[发明专利]冷坩埚底座及其放料方法

说明书

一种冷坩埚底座和放料方法，所述冷坩埚底座结构包括漏料管、中心漏料口、水冷金属分瓣结构及中频感应加热系统，本发明可实现坩埚中心冻融阀放料远程操作，该冷坩埚底座具有结构简单、易远距离维修更换、可靠性好、寿命长，便于贵金属排放等优点。

技术领域

本发明涉及核废料玻璃固化领域，具体涉及一种冷坩埚底座及其放料方法。

背景技术

冷坩埚装置是核废料玻璃固化设备的核心单元。在这个装置里需要完成进料、熔化、搅拌、鼓泡和放料等工序，并配置冷却水系统、高频感应加热系统、尾气处理系统和自动控制系统等。

冷坩埚埚壁(1)通常为分段结构，分段金属管或弧形金属板内通有冷却水。因坩埚壁温度一般不超过200℃，与冷壁接触的玻璃会凝固，进而形成“冷壳”，该冷壳厚度通常为1cm左右。坩埚的底部也是水冷金属板，玻璃完全包含在固体玻璃“冷壳”中，因此被称为冷坩埚感应加热熔炉。坩埚周围环绕着一个高频感应线圈(2)，线圈提供高频磁场，在熔融玻璃中产生感应电流，通过焦耳加热效应加热坩埚内熔体，实现玻璃的感应熔炼过程。整个埚体和埚底都固定在耐火底座(4)上。由于冷壳的存在，使得冷坩埚不易被腐蚀，使用寿命长。待冷坩埚内玻璃达到稳定状态后，使用冻融阀或闸板阀将高温玻璃卸入玻璃储存罐，达到预定放料重量后，完成放料工序。此后再进行加料、熔化和放料等周期性操作。

法国原子能委员会公开了一种闸板阀放料结构(CN00802430.8)，该结构对难熔玻璃的兼容性好，但玻璃的放料流量不易受控制，容易造成玻璃储存罐溢流，形成事故。同时，闸板阀结构复杂，不易更换，高放射性环境远距离检修困难。

美国IdahoFalls公开了一种冷坩埚冻融阀放料结构(US2005/0111518A1)，该冻融阀采用中频感应加热，可实现快速放料、关闭操作，但其对难熔玻璃的兼容性差、容易析晶导致重复放料困难甚至堵料。同时，温度控制不好会对冻融阀的材质造成侵蚀，尤其是对难熔高放废物的玻璃固化进行操作时，需升高温度，进而影响使用寿命。

韩国水力原子力株式会社公开了一种冷坩埚冻融阀底座放料结构(CN103180682B)，该底座采用偏心于一侧的向下倾斜水冷底板，结合偏心冻融阀漏料，可提高高频感应加热效率，从而使难熔材料也能被排出。但其底座结构设计相对复杂，漏料管采用水冷格栅结构，出料温度不易控制，放料流速不易控制。

中国原子能科学研究院公开了一种用于冷坩埚的高温熔体冻融阀卸料装置(CN201610478762.1)，该结构相对简单，但漏料管直接伸进坩埚底以上2cm，不利于贵金属的排出，且漏料管出现变形或损坏时不易远距离更换。

同时，受高频、中频电磁感应的影响，常用的测温热电偶抗干扰能力较差，不利于放料的远程操作。因此，放料的温度控制是影响冷坩埚玻璃固化放料操作远程控制的瓶颈之一，以上专利都未涉及。

另外，放料孔的位置选择也是冷坩埚底部设计的关键参数，大多数冷坩埚通常采用偏心结构设计，结合顶部水冷搅拌机械结构，利于玻璃在较高的温度处(趋肤深度)放出。但水冷机械搅拌机械结构设计复杂，增加了坩埚顶部结构的装配难度。不仅如此，搅拌桨金属材料易受高温玻璃的气相和液相侵蚀，可靠性较差。

发明内容

为克服现有冷坩埚底部设计的不足，本发明提供一种冷坩埚底座和放料方法，该冷坩埚底座可以实现冷坩埚中心冻融阀放料远程控制，该冷坩埚底座具有结构简单、易远距离维修更换、可靠性好和便于贵金属排放等优点。

本发明的技术解决方案如下：

一种冷坩埚底座，其特征在于：所述的水冷坩埚底座包括漏料管、中心漏料口、水冷金属分瓣结构和中频感应加热系统，