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invention
Fédération de Russie Patent RU2065219

Combustible TRANSFORMATION générateur de gaz DES DECHETS RADIOACTIFS

Combustible TRANSFORMATION générateur de gaz DES DECHETS RADIOACTIFS

Nom de l'inventeur: Kolchanov Grigory [BY]; Naganov Alexander Valerianovich [BY]; Savushkin Igor [BY]
Le nom du titulaire du brevet: Institut de l'Académie des sciences du Bélarus énergie (BY)
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 26.03.1992

Utilisation: des moyens de traitement thermique des déchets radioactifs combustibles. Résumé de l'invention: pour réduire la quantité de déchets solides venant après traitement pour l'enfouissement sous les barres de fraisage rotatives placées sur le fond du gazéificateur avec un ensemble d'espace fixe de réseau, lesquelles couches sont bombardés avec des boules de matériau résistant à l'usure des réfractaires, le nombre de couches de 3 à 6; et qui présente les bandes profilées radiales dont la hauteur est au moins égale au diamètre des billes. Le diamètre des billes ne dépasse pas l'écart entre la grille et le boîtier du générateur de gaz de broyage et au moins 1/30 de cette valeur.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne une technique pour la gestion des déchets radioactifs (RW), à savoir des déchets combustibles, dont le tassement est effectué en raison de leur traitement thermique.

Actuellement, la méthode la plus courante de traitement thermique des déchets combustibles est de brûler (voir. Par exemple, Sobolev IA Homchik LM "Décontamination des déchets radioactifs à des endroits centralisés.» M. Energoatomisdat., 1983, pp. 19, 35).

Dans le même temps plus de 90 radionucléides restent dans les cendres de fond, ce qui est des moyens bien connus. Cementation, vitrification, etc. sont conditionnés et envoyés pour élimination.

Cependant, les procédés connus de la combustion ont inconvénient important qui nécessitent le nettoyage des gaz de combustion provenant des radionucléides (à partir du 10 restant contenu dans les déchets), et une grande quantité de gaz produits lors de la combustion, augmente la taille et le coût du système de nettoyage de gaz.

La gazéification peut être considéré comme un procédé de compactage de déchets combustibles solides, qui, par rapport à la combustion permet de réduire considérablement la quantité de purification de gaz. Dans ce cas, ne pas être nettoyé des gaz de combustion avec un excès d'air important, et le gaz produit obtenu avec peu de sortie du volume d'air qui est approximativement 2 fois plus petite que le volume de gaz de combustion de la même quantité de matière de départ.

Divers gazogènes pour le traitement des déchets combustibles. Par exemple, dans l'article Salamova AA "l'incinération et la gazéification des déchets de bois", la revue "Energy Industrial" .N 2, 1985, p. 52 54.

Cependant, dans les générateurs de gaz connus ne peut pas accueillir de traitement des déchets radioactifs, le pourcentage nedozhega élevé qui augmente la quantité à éliminer les substances radioactives et augmente le coût de la climatisation et de l'élimination des mâchefers.

Connus et de gaz générateurs avec fraisage (ou tout autre type de barres), qui assurent l'élimination continue de cendres et de scories, et ainsi améliorer la performance sur la qualité du gaz, les performances et la combustion des résidus tels que les générateurs de gaz décrits dans le livre de Ginzburg DB rotation "Gazéification des combustibles solides." M. Gosstroiizdat. 1958, p. 24, 30, fig. 2, 4.

Cependant, dans ces conceptions est nedozheg le 12 mai (voir ibid., P. 97), ce qui conduit à une perte d'énergie, et une augmentation des coûts d'élimination des déchets radioactifs.

De l'art antérieur le plus proche de l'objet de l'invention est un générateur de gaz indiqué dans la note explicative de la «Proposition technique sur la technologie de la gazéification de matières organiques (bois) résidus de déchets radioactifs et le choix de la conception du générateur de gaz," ANC IFMO eux. AV Lykov. Minsk. 1991, p. 61, Fig. 24, pris comme un prototype.

Pris dans un gazéificateur de prototype pour le traitement de déchets radioactifs combustibles contient un dispositif de charge, une mine, un contact d'injecteur rotatif grille de fraisage monté avec un jeu dans le boîtier et par un arbre relié à l'actionneur, les conduites d'alimentation en air et l'évacuation du gaz produit, un dispositif d'évacuation des cendres et de la densité du gaz du dispositif .

Pris comme un gazogène prototype fonctionne à un processus combiné avec un air et de carburant à double postcombustion alimentation du fond, qui permet de relativement petites dimensions de recyclage des déchets, la préparation du générateur de gaz et une petite quantité de déchets solides radioactifs destinés à l'élimination.

Cependant, rendu par l'étude (voir. Étant donné que le prototype de la note explicative de l'ANC ITMO, p. 50 52) dans les générateurs de gaz ayant une solide élimination des scories cendres nedozheg de carbone inamovibles est le 10 mai Ceci est dû à l'irrégularité de l'explosion à la section transversale de l'arbre, le temps de traitement limité groupe électrogène performance, et la hauteur de l'arbre (en particulier dans l'exécution de l'installation de gazogène conditions transportables de travail dans la zone affectée de la catastrophe de Tchernobyl) est limitée, par ailleurs, nedozheg causer des morceaux inégaux de carburant, ce qui est typique des déchets.

Nedozheg augmente le volume des déchets solides reçues pour élimination, ce qui augmente les coûts et l'excès explosion secondaire dans la zone de post-combustion, tout en réduisant nedozheg, mais les résultats du gaz au burn-in, ce qui réduit la performance économique du générateur de gaz ainsi généré.

La solution technique réalisé dans la mise en œuvre de l'invention est de réduire la nedozhega gazéificateur mécanique.

Pour atteindre ce résultat, dans le générateur de gaz pour le traitement des déchets radioactifs combustibles, comprenant un dispositif de chargement, une mine, un contact d'injecteur rotatif grille de fraisage monté avec un jeu dans le boîtier et par un arbre relié à l'actionneur, les conduites d'alimentation en air et l'évacuation du gaz produit, le matériel de manutention des cendres et des dispositifs fournir la densité du gaz, la mise en rotation caillebotis monté au-dessous de la grille stationnaire sur lequel des billes sont bombardés avec un matériau résistant à la chaleur et résistant à l'usure sur lequel est monté un arbre d'entraînement relié aux bandes profilées radiales, le diamètre des billes est rendue égale à la taille de 1/30 à 1/1 de l'écart entre hauteur de remplissage réseau de diffraction et l'enveloppe de broyage est réalisé de telle sorte que les billes sont placées dans celui-ci de 3 à 6 couches et la hauteur au-dessus des bandes profilées fixées en treillis formée d'au moins que le diamètre des billes.

Un trait distinctif de la conception inventive du générateur de gaz remplit les sphères du réseau fixe de matériau résistant à l'usure résistant à la chaleur et l'installation de cette grille de rotation des bandes de profil par lequel le remplissage des billes est entraînée. En même temps, le remplissage simultané remplit la fonction du hacheur a échoué à travers la fente et de gros morceaux de la fonction de la couche inerte, dans lequel le nedozhega de postcombustion.

Étant donné que la mise en oeuvre de ces fonctions sont dérivées valeur limite des caractéristiques de cette structure supplémentaire, à savoir le diamètre des billes est formé par une valeur égale à 1 / 30ème à 1/1 de l'écart entre le réseau de fraisage et le boîtier, la hauteur de remplissage est réalisé de telle sorte que les billes y sont placées entre 3 et six couches et la hauteur du réseau de niveau bandes profilées fixe formé d'au moins que le diamètre des billes.

Exécution des sphères de diamètre supérieur à l'écart entre la grille et le corps de broyage, est peu pratique en raison du fait que ledit écart fonctionnent en général plus grand rayon est égal à 1/3 du boîtier, et compte tenu du fait qu'une partie de la section occupée par fraisage râpage arbre d'entraînement, lorsque le diamètre de la bille est supérieure à 1/3 du rayon en coupe transversale entre l'arbre et le boîtier est placé pas plus de 2 rangées de billes, ce qui entraîne perdent leur placement, une formation accrue de dimensions correctes, percée rapide du combustible non brûlé à travers les éléments de remplissage. L'augmentation du nombre de couches dans le remplissage ne compense pas cet inconvénient, et augmente encore la taille du four et conduit à de grandes pertes de la puissance d'entraînement pour déplacer les boules.

En réduisant le diamètre des billes inférieures à 1/30 de l'intervalle, la grandeur du diamètre des générateurs de gaz régnant diamètre d'environ 1 m est inférieur à 1 cm, ce qui conduit à une perte de l'effet des billes de broyage et des morceaux non brûlés en même temps le risque d'apparition de billes de laitier du couvercle supérieur -Ce réduire la taille de leurs progrès. Dans ce cas, encore une fois, l'augmentation du nombre de couches de remplissage ne résulte pas, et ne fait qu'aggraver l'effet korkoobrazovaniya négatif. Dans le cadre de ce qui précède la taille optimale du diamètre des billes d'un diamètre de gazéificateur partie de combustion de taille de 1m sera de 50 à 60 mm, ce qui est dans la plage spécifiée de 1/30 1/1 5160 mm.

Le nombre de couches de balles dans la hauteur de remplissage de 3 à 6 et la hauteur des bandes de profil ci-dessus la grille fixe sont déterminées à partir de l'énergie d'entraînement de coût optimal pour le mouvement des billes (lors du remplissage de plus de 6 couches déplacer cette masse devient désavantageux: le coût élevé, et le décalage feuille supérieure a peu d'effet pour capture et traiter le broyage des gros morceaux de bois, est tombé dans un fossé entre la grille et le corps de fraisage) et la fuite possible des pièces imbrûlés par le remplissage du four (remplissage d'au moins 3 couches de pièces imbrûlés d'une couche de billes peut glisser directement sous la barre des billes de roulement à travers elle).

A partir du même profil de calcul de la hauteur des bandes que le diamètre des billes entraîne une augmentation indésirable des pertes dans l'actionneur et des balles de râtelage effet avec la possibilité de fuite de résidus imbrûlés sangle directement à la sortie. A la hauteur des bandes de moins que le diamètre de l'effet boules de perturbation est insuffisante pour capturer de gros morceaux non brûlés et est tombé dans un intervalle t. E. Non utilisé la possibilité de pièces imbrûlés de billes de broyage de remplissage.

Ainsi, en raison des caractéristiques particulières, dans le générateur de gaz, la chambre de combustion, à la différence du prototype, permet en outre mouture nedozheg et de retenir les particules de combustible non brûlé dans le remplissage avant de remplir la digestion qui exclut toute entrant dans les mâchefers quantité supplémentaire de matière, réduisant ainsi la quantité de solides radioactifs possible pour réduire au minimum les déchets, la réduction des coûts d'élimination en comparaison avec d'autres unités connues pour le traitement des déchets radioactifs combustibles.

Fig. 1 est une vue schématique en coupe du générateur de gaz selon l'invention; Fig. 2 et la Fig. 3 est un lit agrandie de billes réfractaires. L'écart entre la grille et le corps de fraisage désigné le profil de hauteur du niveau des bandes de réseau fixe h et le diamètre des billes de remplissage d. Ainsi, dans la Fig. 2 morceaux de combustible sont représentés comme des polygones, des sphères comme des cercles, comme la lame profilée est fournie sous la forme de plaques; Fig. 3 montre un profil de bande sous la forme d'un coin. Le nombre de couches de boules à la figure. 2 et la Fig. La figure 3 est trois.

Gazéificateur décrit comprend un dispositif de charge 1, l'arbre 2, la buse de cuisson trois fraisage grille 4 en rotation monté dans un boîtier 5 avec un dégagement D, l'arbre 6, par lequel le broyage réseau de diffraction couplé à un entraînement et par l'intermédiaire duquel fourni de l'air supplémentaire à buses d'air des postcombustion 7 et le gaz d'échappement générateur 8. la composition du générateur de gaz comporte des cendres et des dispositifs et pour fournir une densité de gaz sous la forme d'une collection de cendres 9 à aubes 10, porte 11 sur la vanne buse d'alimentation 12 et les déchets pour assurer que la densité des déchets d'alimentation en gaz, le joint d'eau 13, en fournissant la densité de la rotation de arbre 6 et les autres dispositifs sur les pipelines et les conceptions de connecteur.

Après rotation fraisage treillis 4 est installé fixe réseau 14 sur lequel des billes 15 sont bombardés avec l'usure d'un matériau réfractaire tel que de la fonte ou de matériaux spéciaux frittés. Au-dessus de la grille fixe 14 installée et reliée à l'arbre 6, le profil radial des bandes 16 (Fig. 1 montre la garniture avec la paroi frontale du boîtier, des bandes sont indiquées en traits mixtes et en vue en bout).

D Diamètre des billes 15 est donc égale en amplitude de l'amplitude de 1/30-1 D de la fente de broyage entre les barres 1 et le boîtier 5.



Sangle de hauteur 16 h au-dessus de la grille fixe 14 est au moins égale au diamètre des billes 15 d

h ré

La hauteur des billes de remplissage formées de telle sorte que les billes qui y correspondent de 3 à 6 couches (figures. 1, 2 et 3 montre une couche de remplissage 3 boules).

générateur de gaz DÉCRIT fonctionne comme suit

Dans le dispositif de charge 1, l'ouverture de la porte 11, est chargé de déchets radioactifs combustibles, tels que des copeaux de bois provenant de la transformation des troncs d'arbres touchés par les rejets radioactifs lors de la catastrophe de Tchernobyl. La fourniture de déchets dans la fosse 2 est réalisée à une porte fermée 11, ouverture de la vanne 12, et ainsi prévenir une éventuelle gaz de sortie contenant des aérosols radioactifs à travers la trappe de chargement.

L'allumage du générateur de gaz sont d'une manière connue, en utilisant, en même temps peut être utilisé "propre" injecteur de carburant d'allumage 3 (M. Gosstroiizdat. 1958, p. 87 88 Voir. Par exemple, fait référence à la monographie Ganzburg DB "Gazéification des combustibles solides.»). Après avoir atteint la hauteur désirée de la couche de combustible brûlant est rempli avec joint d'eau 13, a permis de buses de soufflage d'air 7, comprend l'arbre d'entraînement 6 commence à tourner la mouture grille 4 et un générateur de gaz entre dans le mode de fonctionnement d'un robinet du gaz produit par le tuyau 8 à l'épuration des gaz.

Dans ce cas, l'air préchauffé dans l'enveloppe de la chemise 5 est introduite dans l'arbre 2 par le haut, la zone de combustion est située dans le corps 5 et par la chaleur générée dans l'arbre 2 se produit préséchage et sèches combustibles de distillation ainsi libérées de la substance goudronneuse de carburant complètement décomposé dans la zone à haute température, ce qui facilite la purification du générateur de gaz.

Le gaz produit formé par l'interaction entre le carbone et le carburant introduit dans le gazéificateur dans la couche de combustible à vent chaud est retenu dans le corps 5, et est évacué à l'épuration des gaz de la partie supérieure par la canalisation 8. Utilisation du fraisage rotatif grille 4 est réalisée desserrant le coke aggloméré et le charbon, le mélange et distribution de carburant, la destruction des morceaux de laitier et d'élimination des cendres. Une partie de l'air supplémentaire fourni par l'intermédiaire de l'arbre 6 pénètre dans la zone centrale du boîtier 5 pour assurer la stabilité et la répartition de mode de soufflage de gazéification.

coke non brûlé et les cendres de charbon avec des scories et l'omble de gros morceaux de chute de carburant à travers la grille 4 par fraisage, la taille maximale des pièces étant déterminées par l'écart entre le réseau 4 et le corps 5.

Tout échec tombe sur les couches de remplissage de 15 balles, qui est purgé à travers le reste de l'alimentation à travers l'arbre 6 blast supplémentaire. Le remplissage de 15 billes sont constamment en mouvement des bandes 16, qui sont montés sur l'arbre 6 de la grille 14 fixe profilée.

Les cendres et autres petites particules de matières solides sont déversées dans les intervalles entre les billes et le dookislyaetsya de carbone et le réseau fixe 14 a reçu des résidus de cendres sans nedozhega. Ash passer librement à travers la grille 14 fixe, t. Etat A. Sont divisés et entrez les collections de cendres 9, qui sont périodiquement vidés dans des conteneurs d'expédition à travers les amortisseurs 10.

Capturer les gros morceaux de combustible non brûlé dans l'espace entre les billes 15 se produit lors de leur passage sous le profilé 16 et la formation de l'étape de remplissage de billes, comme le montre la Fig. 2 et la Fig. 3. Etant donné que le profil de hauteur h sangle est fabriquée au moins égale au diamètre d des billes, en faisant passer la sangle 16 sous la balle suivante à proximité de la hauteur des changements de remblai brusquement d'une valeur h, t. E. L'interaction des couches brisées de balles verticalement, les billes 15 sont écartés, pour ainsi dire, et les morceaux de capture le carburant proportionnel au diamètre des billes comme illustré sur les Fig. 2 et la Fig. 3. Dans ce cas, il peut y avoir des cas où de plus gros morceaux tombent entre les billes et en suivant les interstices entre les couches supérieures, comme représenté sur la Fig. 2. Dans tous les cas, étant entre les boules chaudes, interagir avec eux comme ils se déplacent et interagissent avec le ventilateur dans le remplissage d'air, pièces nedozhega activement oxydé. Formé sur la surface des morceaux de cendres billes effacées activement et passe à travers la grille 14 dans les collections de cendres, des morceaux de dimensions sont réduites à leur combustion complète.

Ainsi pièces nedozhega dépassant les boules de taille de diamètre restent sur la surface avant le remplissage jusqu'à obgorite ne commencent à se désagréger et tomber dans l'espace entre les billes comme décrit ci-dessus.

La réduction du diamètre des billes de remplissage réduit la perte de leur barre profil d'agitation respective, mais il est possible de combler des cendres sur le lit de galets avec la violation du mode de fonctionnement du générateur de gaz d'exploitation. Des expériences ont montré que cela est possible avec pontage profil section hauteur h, de 5 mm ou moins, ce qui est d'environ 1/30 l'écart D entre le réseau 4 et le corps de fraisage 5 gazéificateurs designs existants.

L'augmentation du diamètre des billes D supérieure à la valeur de l'écart D, qui détermine la taille des morceaux de combustible non brûlé, il est impossible, ainsi qu'une augmentation de l'épaisseur de plus de 6 couches de remplissage des billes en raison de l'augmentation des charges de remplissage sous agitation. Comme le montrent les contrôles effectués et les calculs pour le générateur de gaz, travaillant sur les déchets de bois ou des copeaux de bois avec des dimensions et des caractéristiques similaires au gazéificateur, étant donné comme un prototype, est le remplissage optimal des balles d'un diamètre de 50 à 60 mm et 3, 4 couches sur une grille fixe. Ceci permet d'obtenir quasi-complète de l'épuisement nedozhega qui réduit la quantité de cendres, respectivement.

Ainsi, en comparaison avec le prototype, le gazogène selon opère à un traitement entrant total des matières combustibles en réduisant la nedozhega mécanique 5 10 à une valeur inférieure à 1 Février (selon des calculs basés sur des modèles expérimentaux) que, lorsqu'une grande quantité de déchets radioactifs générés à la suite de la catastrophe de Tchernobyl et peut être recyclé, ce qui entraîne une réduction significative de leurs frais d'inhumation.

REVENDICATIONS

Le générateur de gaz pour le traitement de déchets radioactifs combustibles, comportant un arbre au niveau de la partie supérieure du boîtier du générateur de gaz, dans sa partie inférieure avec un intervalle fixé de fraisage réseau de diffraction ayant un arbre d'entraînement qui est en même temps le dispositif d'alimentation en air vers la région centrale du corps, avec un dispositif de chargement est disposé au-dessus de l'arbre rotatif, en vertu de laquelle la mine est placé buse d'allumage, et un fraisage réseau décendrage dispositif disposé, caractérisé en ce que entre le fraisage de rotation périphérique et décendrage réseau installé fixe réseau, lesquelles couches sont bombardés avec des boules de matériau résistant à l'usure des réfractaires, dont le diamètre est inférieur à l'écart entre le fraisage gazéificateur grille et le boîtier et au moins 1/30 de cette valeur par le nombre de couches 3 à 6 ainsi placé sur la grille stationnaire relié à l'arbre d'entraînement le profil radial des bandes dont la hauteur est au moins égale au diamètre des billes.

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Date de publication 20.02.2007gg