящей к нарушению герметичности матрицы при длительном хранении отходов и попаданию радионуклидов в окружающую среду.

Формула изобретения

Т

5

вания расплава и расширения круга применяемых матричных материалов, улучшения качества конечного продукта, электроплавнтель снабжен дополнительным дном в виде решетки, установленным во внутреннем объеме элект- роплавителя с возможностью перемещения относительно вертикальной оси совместно с полыми держателями-направляющими, и системой распределения воздуха, при этом на одном из концов держателей-направляющих установлены демпферы, а другие соединены с дополнительным дном и сопряжены с системой распределения воздуха, выполненной в виде перфорированного трубопровода, расположенного под решеткой или в теле решетки, I

ЯуРяГ

- фиг. 7

Г

If

фиг.I

Фиа.З

фигЛ

Я, 241 Z51