[0001] 本发明具体涉及一种玻璃固化进料装置以及玻璃固化熔炉。

[0002] 近年来，玻璃固化工艺已广泛用于处理放射性液体，玻璃固化工艺先通过煅烧对放射性液体进行预处理，使其转化为氧化物，再将其与玻璃基材按一定比例配比在煅烧熔炉中混合、熔融、浇筑，经退火后使放射性核素固定在玻璃网络中形成稳定的玻璃固化体。

[0003] 然而，目前放射性液体和玻璃珠进入熔炉时，是通过进料管等管道将放射性液体和玻璃珠混合流入熔炉中的，熔炉内部温度较高，导致玻璃珠会在管内较早熔化，过早熔化主要会导致堵塞进料管，再由于放射性环境情况导致进料管难以进行更换，故目前的玻璃固化工艺进料管存在料液蒸发，玻璃珠变软情况、影响熔炉正常运行等问题。

[0021] 下面将结合本发明中的附图，对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，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明的范围。

[0022] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。

[0023] 在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

[0024] 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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0025] 实施例1

[0026] 如图1所示，本实施例的玻璃固化进料装置，主要用于核工业厂中，其包括进料管1和夹套3，进料管1安装在熔炉的进料口上，贯穿熔炉设置，且一端连通供料设备，另一端连通熔炉内部，用于向熔炉进料，夹套3套设在进料管1的外部，位于进料管1中处于熔炉内部的管段上，夹套3内部设有用于流通冷却液的空腔，以对进料管1进行液冷。

[0027] 本实施例的玻璃固化进料装置，通过在进料管1的外部设置夹套3，从而利用液冷换热的方式避免玻璃珠在进料管1内部发生熔化，防止玻璃珠高温变软，同时还能防止高温料液蒸发，在进料管处蒸发结晶，保证熔炉能够顺利进料，避免影响熔炉的正常运行。

[0028] 且由于进料管1贯穿熔炉进料口，衔接熔炉内外，进料管1位于熔炉内部的管段必然受热更加严重，本实施例将夹套3设置在进料管1中处于熔炉内部的管段上，也即进料管1受热最严重的管段上，故能够使液冷起到最佳效果。

[0029] 本实施例中，进料管1包括第一进料管11和第二进料管12，第一进料管11和第二进料管12分别用于放射性液体进料和玻璃珠进料，即两种物料分别通过不同的管道实现进料，这种进料方式相比于常规的混合进料方式来说，能够分别实现进料控制，工艺管控更加方便，并可保证料液和玻璃珠同时进料，保证更好的熔融状态。具体地，第一进料管11管径为DN20～DN40，第二进料管12管径为DN20～DN40，二者的管径范围能够确保进料速率满足要求。固定法兰2、第一进料管11管口法兰和第二进料管12(第一管口1221)管口法兰均为圆台状，便于与其他设备管道对接。第一进料管11上还可以设置球阀，球阀具有动力机械装置远距离操作开启闭合的条件。

[0030] 其中，第二进料管12中处于熔炉外部的管段上设有第一管口1221和吊耳，第一管口1221连通玻璃珠供料设备，吊耳用于与外部吊具连接，通过远程控制方式，可以吊运玻璃固化进料装置进行移动，使其达到操作台等位置进行远程操作。

[0031] 本实施例中，第二进料管12中处于熔炉外部的管段上还设有第二管口1211，第二管口1211为常态封闭的可开启管口，由于所处环境为放射性环境，因此在正常运行过程中不可对其进行拆卸，防止放射性气体溢出。第二进料管12中处于熔炉内部的管段上设有连通熔炉内部的第三管口1212，第二管口1211与第三管口1212分别设置在一条竖直管段121的顶底两端，第一管口1221设置在从竖直管段121上延伸出的支管122的顶端，支管122与竖直管段121之间的折弯位置位于竖直管段121中处于熔炉外部的管段上。根据下述内容，该第二管口1211处采用吊耳及密封插头进行封堵，可对吊耳进行拆卸，便于适配不同远距离操作吊具，包括动力手工具以及机械手工具，可在多个环境下进行远距离操作。

[0032] 目前常规的进料管都是仅设置一进口一出口的结构形式，进口连接供料设备，出口连接熔炉，而第二进料管12采用本实施例中这种管口结构后，这种设置结构中，第二进料管12位于熔炉内部的受热最为严重的管段为直管，因此避免折弯结构影响玻璃珠的进料速度，从而降低玻璃珠在此段中发生熔化的概率；而第二管口1211和第三管口1212分别位于竖直管段121的两端，二者沿线为竖直直线，吊耳设置在第二管口1211处，因此吊耳的吊装沿线亦为竖直状态，吊装更加稳定可靠；并且，将进料管线设置为折弯线，即从第一管口1221至第三管口1212需要依次经历支管122、折弯位置以及竖直管段121，这种布局方式能够避免供料设备与吊装设备发生干涉，同时由于折弯位置位于熔炉外部的管段上，因此使得折弯位置处于受热情况较良好的管段处，避免玻璃珠经过折弯减速时还进一步受热导致熔化。

[0033] 本实施例中，如图2所示，第二进料管12还包括密封插头123，密封插头123的侧面上开设有环形槽1231，第二管口1211处设有卡扣124，密封插头123沿轴向嵌入第二管口1211内，卡扣124沿径向穿入第二管口1211内并卡设在环形槽1231中，以固定密封插头123的轴向位置。在常态下，第二管口1211通过密封插头实现常态封堵，密封插头从第二管口
1211拔出后实现第二管口1211的开启，其他实施方式中，也可以采用电动控制开合的盖状结构实现常态封堵，然而本实施例中的机械封堵结构更适用于放射性环境下的放射性料液玻璃固化领域。

[0034] 本实施例中，密封插头123上设有提手1233，以提手1233作为第二进料管12上的吊耳，用于吊具进行远程吊运操作，放射性液体玻璃固化工艺环境具有一定的放射性，本实施例由于能够采用吊具进行远距离操作，故能够适用于放射性液体玻璃固化工艺。当装置吊耳接口需要进行更换时，先将卡扣124沿第二管口1211的径向拔出，之后就能通过吊具沿第二管口1211的轴向拔出密封插头123，再进行更换。(正常工艺运行时不可进行插拔，防止放射性气体溢出，只起远距离吊装以及密封作用)。

[0035] 本实施例中，密封插头123嵌入第二管口1211的部分套设有密封圈1232，用于密封密封插头123和第二管口1211之间的间隙，从而避免外部杂质进入熔炉或者熔炉产生的放射性气体溢出。

[0036] 本实施例中，夹套3包括筒体31、进液管32和回液管33，筒体31套设在进料管1的外部，内部设有空腔，进液管32和回液管33均连通供液设备，且进液管32的管口位于筒体31内朝向熔炉内部的一端，回液管33的管口位于筒体31内远离熔炉内部的一端，确保较冷的冷却液体先通过进液管32进入到温度较高位置，在向温度较低位置流动的过程中不断换热并逐渐升温，最终通过回液管33流出筒体31。本实施例中采用的冷却液为水。

[0037] 本实施例中，筒体31内部设有固定板311，固定板311连接在筒体31内壁和进料管1外壁之间，用于固定进料管1和筒体31的相对位置，使进料管1位于筒体31内的管段始终保持于竖直状态，从而形成冷却水单向流道，确保物料顺利落入熔炉。

[0038] 本实施例中，具体称筒体31内固定板311以上区域为进水管水冷区，固定板311以下区域为主水冷区，筒体31中两个水冷区之间可以采用电子束焊的焊接方式，热影响区小，焊接变形小。

[0039] 固定板311上设有连通两个区域的通孔，进液管32管口通入至主水冷区中，这种设置方式进一步确保冷却水下进上出，避免较高温度的冷却水与刚进入主水冷区的较低温度的冷却水混合，用于形成冷却水单向流道，冷却效果更好。

[0040] 本实施例中，装置还包括固定法兰2，进料管1通过固定法兰2安装在熔炉的进料口上，固定法兰2包括法兰片21和紧固件22，法兰片21设置在进料管1的中部，紧固件22活动设置在法兰片21上，用于连接法兰片21和熔炉的进料口。本实施例中紧固件22可以为导向销以及螺栓，二者用于进料装置远距离安装时的导向和固定，螺栓为可进行远距离更换的结构。

[0041] 进液管32和回液管33均穿过固定法兰2的法兰片21后连通筒体31内的空腔，固定法兰2上设有连通至筒体31内空腔的通孔，以便于进液管32和回液管33的贯穿和固定，其中回液管33的管口仅设置在固定法兰2厚度方向的中部，通过固定法兰2上的通孔连接筒体31内空腔。

[0042] 总体来说，本实施例的进料装置，属于向熔炉中供给放射性液体和玻璃珠技术领域，具体涉及一种向熔炉中供给放射性液体和玻璃珠的装置。

[0043] 装置将夹套3设置于进料管1(包括放射性液体的第一进料管11和玻璃珠的第二进料管12)的外侧，用于冷却进料管1，能够防止高温料液蒸发结晶，同时防止玻璃变软。并在第二进料管12上设置的第二管口1211，采用密封插头123进行封堵，密封插头123上还设有用于插拔操作的提手1233，固定法兰2上设有紧固件，使得密封插头123以及固定法兰2均能够用于进行远距离拆装。其中夹套2能够防止玻璃珠堵塞进料管1，故选用了耐蚀合金，高温耐腐蚀性能优良，同时夹套2采用了电子束焊的焊接方式，焊接变形较小。

[0044] 本实施例中，装置的各个部件可以采用耐蚀合金，确保高温耐腐蚀性能优良，具体材料可以为镍基合金，i ncone l 690。本装置结构简单，能够满足在热室里远距离拆装的要求，适用于放射性废液进料。

[0045] 现有常规方案中，当放射性液体和玻璃珠通过进料管1向熔炉中输送时，熔炉气腔温度过高，易导致玻璃珠软化，以及料液蒸发结晶，影响熔炉正常运行。而本实施例的进料装置可以通过夹套3通入冷却水，降低进料管1温度，防止堵塞。本实施例具体采用20℃冷却水，通过冷却水进液管32进入夹套3中，冷却水为20℃时，经过换热计算，进料管1降低的温度可保证玻璃珠不被软化，若冷却水温度过高或过低，则会影响夹套3的设计参数，从而影响设备的正常运行。

[0046] 本实施例的装置还可进行远距离安装和拆卸。而在装置退役之后，本进料装置由于还设有密封插头123，可通过吊装工具等动力机械装置进行远距离拆装。固定法兰2上设置的导向销在远距离拆装时，能够进行导向，再通过螺栓实现固定法兰3的固定连接。

[0047] 此外，本实施例中，还可以在冷却水进液管32和冷却水回液管33上分别配有第一快速接头321和第二快速接头331，远距离拆装时通过动力机械装置拔除第一快速接头321和第二快速接头331，完成进料装置的远距离拆装。

[0048] 实施例2

[0049] 本实施例的玻璃固化熔炉，包括熔炉本体以及实施例1中的玻璃固化进料装置，熔炉本体的进料口处安装玻璃固化进料装置，以通过玻璃固化进料装置连通供料设备实现进料。

[0050] 在进料的过程中，通过进料装置的夹套3实现液冷，避免玻璃珠在进料管1内发生熔化，同时防止高温料液蒸发，从而影响工艺正常运行。

[0051] 本实施例的熔炉的进料装置还可进行远距离安装和拆卸。进料装置还设有密封插头123，可通过吊装工具等动力机械装置进行远距离拆装，动力机械工具通过与提手配合，完成进料管的吊装运输，在冷却水进液管32和冷却水回液管33上分别配有第一快速接头321和第二快速接头331，远距离拆装时通过动力机械装置拔除第一快速接头321和第二快速接头331，完成进料装置的远距离拆装。固定法兰2上设置的导向销在远距离拆装时，能够进行导向，再通过螺栓实现固定法兰3的固定连接。

[0052] 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。