Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные |
Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения |
Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела |
|
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки) |
Навигация: => |
На главную/ Каталог патентов/ В раздел каталога/ Назад / |
ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU1795806
ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
Имя изобретателя: Сыромятников В.Н.; Баулин А.М.; Гусельцов Ю.Н.; Савкин А.Е.
Имя патентообладателя: Центр научных исследований и разработок "ИНТЭК"
Адрес для переписки:
Дата начала действия патента: 1991.01.29
Изобретение относится к переработке твердых горючих радиоактивных отходов методом сжигания. Целью изобретения является уменьшение габаритов печи, повышение экономичности ее работы и повышение безопасности для окружающей среды. Это достигается за счет того, что печь содержит камеры сжигания, камеры дожига золы и отходящих газов, шлюзовую камеру загрузки, а и устройство для подвода топлива и окисления, причем камеры сжигания аксиально расположены по периметру печи, а камера дожига отходящих газов расположена коаксиально относительно камер сжигания и имеет лабиринтный газоход. Количество камер сжигания четное и равно не менее четырех, причем каждые две соседние камеры сжигания соединены с камерой дожига отходящих газов разновысотными и разнонаправленными газоотводными каналами.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к ядерной технике и технологии, а точнее к области переработки твердых горючих радиоактивных отходов методом сжигания.
Наиболее эффективно предлагаемое устройство может быть использовано на централизованных пунктах захоронения и в цехах ядерных предприятий, имеющих установки для сжигания твердых горючих радиоактивных отходов.
Известна печь для сжигания твердых горючих радиоактивных отходов, представляющая собой вертикальную шахту, в верхней части которой размещена шлюзовая камера, в средней камера сжигания, снабженная устройствами для подвода топлива и окислителя, а и колосниковой решеткой, отделяющей камеру сжигания от камеры дожига золы, размещенной в нижней части шахты и снабженной узлом выгрузки золы. Вне шахты размещена камера дожига отходящих газов. Шахта и камера дожига газов заключены в воздухоохлаждаемый корпус.
Недостатками известного устройства являются большие габариты за счет вышеуказанной компоновки камер сжигания и дожига, а и повышенная опасность работы устройства для окружающей среды за счет неэффективного дожига отходящих газов, а и реальной опасности проскока части недожженных газов через камеру дожига за пределы печи.
Известна и печь для сжигания твердых горючих радиоактивных отходов, включающая камеру сжигания и две камеры дожига отходящих газов, камеру дожига золы, размещенные в одном корпусе. Печь и содержит шлюзовую камеру загрузки твердых горючих радиоактивных отходов, через которую происходит загрузка отходов в камеру сжигания. Камеры сжигания и дожига отходящих газов и размещены в одном корпусе.
Недостатком данного устройства являются его большие габариты и неэкономичность работы за счет наличия двух камер дожига отходящих газов и повышенных расходов топлива и окислителя на обогрев двух камер дожига отходящих газов.
Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является печь для сжигания твердых горючих радиоактивных отходов, состоящая из размещенных в одном корпусе шлюзовой камеры, двух камер сжигания, снабженных каждая своей колосниковой решеткой, устройствами для подвода топлива и окислителя, двух камер дожига отходящих газов, сообщающихся каждая со своей камерой сжигания.
Недостатками данного устройства являются большие габариты, неэкономичность работы, а и повышенная опасность устройства для окружающей среды.
Неэкономичность работы устройства обусловлена необходимостью расходования топлива и окислителя на подогрев обеих камер дожига отходящих газов, а и размещением каналов транспортировки отходящих газов от камер сжигания к камерам дожига отходящих газов по периферии корпуса печи, вследствие чего имеют место значительные тепловые потери, что в свою очередь повышает расход топлива и окислителя на подогрев камер дожига. Повышенная опасность работы печи обусловлена потенциальной возможностью проскока части недожженных газов через камеры дожига особенно в случаях интенсивного газообразования при сжигании отходов с высокой скоростью горения. Повышенные габариты печи связаны с наличием двух камер сжигания и двух камер дожига, разнесенных друг от друга.
Целью изобретения является уменьшение габаритов печи, повышение экономичности и безопасности работы.
Это достигается за счет того, что печь состоит из корпуса, внутри которого аксиально расположены камеры сжигания, имеющие общую камеру дожига золы. Каждая из камер сжигания является автономной и имеет устройства для подвода топлива и окислителя, а и снабжена своей колосниковой решеткой. Кроме того, каждая из камер сжигания имеет свою шлюзовую камеру загрузки. В центральной части печи между камерами сжигания коаксиально расположена камера дожига отходящих газов, состоящая из внутреннего и внешнего корпусов, образующих между собой лабиринтный газоход. Внутренний и внешний корпуса камеры дожига цилиндрические, причем внешний корпус образован теплоизолирующим материалом, покрывающим с внутренней части печи камеры сжигания. Каждая из камер сжигания соединена с камерой дожига газов газоходом, причем указанные газоходы у каждых двух соседних камер сжигания разнесены по высоте и разнонаправлены таким образом, что уровень расположения газоходов, например, у всех четных камер сжигания расположен ниже уровня расположения газоходов всех нечетных камер сжигания, а движение газов в газоходах на разных уровнях разнонаправлено.
![]() |
![]() |
![]() |
На фиг. 1 представлен общий фронтальный вид печи, разрез; на фиг. 2 сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 сечение В-В на фиг. 1. Печь для сжигания радиоактивных отходов состоит из корпуса 1, камеры 2 дожига золы, колосниковой решетки 3 камеры дожига золы, камеры 4 дожига отходящих газов, состоящей из внутреннего цилиндрического корпуса 5 и внешнего корпуса 6, образованного из теплоизолирующего материала. Камера 4 дожига отходящих газов соединена газоотводными каналами 7 с камерами 8 сжигания, причем газоотводные каналы 7 имеют различную направленность и различную высоту расположения относительно друг друга у каждых двух соседних камер 8 сжигания. Камеры сжигания 8 расположены аксиально, а камера дожига отходящих газов 4 расположена коаксиально относительно камер 8 сжигания. Каждая из камер 8 сжигания снабжена колосниковой решеткой 9, устройством для подачи топлива и окислителя 10, а и шлюзовой камерой 11 для загрузки отходов. |
ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ РАБОТАЕТ СЛЕДУЮЩИМ ОБРАЗОМ
После выведения печи на необходимый температурный режим сжигания осуществляют загрузку радиоактивных отходов через шлюзовые камеры 11 для загрузки отходов в камеры 8 сжигания. Зольные продукты сгорания радиоактивных отходов через колосниковые решетки 9 проваливаются в камеру 2 дожига золы, где дожигаются на колосниковой решетке 3 камеры 2 дожига золы. Отходящие газообразные продукты сгорания из камер 8 сжигания через газоотводные каналы 7 поступают в камеру 4 дожига отходящих газов, где подвергаются дожиганию. За счет разновысотности и разнонаправленности расположения газоотводных каналов 7 происходит турбулизация газовых потоков в камере 4 дожига отходящих газов, что, во-первых, интенсифицирует процесс сжигания отходящих газов, а во-вторых, увеличивает время пребывания отходящих газов в указанной камере, что способствует эффективности их дожига. Конструкция самой камеры 4 дожига отходящих газов (лабиринтный газоход) и способствует более длительному пребыванию дожигаемых газов в камере, повышая эффективность их дожига по указанным выше причинам. Кроме того, коаксиальное расположение камеры 4 дожига отходящих газов относительно камер 8 сжигания, во-первых, не требует ее специального обогрева, т.е. тепловые потоки от камер 8 сжигания, фокусируясь в центре (по оси) печи, где расположена камера 4 дожига отходящих газов, в достаточной степени обеспечивают ее обогрев, необходимый для эффективного дожига отходящих газов, а во-вторых, снижает габариты печи при одном и том же объеме камер сжигания у заявляемого устройства и прототипа.
Постольку поскольку за счет более эффективного дожига отходящих газов в первую очередь содержащихся в них сажеобразных аэрозолей снижается их содержание в дожженных газах, в значительной степени повышается и безопасность работы печи. Это объясняется тем, что сажеобразные продукты сгорания имеют разветвленную удельную поверхность, что способствует довольно прочному удержанию на этой поверхности радионуклидов. Попадание таких сажеобразных радиоактивных продуктов в окружающую среду в свою очередь может привести к устойчивому заражению местности в результате их выпадения на различные поверхности вместе с осадками. Кроме того, в случае применения различных систем очистки от газообразных продуктов сжигания наличие указанных аэрозолей приведет к образованию вторичных радиоактивных отходов в объемах больших, чем в случае очистки газов с их меньшим содержанием, причем указанные объемы и необходимо захоранивать, что не будет в большей мере способствовать повышению безопасности окружающей среды.
Сравнительные расчеты показывают, что содержание твердых аэрозолей в отходящих газах у предлагаемой печи в среднем в 1,5-1,7 раза ниже, чем в газах, образующихся в печи известной конструкции прототипа.
Кроме того, разнонаправленность газоотводных каналов создает взаимное гашение скоростей газовых потоков, движущихся из камер 8 сжигания, в камере 4 дожига газов, что снижает опасность проскока недожженных газов при сжигании в печи отходов с повышенными скоростями горения, что и повышает безопасность работы печи для окружающей среды. Наличие четного, не менее четырех, количества камер 8 сжигания обусловлено тем, что указанное количество камер является минимально необходимым для обеспечения прогрева камеры дожига отходящих газов таким образом, который обеспечивает отсутствие в камере 4 дожига газов непрогретых зон, т.е. указанное количество служит для предотвращения возникновения градиента температур в зоне дожига газов, а следовательно, и для предотвращения возможного проскока недожженных газов за пределы печи.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
ПЕЧЬ ДЛЯ СЖИГАНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ, содержащая корпус, включающий камеры сжигания, шлюзовую камеру загрузки отходов, а и камеру дожига отходящих газов, и устройство для подвода топлива и окислителя, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения габаритов печи, а и повышения экономичности и безопасности работы, печь содержит четное, не менее четырех, количество камер сжигания, каждая из которых снабжена своей шлюзовой камерой загрузки отходов, причем камеры сжигания аксиально расположены по периметру корпуса печи, а камера дожига отходящих газов расположена коаксиально относительно камер сжигания, и содержит внутренний и внешний цилиндрические корпусы, образующие внутри камеры дожига отходящих газов лабиринтный газоход, а камеры сжигания соединены с камерой дожига отходящих газов газоотводными каналами, имеющими разновысотный и разнонаправленный уровни расположения у каждых двух соседних камер сжигания.
Версия для печати
Дата публикации 20.02.2007гг
Created/Updated: 25.05.2018