一种快速核废物玻璃固化反应器

本发明涉及核废物玻璃固化领域，具体为一种快速核废物玻璃固化反应器。

背景技术：

1、核废物玻璃固化是一种将放射性废液与玻璃原料混合，在高温下熔融，然后冷却形成玻璃体的过程。这种玻璃体能有效地包容放射性物质，形成稳定形态，是目前国际上先进的废液处理方式。玻璃体的浸出率低、强度高，能够确保放射性物质长期稳定地被包容，达到与生物圈隔离的目标。

2、目前，对于利用玻璃固化核废物，一般是将玻璃基材和核废物按照比例混合，随后进行加热熔融搅拌，加热温度为预先设定的最佳温度，在这个过程中，部分核废物会在高温状态下变为蒸汽，但是在实际反应时，因为玻璃基材的材质以及不同核废物的处理，设定温度不一定是最佳温度，如果在最佳温度情况下，蒸汽压力过大，核废物流失过快，此时核废物和玻璃基材的比例发生变化，若是不对温度进行控制，以及即使进行核废物的补充，则会导致，玻璃基材和核废物比例的严重失衡，严重造成玻璃基材的浪费，提高固化成本，降低核废物处理效率；

3、若是在封闭环境下进行核废物的固化，同样会产生大量蒸汽，且该蒸汽不会返回反应中，同样导致上述问题，因此，基于上述原因，本发明提供了一种快速核废物玻璃固化反应器。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种快速核废物玻璃固化反应器，具备反应过程中的温度精确控制、核废物和玻璃基材的最佳比例反应等优点，解决了璃基材和核废物比例的严重失衡，严重造成玻璃基材的浪费等系列问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种快速核废物玻璃固化反应器，包括，

3、反应器外壳，反应器外壳内安装有坩埚窑，为玻璃固化核废物容器，所述坩埚窑的上端安装有窑盖，所述窑盖的上端安装有电机，所述电机的输出端固定连接有搅拌棒，所述搅拌棒置于坩埚窑内，所述反应器外壳的侧壁安装有温度控制器；

4、合金存储桶，合金存储桶安装于反应器外壳的一侧，用于存储核废液，所述合金存储桶和反应器外壳之间安装有膈膜泵，所述膈膜泵的输入端和输出端分别与合金存储桶和反应器外壳连接；

5、排汽组件，排汽组件安装于反应器外壳的一侧，用于固化过程中蒸汽的排放，包括固定在反应器外壳一侧的阻汽筒，阻汽筒的一端连接排汽管的一端，所述排汽管的另一端伸入至坩埚窑内，所述阻汽筒的另一端连接连接管的一端，所述连接管的另一端连接有冷却筒，所述阻汽筒的端部侧壁安装有若干第一气缸，所述第一气缸的伸缩端固定连接有第一伸缩板，所述阻汽筒内壁设置有若干连通槽，若干第一气缸之间连接有连通管，所述阻汽筒的端部安装有气筒，所述气筒和连通管之间连接有固定管；

6、所述气筒内端部侧壁安装有第二气缸，所述第二气缸的伸缩端连接有第二伸缩板，所述第二伸缩板上安装有位移传感器；

7、所述冷却筒内竖直伸缩安装有冷却伸缩筒，所述连接管的另一端穿过冷却筒并伸入至冷却伸缩筒内底部，所述冷却伸缩筒内顶部安装有冷却管，所述冷却管的两端管口分别从冷却伸缩筒顶部侧壁伸出，所述冷却伸缩筒的上端连接有蒸汽排管，所述冷却筒内底部安装有压力传感器。

8、优选地，所述膈膜泵的输出管道上安装有流量控制阀。

9、优选地，所述坩埚窑内部环绕安装有螺旋加热电阻线圈，螺旋加热电阻线圈的两端与温度控制器连接。

10、优选地，所述阻汽筒的外表面绕设有第一换热管，所述连接管的外表面绕设有第二换热管，所述第一换热管的一端与第二换热管的一端连接，所述第一换热管的另一端伸入坩埚窑内并与第二换热管的另一端连接，所述第一换热管和第二换热管内灌装有换热液。

11、优选地，所述反应器外壳的侧壁上设置有固定金属支架，用于将阻汽筒及其连接的连接管和冷却筒固定在反应器外壳的侧壁上。

12、优选地，所述冷却管的两端管口外部连接有冷却器。

13、优选地，所述蒸汽排管采用金属波纹管。

14、与现有技术相比，本发明提供了一种快速核废物玻璃固化反应器，具备以下有益效果：

15、1、该一种快速核废物玻璃固化反应器，通过安装的阻汽筒能够实现，根据固化过程中产生的蒸汽，实时控制坩埚窑内的设定温度，使得在该设定温度下，玻璃基材和核废物的最佳反应效果。

16、2、该一种快速核废物玻璃固化反应器，通过压力传感器检测到的压力信号，能够控制流量控制阀的开启，以及其通过核废液的流量大小，实现在核废料固化过程中，进行补料，保证一定量的玻璃基材能够固化一定比例的核废料，提高玻璃基材的使用率，减少材料浪费。

技术特征：

1.一种快速核废物玻璃固化反应器，其特征在于：包括，

2.根据权利要求1所述的一种快速核废物玻璃固化反应器，其特征在于：所述膈膜泵（2）的输出管道上安装有流量控制阀（8）。

3.根据权利要求2所述的一种快速核废物玻璃固化反应器，其特征在于：所述坩埚窑（9）内部环绕安装有螺旋加热电阻线圈，螺旋加热电阻线圈的两端与温度控制器（4）连接。

4.根据权利要求3所述的一种快速核废物玻璃固化反应器，其特征在于：所述阻汽筒（12）的外表面绕设有第一换热管（13），所述连接管（14）的外表面绕设有第二换热管（15），所述第一换热管（13）的一端与第二换热管（15）的一端连接，所述第一换热管（13）的另一端伸入坩埚窑（9）内并与第二换热管（15）的另一端连接，所述第一换热管（13）和第二换热管（15）内灌装有换热液。

5.根据权利要求4所述的一种快速核废物玻璃固化反应器，其特征在于：所述反应器外壳（1）的侧壁上设置有固定金属支架，用于将阻汽筒（12）及其连接的连接管（14）和冷却筒（17）固定在反应器外壳（1）的侧壁上。

6.根据权利要求5所述的一种快速核废物玻璃固化反应器，其特征在于：所述冷却管（28）的两端管口外部连接有冷却器。

7.根据权利要求6所述的一种快速核废物玻璃固化反应器，其特征在于：所述蒸汽排管（16）采用金属波纹管。

技术总结本发明涉及一种快速核废物玻璃固化反应器领域，公开了一种快速核废物玻璃固化反应器，包括反应器外壳，反应器外壳内安装有坩埚窑，为玻璃固化核废物容器，所述坩埚窑的上端安装有窑盖，所述窑盖的上端安装有电机，所述电机的输出端固定连接有搅拌棒，所述搅拌棒置于坩埚窑内，所述反应器外壳的侧壁安装有温度控制器。相较于现有技术，本申请具备反应过程中的温度精确控制、核废物和玻璃基材的最佳比例反应等优点，解决了璃基材和核废物比例的严重失衡，严重造成玻璃基材的浪费等系列问题。技术研发人员：刘明哲,项明荣,陈扬源受保护的技术使用者：温州理工学院技术研发日：技术公布日：2024/11/4