一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及核廢物處理領(lǐng)域，尤其涉及一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，核電站及核工業(yè)領(lǐng)域廣泛采用的固體廢物處理方法有壓縮、超級(jí)壓縮、水泥固化、焚燒等。中廢物固化處理主要靠攪拌器攪拌完成，隨著水泥固化對(duì)增容要求越來(lái)越高，等離子體放射性廢物處理技術(shù)能夠?qū)Ψ派湫詮U物進(jìn)行減容、減重和穩(wěn)定化，被認(rèn)為是處理放射性廢物的有效手段。
[0003]等離子體是含有足夠數(shù)量的自由帶電粒子，而總體上呈電中性的非凝聚系統(tǒng)，為物質(zhì)存在的第四態(tài)。熱等離子體是低溫等離子體的一種，具有統(tǒng)一的熱力學(xué)溫度，基本達(dá)到熱力學(xué)平衡狀態(tài)。熱等離子體主要是由高強(qiáng)度直流電弧放電或者高頻感應(yīng)耦合放電產(chǎn)生。熱等離子體溫度可維持在IX 103K?2X104 K。與其他熱源相比，熱等離子體具有更高的能量密度，可促使許多吸熱反應(yīng)發(fā)生，也可加熱、熔化各種高熔點(diǎn)材料。
[0004]電弧等離子體處理技術(shù)可適用于大多數(shù)中低放射性廢物處置，尤其適用于不可燃廢物的處理。對(duì)于有機(jī)廢物，熱等離子體的高溫可使有機(jī)成分分解，分解后的小分子氣體在有氧的環(huán)境下進(jìn)一步燃燒。對(duì)于無(wú)機(jī)廢物，熱等離子體的高溫使無(wú)機(jī)成分熔融，冷卻后形成均勻固化體，從而包容放射性核素。這種固化體可以直接處置。與其他熱處理技術(shù)相比，熱等離子體處理技術(shù)具有以下突出優(yōu)點(diǎn):(1)溫度和能量密度高，裝置小而處理速度快；(2)可處理高熔點(diǎn)的難熔廢物；(3)產(chǎn)生的煙氣量較少；(4)可處理混合廢物，降低了處理前對(duì)廢物的分類(lèi)要求。電弧等離子體技術(shù)處理放射性廢物的可行性與可靠性已得到試驗(yàn)驗(yàn)證。
[0005]在等離子體放射性廢物處理系統(tǒng)中，等離子體發(fā)生器是熱源，是整個(gè)系統(tǒng)的核心。然而，現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有對(duì)等離子體發(fā)生器進(jìn)行有效控制和保護(hù)的方案。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)，以對(duì)等離子體發(fā)生器提供有效的控制和保護(hù)。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生器系統(tǒng)，包括:
[0008]等離子體發(fā)生器、冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)生器電源以及控制與保護(hù)裝置，其中，所述冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、發(fā)生器電源以及控制與保護(hù)裝置分別與所述等離子體發(fā)生器相連，所述冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及發(fā)生器電源分別與所述控制與保護(hù)裝置相連。
[0009]其中，所述冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括冷卻水容器、冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備以及備用水箱，所述冷卻水容器與所述冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備相連，所述備用水箱與所述冷卻水容器相連。
[0010]其中，在所述冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備與所述等離子體發(fā)生器之間的管線上裝有水壓傳感器，其水壓傳感信號(hào)將傳送給所述控制與保護(hù)裝置。
[0011]其中，所述氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)用于為所述等離子體發(fā)生器提供工作氣體，包括壓縮氣體容器和氣體調(diào)節(jié)設(shè)備，所述壓縮氣體容器與所述氣體調(diào)節(jié)設(shè)備相連。
[0012]其中，在所述氣體調(diào)節(jié)設(shè)備與所述等離子體發(fā)生器之間的管線上裝有氣壓傳感器，其氣壓傳感信號(hào)將傳送給所述控制與保護(hù)裝置。
[0013]其中，所述工作氣體包括氧化性、還原性或惰性氣體。
[0014]其中，所述發(fā)生器電源受所述控制與保護(hù)裝置控制啟動(dòng)或關(guān)停，用于為所述等離子體發(fā)生器供電。
[0015]其中，所述等離子體發(fā)生器包括陰極和陽(yáng)極，所述陽(yáng)極為一段或者多段，所述多段陽(yáng)極各段之間以及各段與所述陰極之間保持電絕緣，在所述陰極與所述陽(yáng)極之間形成電弧。
[0016]其中，所述等離子體發(fā)生器在功率范圍30~150kW內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
[0017]其中，所述等離子體發(fā)生器的出水口裝有水溫傳感器，其水溫傳感信號(hào)將傳送給所述控制與保護(hù)裝置。
[0018]本實(shí)用新型實(shí)施例能夠?qū)崿F(xiàn)等離子體發(fā)生器的遠(yuǎn)程啟停與功率調(diào)節(jié)，降低人員到發(fā)生器附近的幾率，從而降低人員的受輻照時(shí)間；冷卻水流量自動(dòng)調(diào)節(jié)，低水壓自動(dòng)斷電，保護(hù)系統(tǒng)保證發(fā)生器穩(wěn)定、可靠運(yùn)行；設(shè)置備用水箱，保護(hù)發(fā)生器在全廠斷電的極端情況下能夠有效冷卻；發(fā)生器工作氣體與電源聯(lián)鎖，保護(hù)發(fā)生器不受損壞；整個(gè)系統(tǒng)安全性、可靠性高，特別適用于高危險(xiǎn)性的廢物處理，尤其是放射性廢物處理。
【附圖說(shuō)明】
[0019]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0020]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的水路報(bào)警與保護(hù)示意圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的氣路報(bào)警與保護(hù)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下各實(shí)施例的說(shuō)明是參考附圖，用以示例本實(shí)用新型可以用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本實(shí)用新型所提到的方向和位置用語(yǔ)，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「頂部」、「底部」、「?jìng)?cè)面」等，僅是參考附圖的方向或位置。因此，使用的方向和位置用語(yǔ)是用以說(shuō)明及理解本實(shí)用新型，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。
[0024]請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種用于放射性固體廢物處理的電弧等離子體發(fā)生系統(tǒng)，包括:
[0025]等離子體發(fā)生器1、冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)2、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)3、發(fā)生器電源4以及控制與保護(hù)裝置5，其中，冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)2、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)3、發(fā)生器電源4以及控制與保護(hù)裝置5分別與等離子體發(fā)生器I相連，冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)2、氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)3以及發(fā)生器電源4分別與控制與保護(hù)裝置5相連。
[0026]本實(shí)施例中，等離子體發(fā)生器I的功率范圍為30~150kW，并且連續(xù)可調(diào)。其包括陰極和陽(yáng)極，陽(yáng)極為一段或者多段，多段陽(yáng)極各段之間以及各段與陰極之間保持電絕緣。在陰極與陽(yáng)極之間形成電弧，來(lái)自氣體供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)3的工作氣體從陰極和陽(yáng)極之間通入等離子體發(fā)生器1，被電弧加熱后形成等離子體射流，從陽(yáng)極噴口噴出，用于對(duì)待處理廢物進(jìn)行加熱。
[0027]冷卻水供應(yīng)與流量調(diào)節(jié)系統(tǒng)2用于提供閉式循環(huán)冷卻水，包括冷卻水容器21、冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備22以及備用水箱23，冷卻水容器21與冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備22相連，冷卻水容器21用于盛放冷卻水并提供給冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備22，冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備22用于受控制與保護(hù)裝置5的控制，調(diào)節(jié)冷卻水的水壓并將其注入等離子體發(fā)生器1，以對(duì)等離子體發(fā)生器I進(jìn)行冷卻。本實(shí)施例中冷卻水的水壓調(diào)節(jié)范圍為0.2~0.6 MPa0在冷卻水調(diào)節(jié)設(shè)備22與等離子體發(fā)生器I之間的管線上裝有水壓傳感器，其水