一种高温放射性熔炉尾气的传输装置、高放废液的处理系统的制作方法

1.本发明属于核工业技术领域，具体涉及一种高温放射性熔炉尾气的传输装置、以及高放废液的处理系统。


背景技术：

2.在核工业中，产生的高放废液一般采用玻璃固化的方法进行处理，玻璃熔炉是玻璃固化处理的核心装置，玻璃熔炉在工作过程中会产生大量高温放射性尾气，该尾气温度高且成分复杂，需要经过初步冷却后传输至尾气处理系统进行处理。传统的尾气传输管道在传输至尾气处理系统的过程中容易出现管道沉积堵塞、热变形过大等问题。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种高温放射性熔炉尾气的传输装置、以及包含该传输装置的高放废液的处理系统，可确保高温放射性熔炉尾气传输通畅，降低发生堵塞的可能性，并可减少或避免对传输装置及处理系统造成腐蚀。
4.根据本发明的一个方面，提供一种高温放射性熔炉尾气的传输装置，其技术方案为：
5.一种高温放射性熔炉尾气的传输装置，包括第一管、第二管、以及保护机构，
6.所述第一管的一端与熔炉的尾气出口相连通，其另一端与所述第二管相连通，第二管的另一端与尾气处理系统相连通，熔炉排出的高温放射性熔炉尾气依次经第一管和第二管后进入尾气处理系统；
7.所述保护机构设于所述第一管内，用于在第一管的内壁面上形成保护层，以隔开所述高温放射性熔炉尾气。
8.优选的是，所述第一管包括内套筒、外套筒，所述外套筒套设于所述内套筒外，所述内套筒连通所述第二管和所述熔炉；
9.所述保护机构包括气相通道，所述气相通道设于内套筒与外套筒之间，其内通有压缩气体，内套筒的底部设有气隙，所述气隙连通所述气相通道与所述内套筒，所述压缩气体经所述气隙进入内套筒中并在内套筒的内壁面上形成一层气膜，以隔离所述内套筒的内壁面与所述高温放射性熔炉尾气。
10.优选的是，所述保护机构构成第一冷却机构，用于对内套筒内的高温放射性熔炉尾气进行冷却；
11.所述气相通道沿所述第一管的长度方向设置。
12.优选的是，本传输装置还包括第二冷却机构，所述第二冷却机构包括液相通道，所述液相通道设于所述内套筒与所述外套筒之间，其内通有液相冷却介质，用于对内套筒内的高温放射性熔炉尾气进行冷却。
13.优选的是，所述液相通道包括进液通道和出液通道，所述进液通道和所述出液通
道均沿所述第一管的长度方向设置，两者通过回液通道相连通。
14.优选的是，所述第一管沿竖直方向设置的竖直管，所述第二管沿横向设置的水平管，所述第一管和所述第二管通过连接头连通。
15.优选的是，本传输装置还包括波纹管，所述波纹管的一端与所述尾气处理系统可拆卸连接，其另一端与所述第二管连接。
16.优选的是，本传输装置还包括清洗机构，所述清洗机构包括管嘴，所述管嘴与所述第二管切向连通，用于向第二管内壁喷射清洗液。
17.优选的是，本传输装置还包括压空气炮，所述连接头采用十字连接头，所述第一管和所述第二管分别与十字连接头的两个连接口相连，所述压空气炮采用两个，两个压空气泡分别与所述连接头的另外两个连接口可拆卸连接，分别用于向所述第一管和所述第二管内喷射高速的气流。
18.优选的是，本传输装置还包括控制器和检测器，所述检测器，用于检测所述第一管与所述第二管之间的压差，并传送检测到的压差值；
19.所述控制器与所述检测器、所述压空气炮分别电连接，控制器内设有压差阈值，用于接收检测器传送的压差值并将其与压差阈值进行比较，再根据比较结果控制压空气炮的启闭。
20.优选的是，所述第一管、所述第二管、以及所述连接头均采用incoloy825合金材料制成。
21.根据本发明的另一个方面，还提供一种高放废液的处理系统，其技术方案如下：
22.一种高放废液的处理系统，包括用于进行玻璃固化的熔炉，还包括以上所述的高温放射性熔炉尾气的传输装置。
23.本发明的高温放射性熔炉尾气的传输装置，可实现高温放射性熔炉尾气的通路传输，且可将高温放射性熔炉尾气隔离，减少或避免对传输装置造成腐蚀，延长其使用寿命。
24.此外，通过一些优选的实施方式，还可实现以下效果：通过设置冷却机构，可对高温放射性熔炉尾气进行降温，避免尾气中夹带的颗粒物质烧结，降低发生堵塞的可能性；通过设置波纹管，可最大程度的补偿第二管等部件的制造安装误差和装置受热后导致的热变形；通过设置清洗机构和压空气炮，可实现清洗和吹扫功能，进一步降低堵塞的可能性；通过设置快速接头，可实现快速拆装，操作简单、便于设备检修。
25.本实施例的高放废液的处理系统，由于采用了以上所述的传输装置，可确保高温放射性熔炉尾气通路传输，极大降低发生堵塞的可能性，且使用寿命长。
附图说明
26.图1为本发明实施例中高温放射性熔炉尾气的传输装置的结构示意图；
27.图2为本发明实施例中第一管的剖视图；
28.图3为本发明实施例中法兰的结构示意图；
29.图4为本发明实施例中第一管的另一种剖视图；
30.图5为图4中a处的放大图；
31.图6为本发明实施例中第一管的又一种剖视图。
32.图7为本发明实施例中第二管的结构示意图；
33.图8为图1中b处的放大图；
34.图9为图1中连接头的安装结构示意图；
35.图10为图8中快速接头的结构示意图；
36.图11为本发明实施例中高温放射性熔炉尾气的传输装置的另一种结构示意图；
37.图12图10中连接头的安装结构示意图；
38.图13为图11中堵头的结构示意图。
39.图中：1
‑
第一管；2
‑
第二管；3
‑
连接头；4
‑
压空气炮；5
‑
堵头；11
‑
进液流道；12
‑
法兰；13
‑
气液分离端头；14
‑
内套筒；15
‑
外套筒；16
‑
进液通道；17
‑
回液通道；18
‑
出液通道；19
‑
进气流道；110
‑
气相通道；111
‑
进气底端环；112
‑
气隙；21
‑
远距离拆装管接头；22
‑
波纹管；24
‑
管嘴；25
‑
吊耳；31
‑
锁紧装置；32
‑
快速插头；33
‑
斜面槽孔；34
‑
出液流道。
具体实施方式
40.为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
42.在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
43.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
44.实施例1
45.如图1所示，本实施例公开一种高温放射性熔炉尾气的传输装置，包括第一管1、第二管2、以及保护机构，其中：第一管1的一端与熔炉顶部的尾气出口上的法兰座通过可远距离拆装管接头21相连通，其另一端与第二管2相连通，第二管2的另一端与尾气处理系统相连通，熔炉排出的高温放射性熔炉尾气依次经第一管1和第二管2后进入尾气处理系统；保护机构设于第一管1内，用于在第一管1的内壁面上形成保护层，以隔开高温放射性熔炉尾气。
46.在一些实施方式中，第一管1包括内套筒14、外套筒15，其中：外套筒15套设于内套筒14外，内套筒14连通第二管2和熔炉；保护机构包括气相通道，气相通道设于内套筒14与外套筒15之间，其内通有压缩气体，内套筒14上设有气隙112，气隙112连通气相通道110与内套筒14，压缩气体经气隙112进入内套筒14中并在内套筒14的内壁面上形成一层气膜，从
而隔离内套筒14的内壁面与高温放射性熔炉尾气。
47.具体来说，本实施例的第一管1优选为沿竖直方向设置的竖直管，第一管1从熔炉顶部尾气出口插入到熔炉内，气相通道110沿第一管1的长度方向设置，气相通道110的入口设于第一管1的顶端，气隙112处于内套筒14的底端，气相通道110中的压缩气体的流向与高温放射性熔炉尾气的流向相反。
48.本实施例中，压缩气体优选为压缩空气，更优选为常温的压缩空气。
49.本实施例中，由于压缩气体的温度远低于内套筒14内的高温放射性熔炉尾气的温度，因此，保护机构还可以作为第一冷却机构，保护机构中的压缩气体可以作为气相冷却介质，用于对内套筒14内的高温放射性熔炉尾气进行冷却降温，从而实现对高温放射性熔炉尾气进行冷却和通路传输，降低堵塞的可能性。
50.也就是说，本传输装置通过形成气膜，不仅可以将高温放射性熔炉尾气与内套筒14的内壁隔离开，减少或避免对内套筒14造成腐蚀，还可以吸收高温放射性熔炉尾气的热量使其进行降温，避免尾气中夹带的颗粒物质烧结而造成堵塞，延长使用寿命。
51.在一些实施方式中，如图2所示，本传输装置还包括第二冷却机构，第二冷却机构包括液相通道，液相通道设于内套筒14与外套筒15之间，其内通有液相冷却介质，用于对内套筒14内的高温放射性熔炉尾气进行冷却。通过设置液相通道，可与气相通道110形成双重冷却结构，有利于确保冷却效率和效果。
52.具体来说，液相通道包括进液通道16和出液通道18，进液通道16和出液通道18均沿第一管1的长度方向设置，两者通过回液通道17相连通，其中，进液通道16的入口设于第一管1的顶端，回液通道17设于第一管1的底端，出液通道18的出口设于第一管1的顶端。本实施例中，液相冷却介质优选为水，更优选的为常温水。
53.在一些实施方式中，气相通道110、进液通道16、以及出液通道18的数量均为多个，三者间隔设置且呈环形分布，每个气相通道110的两侧分别设有一个进液通道16和一个出液通道18，以使冷却介质均匀分布，提高冷却效果。
54.本实施例中，如图5、图6所示，气相通道110的数量优选为六个，六个气相通道110均匀分布，进液通道16和出液通道18的数量均优选为三个，三者按“进液通道
‑
气相通道
‑
出液通道
‑
气相通道”的顺序依次设置。并且，内套筒和外套筒15之间还可以设有进气底端环111，进气底端环111与各气相通道110均连通，且处于气相通道110的底端和回液通道17的上方，气隙112为呈360
°
分布在进气底端环111与内套筒14之间的环状缝隙，且气隙112的入口端低于气隙112的出口端，即气隙斜向设置，进气底端环111内的气相经气隙斜向上进入内套筒14，这样有利于使压缩空气(即气相冷却介质)更均匀的进入到内套筒14，以形成均匀分布的气膜，从而确保冷却效果和最大程度的提高高温放射性熔炉尾气与内套筒14等金属管道的隔离效果。本实施例中，气隙的倾斜角度为20～40
°
，且坡向内管，更优选的倾斜角度为30
°
。
55.本实施例中，如图2、图3、图4所示，气相通道和液相通道通过气液分离端头13、法兰12分别与气相冷却介质供应机构和液相冷却介质供应机构相连通，气液分离器端头设于外套筒15的顶端，法兰12设于气液分离端头13的外围，气液分离端头13设有第一入口、第二入口、第一出口、第二出口、以及回液流道，法兰12内设有进液流道11、出液流道34、以及进气流道19，其中：法兰12内的进液流道11的入口通过快速接头与液相冷却介质供应机构相
连，以通入液相冷却介质(如水)，进液流道11的出口与气液分离端头13的第一入口相连通，气液分离端头13的第一出口与液相通道中的进液通道16相连通；液相通道中的出液通道18与气液分离端头13中的回液流道的入口相连通，回液流道的出口与法兰12内的出液流道相连通，以将吸热升温后的液相冷却介质排出；法兰12内的进气流道19的入口通过快速接头与气相冷却介质供应机构相连，以通入气相冷却介质(即压缩气体)，进气流道19的出口与气液分离端头13的第二入口相连通，气液分离端头13的第二出口与第一管1中的气相通道110相连通。
56.本实施例中，由于气相通道110、进液通道16、以及出液通道18的数量均为多个，因此，气液分离端头13上的第一出口和第二出口也为相对应的多个，即：第一出口优选为三个，三个第一出口均匀分布，以对应三个进液通道16；第二出口优选为六个，六个第二出口均匀分布，以对应六个气相通道110；出液通道18优选为三个，三个出液通道均通过气液分离端头13上的回液流道与法兰12上的出液流道。
57.在一些实施方式中，如图7、图8所示，本装置还包括波纹管22，波纹管22的一端与尾气处理系统可拆卸连接，其另一端与第二管2连接，通过波纹管22的可伸缩性可最大程度的补偿第二管2等部件的制造安装误差和装置受热后导致的热变形。
58.本实施例中，波纹管22与第二管2之间可采用焊接等方式固定，第二管2伸入到波纹管22的内部，波纹管22与尾气处理系统之间优选采用远距离拆装管接头31进行连接，以便实现远距离快拆，可便于维修。
59.在一些实施方式中，如图7所示，本装置还包括清洗机构，清洗机构包括管嘴24，用于向第二管2内喷射清洗液，以去除第二管2内壁上附着的沉积物。并且，管嘴24与第二管2优选采用切向连通，管嘴24的出口端优选朝向尾气处理系统方向，以使清洗液在第二管2的内壁形成螺旋状的液流，提高清洗效率。
60.本实施例中，管嘴24的数量可以为一个，也可以为多个，比如，四个，多个管嘴24可根据需求进行调整，比如，可以沿第二管2的长度方向设置，也可沿第二管2的圆周方向设置，还可以同时沿第二管2的长度方向设置和沿第二管2的圆周方向设置。
61.本实施例中，清洗液优选采用带压的去离子水，去离子水的压力为0.2
‑
1.0mpa，更优选的为0.5mpa。
62.在一些实施方式中，第二管2优选为沿横向设置的水平管，第一管1和第二管2通过连接头3连通。
63.本实施例中，第二管2上连接尾气处理系统的一端低于其连接第一管1的一端，即第二管2在水平方向上具有一定的倾斜坡度，以便将清洗时产生的废液随坡度流向尾气处理系统。本实施例中，第二管2的倾斜坡度为5
‑
10
°
，优选为6
°
。
64.在一些实施方式中，如图1所示，本装置还包括压空气炮4，连接头3优选采用十字连接头，第一管1和第二管2分别与十字连接头的其中两个连接口相连，对应的，压空气炮的数量优选为两个，两个压空气炮4分别与连接头3的另外两个连接口可拆卸连接，分别用于向第一管1和第二管2内瞬间喷射高速的气流，以通过吹扫的方式去除第一管1和第二管2两者的内壁上附着的积尘和结垢。
65.具体来说，十字接头包括四个相互连通的接口，分别为第一接口、第二接口、第三接口、以及第四接口，其中：第一接口和第四接口处于竖直方向上，第二接口和第三接口处
于水平方向上；第一接口与第一管1的顶端相连通，压空气炮4喷射的高速气流沿第一管1向下流向熔炉，第二接口与第二管2的一端相连通，压空气炮4喷射的高速气流沿第二管2流向尾气处理系统；压空气炮4的数量优选为两套，两套压空气炮4分别与第三接口和第四接口在锁紧装置31和该快速接头上设有通过锁紧装置31和快速连接头3进行连接，更具体来说，如图9、图10所示，空气炮的输出端设有快速接头，该快速接头的外壁向外伸出设有连接翼，连接翼上设有斜面槽孔33，锁紧装置31为螺栓
‑
螺纹紧固装置，锁紧装置31的数量为两个，两个锁紧装置31分别与第三接口、第四接口通过螺纹相接，锁紧装置31上设有与上述斜面槽孔33相匹配的斜面螺栓，当压空气炮4的输出端的快速接头嵌入到锁紧装置31中时，斜面螺栓插入到斜面槽孔33内，从而将螺纹行程连接转化为斜面压紧连接(即转化为接头之间的紧固)，从而实现快速拆装。在实际操作过程中，可通过机械手或动力手拧紧螺栓进行操作，以实现快拆和便于进行远距离拆装。本实施例中，压空气炮4喷射的气流优选为0.1
‑
0.8mpa的压缩空气，更优选的为0.6mpa的压缩空气。
66.当然，如图11、图12、图13所示，本装置还可以包括堵头5，本实施例中的压空气炮4也可以为一个，此时，堵头5的数量为一个。压空气炮4还可以是零个，此时，堵头5的数量为两个。堵头5与锁紧装置31相匹配，其外壁向外伸出设有连接翼，该连接翼上设有与锁紧装置31中的斜面螺栓相配套的斜面槽孔33，以便将堵头5封堵在十字接头的第三接口和/或第四接口上。
67.在一些实施方式中，本传输装置还包括控制器和检测器(图中未示出)，检测器用于检测第一管1与第二管2间之间的压差，并传送检测到的压差值；控制器与检测器、压空气炮4分别电连接，控制器内设有压差阈值，用于接收检测器传送的压差值并将其与压差阈值进行比较，再根据比较结果控制压空气炮4的启闭，从而及时对第一管1和第二管2两者的内壁上附着的积尘和结垢进行清理。本实施例中，压差阈值优选为10mbar
‑
50mbar，更优的压差值为20mbar。
68.在一些实施方式中，第一管1、第二管2、以及连接头3均采用incoloy825合金材料制成，以提高抗腐蚀性能。
69.在一些实施方式中，如图7所示，第二管2上还可以设有吊耳25，以便通过机械手或动力手进行拆装，方便远距离检修更换。
70.本实施例的高温放射性熔炉尾气的传输装置，可实现高温放射性熔炉尾气的通路传输，且可将高温放射性熔炉尾气隔离，减少或避免对装置造成腐蚀。此外，通过设置冷却机构，可对高温放射性熔炉尾气进行降温，避免尾气中夹带的颗粒物质烧结，降低发生堵塞的可能性，从而延长使用寿命；通过设置波纹管，可最大程度的补偿第二管等部件的制造安装误差和装置受热后导致的热变形；通过设置清洗机构和压空气炮，可实现清洗和吹扫功能，进一步降低堵塞的可能性；通过设置快速接头，可实现快速拆装，操作简单、便于设备检修。
71.实施例2
72.本实施例公开一种高放废液的处理系统，包括用于进行玻璃固化的熔炉，还包括实施例1中所述的高温放射性熔炉尾气的传输装置。
73.本实施例的高放废液处理系统，由于采用了实施例1所述的传输装置，可确保高温放射性熔炉尾气通路传输，大大降低发生堵塞的可能性，且使用寿命长。
74.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。