用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构

技术领域

本发明属于放射性废液处理领域，具体涉及一种用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构。

背景技术

我国核燃料循环前段已经基本建立起了比较完整的工业体系，但核燃料循环后段(包括高放废物处理与处置等)正处于研发/设计阶段，至今未能形成自主的工业生产能力。玻璃固化技术是核燃料闭式循环中技术难度很大的一个环节，其涵盖核化工、放射化学、高温化学、硅酸盐材料学、电磁学、机械设计和制造、自动化控制等专业和学科，加之涉及强放射性和高温操作，对材料和设备要求高，对设备的可靠性、稳定性和安全性要求远高于普通工业要求，因此对其工艺/设备的研发/设计提出了很高要求。由于以往的技术贮备不足，因此玻璃固化技术成为我国核燃料循环中较为薄弱的环节。

当前，我国已经确定了高放废液处理技术路线采用玻璃固化技术。其中，两步法冷坩埚玻璃固化技术由于具有处理温度高、熔炉使用寿命长、适合长期连续运行等其它固化技术所不能比拟的优点，已被定为我国今后高放废液玻璃固化技术的发展方向，并被列为核工业十大瓶颈技术之一，我国乏燃料后处理商业厂也将该技术作为高放废液玻璃固化处理的备选技术之一。

回转煅烧炉作为两步法玻璃固化技术第一步的处理设备，具有操作简单、处理能力大等优点，可以将废液中的水分和大部分硝酸根通过蒸发、煅烧工艺过程去除，进而转化成固体颗粒物后再进入玻璃熔炉处理，有效解决了后续玻璃熔炉中气压波动和熔制时间显著延长等问题。目前，回转煅烧炉作为第二代玻璃固化技术(回转煅烧炉+热坩埚两步法)和第四代玻璃固化技术(回转煅烧炉+冷坩埚两步法)的核心设备，已经在法国、英国等国家实现了工业规模的高放废液处理。

作为回转煅烧工艺的重要步骤，放射性废液的进料必不可少，然而国内外现有文献中并未详尽公开回转煅烧炉的进料区结构设计，因此若要实现回转煅烧炉技术自主化，就必须开发出相应的回转煅烧炉进料区结构。

发明内容

为了解决我国放射性废液回转煅烧炉技术不完善、不成熟等问题，实现放射性废液回转煅烧炉技术自主化，本发明提供了一种用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构。

该用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构包括进料管、废液进料口、尾气排气管；所述进料管为两端密封的管体，所述进料管被隔板分隔为上下两部分，所述隔板上具有通气孔，形成上半部分的气流通道和下半部分的液流通道；所述废液进料口和所述尾气排气管位于所述进料管的同一端，所述废液进料口与所述液流通道相连通，所述尾气排气管通过倾斜管段与所述气流通道相连通；所述倾斜管段与所述尾气排气管相连通的一端高于与所述液流通道相连通的一端；所述液流通道的底部具有煅烧炉供料口。

根据一个实施例，所述气流通道和所述液流通道的截面面积比为1:1～2:1。

根据一个实施例，所述废液进料口为快速接口。

根据一个实施例，所述煅烧炉供料口可以采用多孔结构。

进一步地，所述多孔结构的孔径为2-5mm。

进一步地，所述多孔结构的各开孔呈矩阵式分布，且任意相邻的孔中心间距为4～6mm。

根据一个实施例，所述倾斜管段的倾角为10°-45°。

本发明用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构采用了全新的自主设计，具有结构设计简单，节省空间，便于工艺长期稳定运行等优点。所采用的气液隔离式进料管结构有效实现了废液进料的气液分离，配合以带有倾斜管段的尾气排气管，又实现了尾气冷凝液的顺利回流，有效避免了尾气中夹带液体而造成的不良后果。与此同时，本发明的上述结构设计还使得该进料区结构能够设置在回转煅烧炉的动密封区域，并穿过动密封结构，通过其气液分离设计及带有倾斜管段的尾气排气管顺利的将尾气分离并排出回转煅烧炉，有效避免了气体离开回转煅烧炉内部加热区后遇冷，使得产生的冷凝液从动密封区域渗出的问题，实现良好的密封。此外，本发明的上述结构设计没有采用液体处理设备惯用的进料仓结构，而是以废液进料口、进料管、尾气排气管等结构直接加以代替，极大减轻了结构重量，同时避免了进料仓积存尾气冷凝液的情况，并使整个回转煅烧炉结构更加紧凑。

附图说明

图1为根据本发明实施例的用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构示意图。

图2为根据本发明实施例的用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构的工作示意图。

附图标记：1.进料管，2.废液进料口，3.尾气排气管，4.隔板，5.通气孔，6.气流通道，7.液流通道，8.倾斜管段，9.煅烧炉供料口，10.回转煅烧炉炉管，11.动密封结构。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。

在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明的实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。为了清楚地示出各个部件的细节，附图中的各个部件并不是按比例绘制的，所以附图中的各个部件的比例也不应作为一种限制。

本发明的用于处理放射性废液的回转煅烧炉进料区结构包括进料管1、废液进料口2、尾气排气管3；所述进料管1为两端密封的管体，所述进料管1被隔板4分隔为上下两部分，所述隔板4上具有通气孔5，形成上半部分的气流通道6和下半部分的液流通道7；所述废液进料口2和所述尾气排气管3位于所述进料管1的同一端，所述废液进料口2与所述液流通道7相连通，所述尾气排气管3通过倾斜管段8与所述气流通道6相连通；所述倾斜管段8与所述尾气排气管3相连通的一端高于与所述液流通道7相连通的一端；所述液流通道7的底部具有煅烧炉供料口9。

根据一个示例，所述气流通道6和所述液流通道7的截面面积比为1:1～2:1，有利于气流和液流的流量分配。

根据一个示例，所述废液进料口2为快速接口，便于快速连接。

根据一个示例，所述煅烧炉供料口9可以采用多孔结构，以便使废液分散成小液滴，提高废液在炉管内的煅烧效果。

进一步地，所述多孔结构的孔径为2-5mm，以获得较好的废液分散效果。

进一步地，所述多孔结构的各开孔呈矩阵式分布，且任意相邻的孔中心间距为4～6mm，以获得较好的废液分散效果。

根据一个示例，所述倾斜管段8的倾角为10°-45°，便于尾气冷凝液的顺利回流。

实施例1

采用包含本发明的回转煅烧炉进料区结构设计的回转煅烧炉对放射性废液进行蒸发/煅烧处理，进料区结构的有关设定为：气流通道6和液流通道7的截面面积比为1:1，煅烧炉供料口9可以采用多孔结构，孔径均为4mm，任意相邻的孔中心间距为5mm，倾斜管段8的倾角为35°，具体处理步骤如下：

启动回转煅烧炉，通过废液进料口2向进料管1内进料，废液经由液流通道7、煅烧炉供料口9向回转煅烧炉炉管10内供料，废液在回转煅烧炉炉管10内蒸发/煅烧。产生的尾气经由煅烧炉供料口9、隔板4上的通气孔5、气流通道6、倾斜管段8、尾气排气管3等结构排出回转煅烧炉至尾气处理系统。

上述处理过程表明：通过采用本发明的回转煅烧炉进料区结构设计，可使放射性废液进料及尾气排放等操作较为简单，回转煅烧炉运行稳定性好，动密封区域无冷凝液渗出情况，能够实现长期运行。

虽然根据本发明总体构思的一些实施例已被显示和说明，然而，本领域普通技术人员应理解，在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下，可以对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。