ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ R E P U B L I K A ( 19 )
POPIS VYNÁLEZU
200 939
K AUTORSKÉMU OSVĚDČENÍ
(И)
CBi)
m
(23) Výstavní priorita (22) Přihlášeno 2 1 1 2 (21) FV 8 7 3 0 - 7 8
(51) Int. C1.3C 03 В 5/02 G 21 P 9/00
78
ÚŘAD PRO VYNÁLEZY A OBJEVY
(40) Zveřejněno (45) Vydáno
31 01 80 01 02 83
PACOVSKÍ VLADIMÍR i n g . , C S o . , KUTNÁ HORA Autor vynálezu KOBÁREK FRABTIŠEK,
PRAHA
VOJTĚCH OTAKAR I n g . , C S e . , M U PRAHY STEJSKAL JIŘÍ i n g . , ROZTOKY U PRAHY
(54) Způsob z a t a v o v á n í r a d i o a k t i v n í h o odpadu do s k l o v i n y a z a ř í z e n í k provádění t o h o t o způsobu
1
Vynález s e týká způsobu z a t a v o v á n í r a d i o a k t i v n í h o odpadu do s k l o v i n y , p ř i kterém s e r a d i o a k t i v n í odpad a s k l o t v o r n é s u r o v i n y z a h ř í v a j í na t a v i č i t e p l o t u e l e k t r i c k ý m indukčním ohřevem a z í s k a n á t a v e n i n a s e v y p o u š t í do nádoby určené k t r v a l é m u u l e ž e n í . Vynález s e t ý k á £éž z a ř í z é n í k provádění způsobu s e s t á v a j í c í h o z v á l c o v i t é t a v i č i n á doby, j e j í ž p l á ž í j e obklopen induktorem a j e opatřena v h o r n í č á s t i víkem s násypkami a v d o l n í č á s t i zvýšeným středovým výtokem, pod kterým j e j í m a c í nádoba. F i x a c e r a d i o a k t i v n í c h odpadů j e j i c h zatavováním do s k l o t v o r n ý c h l á t e k nebo h o r n i n v y ž a d u j e s p e c i f i c k é podmínky určované především a k t i v i t o u p r o s t ř e d í . Z důvodů p r o s t o r o v ý c h , m a n i p u l a č n í c h , h e r m e t i z a č n í c h a e x h a l a č n í c h s e způsob otopu z u ž u j e na o b l a s t v y t á p ě n í e l e k t r i c k o u e n e r g i í , Z uvedených důvodů s e v š a k nehodí a n i způsoby a4 h l a v n ě e l e k t r i c k é p e c e , k t e r ý c h s e p o u ž í v á ve s k l á ř s k é m průmyslu k t a v e n í , s k e l . Ve francouzském patentovém s p i s e č . 2 , 0 5 4 * 4 6 4 j e popsán způsob z a t a v o v á n í p r o duktů š t ě p e n í do s k l o v i n y , j e h o ž p o d s t a t a s p o č í v á v tom, že k a l c i n o v a n é produkty š t ě pení a l á t k y , s nimiž v y t v o ř í s k l o v i n u , s e z a h ř í v a j í i n d u k c í e l e k t r i c k é h o proudu o v y soké f r e k v e n c i , t j . 10 fcHz až 10 HHz a u t a v e n é s k l o s e v y p o u š t í po indukčním ohřevu z t u h l é hmoty v e v ý t o k u do j í m a c í nádoby určené k t r v a l é m u s k l a d o v á n í . Tavení s e
začí-
ná pomocí kovových t ř í s e k , n a p ř í k l a d z h l i n í k u nebo z e ž e l e z a , nebo p o u ž i t í m s k l a
214 200
ji-
200 93S ného s l o ž e n i « e n i ž š í t a v í c í t e p l o t o u než potom má p o u ž i t é z á t a v o v é s k l o *
Obsahují-li
k a l c i n o v a n é produkty molybden, p o u ž í v á s e k z a t a v o v á n í f o s f o r e č n é h o s k l a ,
obsahují-li
k a l c i n o v a n é produkty h l i n í k , p o u ž í v á s e к z a t a v o v á n í k ř e m i č i t é h o s k l a , К p r o v á d ě n í z p ů sobu s l o u ž í v á l c o v i t á t a v i č i nádoba z e l e k t r i c k y I z o l a č n í h o žáruvzdorného m a t e r i á l u , j e j í ž p l á š í j e obklopen indukterem napojeným na z d r o j v y s o k o f r e k v e n č n í h o proudu a c h l a d i c í m i t r u b k a m i . V h o r n í č á s t i j e nádoba o p a t ř e n a víkem в násypkou pro r a d i o a k t i v n í k a l c i n á t a násypkou pro s k l o t v o r n é l á t k y , u p r o s t ř e d dna j e z v ý š e n ý v ý t o k vybavený t o p ným induktorem* Z a ř í z e n í j a k o c e l e k j e u m í s t ě n o v uzavřeném p r o s t o r u , k t e r ý j e
silně
o d i z o l o v á n od o k o l í . Vysokou f r e k v e n c í s e z a h ř í v a j í i d i e l e k t r i k a , t a k ž e s e nežádoucím způsoben z a h ř í v a j í i o s t a t n í č á s t i p e c e , k t e r é n e j s o u v přímé s o u v i s l o s t i s t a v í c í m procesem* P r o t o ž e t a v e n í s e p r o v á d í přímo indukčním ohřevem, j e nutno p ř i n e t a v e n í p o u ž í v a t kovových t ř í s e k nebo n í z k o t a v i t e l n ý c h s k i o v i n . Výtok musí být rovněž v y h ř í v á n , t a v e n i n a má š p a t n o u homogenitu a ř í z e n í t a v í c í h o p r o c e s u j e o b t í ž n ě r e g u l o v a t e l n é , p r o t o ž e s c h á z í ú d a j e o t e p l o t ě t a v e n i n y v různých r o v i n á c h . Uvedené nevýhody s e o d s t r a n í nebo p o d s t a t n ě omezí p o d l e v y n á l e z u , j e h o ž p o d s t a t a s p o č í v á v tom, že t a v e n í s e p r o v á d í e l e k t r i c k o u I n d u k c í s t ř e d n í f r e k v e n c e a proud
ta-
v e n i n y s m ě ř u j í c í d o l ů s e o b r a c í směrem vzhůru k o b l a s t i o d b ě r u , přičemž s e s l e d u j e
te-
p l o t a t a v e n i n y a l e s p o ň v o b l a s t i t e p e l n é h o maxima. K tomu s l o u ž í z a ř í z e n í , j e h o ž p o d s t a t a s p o č í v á v tom, že i n d u k t o r j e n e p o j e n na z d r o j s t ř e d o f r e k v e n č n í h o proudu a kolem v ý t o k u j e s o u s t ř e d n ě e ním u m í s t ě n a t r u b i c e , j e j í ž h o r n í č á s t p r o c h á z í víkem a d o l n í konec j e v r o v i n ě mezi dnem a v ý p u s t n í m otvorem v ý t o k u . 7 t r u b i c i j e ahora z a s u n u t nejméně j e d e n t e r m o č l á n e k , k t e r ý může b ý t s výhodou v e r t i k á l n ě v r a t n ě
přestavitelný.
S t ř e d o f r e k v e n č n í proud s t a č í к přímému nebo nepřímému u t a v e n í s u r o v i n , a n i ž by е е nadměrně z a h ř í v a l y s o u č á s t i z a ř í z e n í v y r o b e n é z d i e l e k t r i k . P l á š í n e n í n u t n é c h l a d i t a v ý t o k n e n í n u t n é v y h ř í v a t , p ř i z a č á t k u t a v e n í n e n í n u t n é p o u ž í v a t kovových t ř í s e k a n i s k e l j i n é h o s l o ž e n í * Pomocí t r u b i c e kolem v ý i é k u е е v e r t i k á l n í , ne z c e l a
jednolité
proudy t a v e n i n y u s m ě r ň u j í do zúženého p r o s t o r u u dna a mezi t r u b i c í a v ý t o k e m , kde s e s p o j u j í , navzájem p r o l í n a j í a t í m s e t a v e n i n a před v y p o u š t ě n í m chemicky i t e p e l n ě h o m o g e n i z u j e . J e d e n nebo v í c e termočlánků v o b l a s t i t e p l o t n í h o maxima nebo v e v í c e v i n á c h umožňují s l e d o v a t t e p l o t u t a v e n i n y a na z á k l a d ě z j i š t ě n ý c h hodnot
ro-
optimalizovat
průběh t a v í c í h o p r o o e s u . P ř í k l a d n é p r o v e d e n í v y n á l e z u j e popsáno d á l e a s c h e m a t i c k y znázorněno na p ř i p o j e ném v ý k r e s u , p ř e d s t a v u j í c í m n á r y s n ý osový ř e z
zařízením*
V á l c o v i t á t a v i č i nádoba J. s e s t á v á z b o č n í s t ě n y 2 , dna 2 kem 1 * B o č n í s t ě n a
dno 2
1
a
navrch j e uzavřena v í -
v í k o 4 j s o u z a u s t e n i t i o k é o c e l i nebo p l a t i n y , v p ř í p a d ě
s i l n ě k o r o z i v n í c h s k l o v i n j s o u o p a t ř e n y u v n i t ř j e š t ě v r s t v o u z e žáruvzdorného m a t e r i á l u o d o l n é h o v ů č i k o r o z i v n í m účinkům t ě c h t o s k l o v i n * B o č n í s t ě n a 2 , dno 2 1 v í k o 4
jsou
o b a l e n y i z o l a c í £ z e ž á r u v z o r n ý c h v l á k e n a b o č n í s t ě n a 2 j e obklopena i l i u k t o r e m £ n a -
200 939 pojeným na z d r o j J. s t ř e d o f r e k v e n č n í h o proudu. Ve dně 2. 3 e dutý s t ř e d o v ý z v ý š e n ý v ý t o k 8 s výpustním otvorem 2. ua v r c h n í č á s t i . Do v í k a ± ú s t í d v o j i c e násypek 1 0 . 1 1 . Ve v í k u 1 j e z a s a z e n a h o r n í č á s t t r u b i c e 1 2 . s o u s t ř e d n é s výtokem 8 , j e j í ž d o l n í konec j e v r o v i n ě mezi dnem 2
a
v ý p u s t n í m otvorem £ v í t oku 8 . Ha t r u b i c i ,12 o p a t ř e n o u s h o r a závěrkou
13 j e p ř i p o j e n o d t a h 1J; p l y n n ý c h z p l o d i n f i x a c e a v t r u b i c i 12, j e u m í s t ě n t e r m o č l á n e k 1£ к měření t e p l o t y . Ha v ý k r e s e j e z n á z o r n ě n j e d e a pevný termočlánek 1 5 . j e možné v š a k i p r o v e d e n í s v e r t i k á l n ě v r a t n ě p ř e s t a v i t e l n ý m termočlánkem
nebo s v í c e
termočlánky
15 umístěnými v různých odstupňovaných v ý š k á c h . Pod výtokem §, j e p r s t e n e c
sloužící
к upevnění t a f l c í nádoby J, к z á k l a d n í d e s c e 12 a j í m a c í nádoba 18, C e l é z a ř í z e n í u m í s t ě n o v uzavřeném p r o s t o r u
tvořeném s t ě n a m i 2 0 , k t e r é důkladně i z o l u j í
je
zařízení
od o k o l í , v němž j s o u neznázorněné m a n i p u l a č n í a r e g u l a č n í mechanismy. Zařízení funguje následovnět Směs r a d i o a k t i v n í h o odpadu a s k l o t v o r n ý c h l á t e k v e formě f r i t y ,
kalcinovanéhé
prášku nebo r o z t o k u s e dodává d v o j i c í násypek 1 0 . 1 1 do t a v i č i nádoby J., S t ř e d o f r e k venčním proudem 50 Hz a ž 10kHz s e z a h ř í v á b o č n í s t ě n a 2 z kovu a od n í směs u r č e n á к t a v e n í , v p ř í p a d ě s i l n ě a g r e s i v n í c h s k l o v i n přes. k o r o z i v z d o r n o u v r s t v u , až na t a v i č i t e p l o t u . Plynné z p l o d i n y f i x a c e s e o d t a h u j í odtahem 1 4 . Tavenina p r o u d í v e r t i k á l n ě směrem d o l ů , p o d t é k á d o l n í konec t r u b i c e 1 2 t a proudí zúženým p r o s t o r e m mezi t r u b i c í 12 a výtokem 8 a t í m s e chemicky i t e p e l n ě homogenizuje a homogenní t a v e n i n a v y t é k á k o n t i n u e l n ě výpustním otvorem 2. do j í m a c í nádoby 1 8 . Přitom s e pomocí t e r m o č l á n k u
ne-
bo termočlánků měří t e p l o t a a p o d l e naměřených hodnot s e r e g u l u j í topné proudy do i n duktoru 6,
a t o p o d l e druhu v s t u p u j í c í h o m a t e r i á l u , j e h o z r n i t o s t i , t a v i t e l n o s t i a p o d -
l e f y z i k á l n í c h v l a s t n o s t í t a v e n i n y . P o d l e t o h o s e v o l í i průměr t r u b i c e 12 a j e j í
vzdá-
l e n o s t od dna Způsob a z a ř í z e n í j s o u určeny p ř e d e v š í m к n e p ř e t r ž i t é m u p r o c e s u z a t a v o v á n í
radio-
a k t i v n í h o odpadu do s k l o v i n y , j e možno j i c h v š a k p o u ž í t i к t a v e n í j i n ý c h m a t e r i á l ů , k t e r é v y ž a d u j í obdobné z v l á š t n í podmínky, n a p ř í k l a d
P Ž E D MŽ T 1*
horni*,apod,
V Y H X L E Z U
Způsob z a t a v o v á n í r a d i o a k t i v n í h o odpadu do s k l o v i n y , p ř i kterém s e
radioaktivní
odpad a s k l o t v o r n é s k l o v i n y z a h ř í v a j í na t a v i č i t e p l o t u e l e k t r i c k ý m indukčním ohřevem a z í s k a n á t a v e n i n a s e v y p o u š t í do nádoby určené к t r v a l é m u u l o ž e n í ,
vyzna-
č u j í c í s e t í m , že t a v e n í s e p r o v á d í e l e k t r i c k o u i n d u k c í s t ř e d n í f r e k v e n c e a proud t a v e n i n y s m ě ř u j í c í d o l ů s e o b r a c í směrem vzhůru к o b l a s t i odběru, přičemž s e r e g u l u j e t e p l o t a t a v e n i n y a l e s p o ň v o b l a s t i t e p e l n é h o maxima. 2,
Z a ř í z e n í к p r o v á d ě n í způsobu p o d l e bodu 1 , s e s t á v a j í c í z v á l e o v i t é t a v í c í nádoby, j e j í š p l á š í j e o b k l o p e n induktorem, o p a t ř e n é v h o r n í č á s t i víkem s násypkami a v d o l n í č á s t i dutým zvýšeným středovým výtokem, pod kterým j e j í m a c í nádoba, v y z n a čené t í m , Se i n d u k t o r ( 6 ) j e n a p o j e n na z d r o j ( 7 ) s t ř e d o f r e k v e n č n í h o proudu a
kolem výtoku (8) je soustředně в ním umistSna trubice (12), jejíž horní zaslepená část proohází víkem (4) a dolní konec je v rovině aezi dnen (3) a výpustním btrorem (9) výtoku (8), přičemž v trubici (12) je shora zasunut nejméně jeden termočlánek (15)* Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že termočlánek (15) je vertikálně vratně přestavitelný. 1 výkres
