"Four de fusion pour déchets radioactifs" La présente invention est relative à un four pour la fusion de déchets radioactifs provenant d'installations où l'on manipule des matières radioactives, telles que des centrales nucléaires dans le but de réduire de volume les déchets radioactifs.
Les déchets radioactifs émettent de la radioactivité et ils sont, par conséquent, dangereux, et, de plus, une opération élaborée est difficile à réaliser. Par conséquent, suivant la technique antérieure, lorsque ces déchets radioactifs sont fondus, on les charge sans distinction dans un four de fusion connu sans les diviser préalablement en déchets lourds et en déchets légers. Toutefois, si les déchets sont fondus de cette manière, ils sont partiellement captés dans le four lorsqu'ils sont chargés dans celui-ci, ou bien ils tombent le long du bord dans le four, en
ne réalisant pas ainsi une bonne fusion. Ou bien, si les déchets lourds sont chargés, un choc intensif est transmis au corps du four, ce qui peut provoquer des dommages à celui-ci, et poser ainsi des risques de danger.
Un but de la présente invention est de prévoir un four de fusion qui peut fondre des déchets radioactifs de manière à les réduire de volume.
Un autre but de la présente invention est de prévoir un four de fusion dans lequel même si un déchet radioactif s'avè-
<EMI ID=1.1>
lorsque les déchets sont chargés dans le four afin de les faire fondre, cette opération de chargement peut être réalisée d'une manière simple .
C'est la raison pour laquelle on prévoit dans le four de fusion de la présente invention, un cylindre de guidage pour in-troduire les déchets radioactifs en un lieu préalablement déterminé dans le four, c'est-à-dire un emplacement où les déchets
sont fondus. Par conséquent, les déchets radioactifs peuvent
être simplement déposés dans le cylindre de guidage, de telle sorte que les déchets atteignent l'emplacement préalablement déterminé dans le four.
Un autre but de la présente invention est de prévoir un four de fusion qui,lorsque les déchets sont fondus,peut transmettre d'une manière efficace de la chaleur à des déchets massifs et les fondre rapidement sous la forme d'une masse importante, ou bien à des déchets minces, tels que des fils, et les fondre rapidement sous
la forme d'une petite masse, même à des déchets inorganiques ayant un point de fusion élevé, tels que des matières thermiquement isolantes.
Dans le four de fusion de la présente invention, les déchets introduits dans le four sont immergés dans une masse fondue liquide à haute température présente dans le four. Par conséquent, les déchets quelle que soit leur masse, c'est-à-dire que celle-ci soit grande ou petite, touchent tous la masse fondue liquide à haute température. De plus, les déchets non seulement touchent la masse fondue avec une surface extérieure de celle-ci, mais la masse fondue liquide se déplace le long des parties rentrantes et des parties intérieures des déchets, et donc toute partie des déchets touche la masse fondue. De cette manière, les déchets touchent la masse fondue à haute température sur l'aire
de contact étendue. Pour ces raisons, de la chaleur est toujours transmise de manière efficace aux déchets quelle que soit leur forme et la fusion est rapidement réalisée.
Encore un autre but de la présente invention est de prévoir un four de fusion destiné à des déchets radioactifs et qui est conçu de telle sorte que ces déchets soient chargés dans le four par l'intermédiaire d'un cylindre de guidage, et ce de manière à ce que des déchets lourds et légers, irréguliers, tels que des matières sous la forme de fils, des matières tubulaires et
des matériaux en acier coulés, soient chargés sans distinction dans le cylindre de guidage, et même si des déchets extrêmement lourds tombent éventuellement lourdement dans le four par l'intermédiaire du cylindre de guidage de temps à autre, il est possible d'empêcher qu'une partie du corps du four subisse des dégâts à la suite d'un choc violent reçu directement à cause de cette chute, en prolongeant ainsi la durée d'utilisation du corps du four.
Encore un autre but de la présente invention est d'empêcher le fait de devoir remplacer des matières réfractaires et thermiquement isolantes, qui ont été consommées endéans une courte période de temps, et d'empêcher la production de déchets secondaires (des résidus provenant des matières réfractaires et matières thermiquement isolantes susmentionnées) à la suite de cette opération de remplacement.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif, et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Les figures 1 et 2 représentent respectivement des vues en perspective d'un système de réduction de volume.
La figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'un four de fusion et d'un dispositif de pulvérisation. La figure 4 est une vue en coupe prise suivant la ligne
IV-IV de la figure 3-.
La figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un dispositif de solidification. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale représentant une autre forme de réalisation du dispositif de solidification.
Les figures 1 et 2 représentent le système de réduction de volume entier pour des déchets, tels que des matières radioactives. Sur les figures 1 et 2, les déchets, tels que des filtres, des tuyaux, des aciers et d'autres matières radioactives de différents types, qui sont entassés dans un récipient
1 (par exemple, un cylindre métallique de 200 litres), sont amenés dans une chambre de traitement au moyen d'un dispositif de transport 3, tel qu'un transporteur à rouleaux, par une entrée
2 de la chambre de traitement. Un couvercle la du récipient 1 amené de cette façon, est enlevé au moyen d'un dispositif d'enlèvement de couvercle 4. Ce dispositif d'enlèvement du couvercle 4 comprend un bras extensible 5 et un dispositif d'attraction 6 monté sur l'extrémité du bras 5, le couvercle la étant attiré et enlevé par le dispositif d'attraction 6.
Le récipient avec le couvercle la enlevé est ensuite amené à un dispositif de rotation latérale 7 au moyen du dispositif de transport 3. Le dispositif de rotation latérale 7 comprend une table tournante 8, deux postes d'appui 9, 9 et un support de récipient 10 tourillonné sur les deux postes d'appui 9, 9. Le support de récipient 10 peut basculer dans la direction de la
<EMI ID=2.1>
déchets 13 dans le récipient sont déchargés sur un lit 14. Après avoir déchargé les déchets 13, le support 10 est amené dans la di-rection de la flèche llb. Ensuite, on fait tourner la table tournante 8 d'un angle de 90[deg.] dans la direction de la flèche 12a. Après l'avoir fait tourner, le récipient vidé est transféré sur des moyens de transport 15, tels qu'un transporteur à rouleaux, et est amené vers une sortie 16.
Les déchets de grande dimension 13a séparément de
ceux déchargés sur le lit 14, sont amenés par l'intermédiaire d'un manipulateur mécanique 17 vers un dispositif de découpage
18, où les déchets sont coupés en petits déchets. Cette réduction signifie que les déchets sont sous des dimensions suffisantes pour être chargés dans un récipient de traitement décrit ciaprès. Le manipulateur mécanique 17 est mobile dans un plan horizontal et . est agencé de la façon suivante. Deux rails 19
(dont l'un n'est pas représenté) disposés parallèlement ont un bâti mobile 20 monté de façon mobile dans la direction de la flèche 21, et le manipulateur 17 est agencé de façon mobile dans la direction de la flèche 22 par rapport au bâti mobile 20.
Le manipulateur 17 comprend un corps 23, une tige 24 se déplaçant verticalement conçue pour pouvoir se déplacer vers le haut et vers le bas par rapport au corps 23, une série d'articulations 25 reliées à l'extrémité inférieure de la tige se déplaçant verticalement
24, et un organe d'accrochage 26 monté sur l'extrémité de l'articulation 25. C'est ainsi que l'organe d'accrochage 26 peut saisir le déchet 13a qui peut être amené en un emplacement approprié d'un espace tridimensionnel. Le dispositif de découpage 18 comprend un dispositif de fixation 27 et un coupoir à plasma
28. Le coupoir à plasma 28 est conçu de manière à ce qu'il puisse se déplacer vers la flèche. Le déchet de grande dimension 13a <EMI ID=3.1>
porté par le manipulateur 17 est fixé au moyen du dispositif de fixation 27 et découpé par le coupoir à plasma 28 en petits morceaux. Les déchets ainsi réduits sont renvoyés sur le lit 14 par
le manipulateur 17. On notera que les déchets occlus, qui peuvent éventuellement exploser lorsqu'ils sont chauffés, sont percés par le coupoir à plasma 28 susmentionné. Dans ce dispositif
de découpage 18, on peut utiliser un mécanisme de découpage approprié à la place du coupoir à plasma 28.
Les déchets réduits de dimension ou percés, comme
décrit ci-dessus, et les petits déchets d'origine sont chargés
dans un récipient de traitement 32 par l'intermédiaire d'une chute de chargement 31 disposée sur l'extrémité du lit 14, en faisant fonctionner le manipulateur 17. Le récipient de traitement
32 est sous la forme d'un cylindre, comme on l'a représenté. Le récipient 32 a comme dimensions, par exemple, un diamètre extérieur de 390 mm, un diamètre intérieur de 381 mm, une hauteur extérieure de 516 mm, une hauteur intérieure de 487 mm et une capacité de 50 litres. Le récipient 32 est formé de matériaux, tels que des plaques métalliques, par exemple des plaques de fer
ou métalliques percées d'un grand nombre de trous ou de mailles. Les dimensions du récipient 32 sont déterminées en fonction du
four de fusion suivant. Le récipient 32 doit être préalablement transporté par les moyens de transport 33, tels qu'un transporteur à rouleaux, vers une position en dessous de la chute 31.
Le récipient 32 avec les déchets qui y sont entassés,
est d'autre part porté par les moyens de transport 33 et transféré sur une portion de rouleaux 33' montée sur un chariot 35.Le chariot 35 peut être animé d'un mouvement de va-et-vient le long des rails 36 de manière à alimenter le récipient 32 dans un dispositif d'introduction 38. Le dispositif d'introduction 38 comprend un corps cylindrique 39 et une porte 40 pouvant s'ouvrir et se fermer librement, disposée à une entrée de celui-ci. Lorsque la porte 40 est ouverte, le chariot 35 avance vers l'entrée du corps
39 pour transférer le récipient 32 vers d'autres moyens de transfert 41, tels qu'un transporteur à rouleaux disposé dans le corps
39. Après le transfert, le chariot 35 est extrait et la porte est fermée. Le récipient 32 est porté par les moyens de transfert 41 et maintenu au moyen d'un bâti de fixation 42. Un dis-
<EMI ID=4.1>
ti de fixation 42. Le dispositif se déplaçant verticalement 43 présente une tige se déplaçant verticalement 44 à l'extrémité inférieure de laquelle est monté un dispositif d'accrochage 45. Lorsque le récipient 32 est pris par le dispositif d'accrochage
45, le bâti de fixation 42 est extrait et une porte coulissante
46 s'ouvre. Ensuite, la tige se déplaçant verticalement 44 est abaissée de manière à charger le récipient 32 avec les déchets qui y sont entassés , dans un four de fusion 50.
Dans le four de fusion 50, le récipient ainsi chargé
32 est fondu au moyen d'un chalumeau de chauffage 52 disposé dans le corps du four 51. Une masse fondue 53 obtenue de cette façon, est prélevée au moyen d'une ouverture de prélèvement 54 dans le corps de four 51 par l'intermédiaire d'un dispositif de prélèvement 55 et est amenée dans un dispositif de pulvérisation
57. La masse fondue 53 dont question ci-dessus est projetée dans de l'eau dans le corps 58 et est amenée à l'état de particules 60. Les particules 60 restent dans le fond du corps 58. Lorsque l'on ouvre un couvercle inférieur 59, les particules se trouvant dans
le "fond du corps entrent dans un godet 61 en même temps que. l'eau. Puisque le godet 61 a son fond 62 sous la forme d'une structure réticulée ou maillée (une plaque poreuse peut être utilisée), seulement l'eau est déchargée.
Le godet 61 est amené à un poste suivant au moyen d'un chariot 64, que l'on déplace le long des rails 63. Au milieu au cours du mouvement du godet, les particules dans le godet 61 sont séchées au moyen d'un séchoir 65. Lorsque l'on ouvre un dispositif de chargement 66 à l'extrémité inférieure du godet, les particules séchées sont entassées dans un récipient de stockage 67, qui est ensuite transporté par des moyens de transport 68, tels qu'un transporteur à rouleaux, pour le stockage. Pour ce qui est du ré cipient de stockage 67, on peut, par exemple, utiliser un cylindre métallique de 200 litres.
Le four de fusion susmentionné 50 et le dispositif de pulvérisation seront à présent décrits en détail en se référant aux figures 3 et 4 des dessins annexés. Le corps du four 51 comprend une partie centrale refroidie par de l'eau rentrante 71 et une structure supérieure 72 recouvrant celle-ci. La partie centrale refroidie dans de l'eau 71 a sa surface intérieure recouverte de matières calorifuges 73 et 74. La matière calorifuge 73 utilisée comprend de l'oxyde graphitique (qui est formé de 10 à 30%
de graphite, le restant comprenant de l'alumine ou de la magnésie) que l'on appelle également brique carbonée. On utilise cet agencement pour permettre un accroissement de l'énergie entre la partie centrale ou coeur 71 et la masse fondue 53 parce que l'on utilise un chalumeau à plasma comme chalumeau de chauffage 52, qui sera décrit plus en détail ci-après. On peut utiliser des matières réfractaires connues comme matière calorifuge 74. Les matières calorifuges 73, 74 comportent une couche tampon 75 disposée à l'intérieur de celles-ci. Cette couche tampon 75 est prévue pour empêcher les matières calorifuges 73, 74 d'être endommagées à la suite d'un contact direct de la masse fondue 73 avec les matières calorifuges 73, 74. La couche tampon 75 comprend une couche de lest 75a et une couche solide 75b agencée sur celle-ci.
La couche de lest 75a est conçue de manière à ce qu'un certain nombre de matières tampon massives soient disposées
d'une façon désordonnée, et ce. de manière à ce
que des espaces libres soient formés entre celles-ci et qu'elles puissent se mouvoir les unes par rapport aux autres. Pour ce
qui est de la matière tampon, on peut utiliser, par exemple, de
la ferraille de la dimension approximative d'un galet ou moellon. La couche solide 75b a sa surface supérieure sous la forme d'une cavité, qui forme un réservoir 76 pour la masse fondue 53. On notera que la couche solide 75b provient d'un mélange de la matière tampon fondue et de la masse fondue 53, ce mélange étant solidifié.
Un cylindre de guidage 80 est suspendu à la partie moyenne d'une plaque de sommet 72a de la structure supérieure 72. Ce cylindre de guidage 80 est du type à refroidissement dans l'eau. L'extrémité supérieure du cylindre de guidage 80 est en communication avec l'intérieur du corps 39 dans le dispositif d'introduction 38 par l'intermédiaire d'un conduit de communication 81. Autour du conduit de communication 81 dans la plaque de sommet 72a de la structure supérieure 72, il y a des dispositifs se dépla-çant verticalement 82 agencés en des emplacements où la circonférence entière est divisée en trois ou quatre sections. Chacun de ces dispositifs 82 se déplaçant verticalement comporte une tige se déplaçant verticalement 83. Le chalumeau de chauffage
52 est monté sur l'extrémité inférieure de la tige se déplaçant verticalement 83. Dans la forme de réalisation illustrée, on utilise un chalumeau à plasma annulaire comme chalumeau de chauffage 52. Ce chalumeau de chauffage 52 est formé annulairement coaxialement avec l'axe central du cylindre de guidage 80 et comporte une ouverture de décharge d'arc annulaire 84. L'ouverture de décharge d'arc 84 est dirigée dans une direction où l'arc de
<EMI ID=5.1>
voisinage de l'extrémité inférieure d'une partie exposée à partir de la masse fondue et vers la surface supérieure de la masse fondue 53 dans le récipient 32. La tige se déplaçant verticalement
83 est pourvue intérieurement d'un passage destiné à l'alimentation d'énergie électrique et en gaz au chalumeau 52, ce passage comportant une extrémité reliée au chalumeau 52, l'autre extrémité étant reliée à une source de courant continu 85 et à une source de gaz opérationnel 86.
Une bobine 87 placée dans la périphérie extérieure de la structure supérieure 72 est prévue pour appliquer le champ magnétique à l'ouverture de décharge d'arc annulaire 84 de manière à faire tourner l'arc le long de l'ouverture de décharge, le champ magnétique étant adapté pour décharger l'arc à partir de la zone entière de l'ouverture de décharge d'arc 84 dans le chalumeau 82. On notera que le chalumeau de chauffage 52 susmentionné peut être remplacé par une série de chalumeaux normaux (par exemple, le chalumeau 100 décrit ci-après) ordinairement utilisés, ou par un brûleur à gaz ou un brûleur à huile. Dans ce cas, la bobine 87 ne peut pas être utilisée.
La structure supérieure 72 comprend, sur une certaine partie,
une sortie de gaz 88. Les gaz non nécessaires dans le corps du four 51 sont amenés dans un conduit 89 par l'ouverture 88 et ensui-
<EMI ID=6.1>
de chaleur 90, d'un filtre 91 pour enlever les poussières contaminées par les matières radioactives, d'une soufflerie 92 et d'une cheminée 93.
Dans une partie du corps de four 51 placée à côté
du réservoir 76 de la masse fondue, l'ouverture de prélèvement
54 s'étend à travers la partie centrale refroidie par de l'eau
71 et la matière calorifuge 73. Dans la partie centrale ou coeur refroidi par de l'eau 71, est agencé un conduit de refroidissement forcé 95, qui est illustré sous la forme d'un dispositif de refroidissement forcé, dont la face intérieure forme une ouverture de prélèvement. Le conduit de refroidissement forcé
95 est du type à deux cylindres, entre lesquels l'eau de refroidissement s'écoule. On peut utiliser des gaz, tels que l'air ou l'azote, à la place de l'eau.
Un dispositif de prélèvement 55 est connecté au conduit de refroidissement forcé 95. Ce dispositif de prélèvement
55 comprend un corps 96 formé de métal (généralement du fer) et une matière calorifuge 97 appliquée sur sa surface intérieure.
La matière calorifuge 97 est similaire à la matière calorifuge 73 décrite ci-dessus. Le dispositif de prélèvement 55 comporte à sa partie inférieure, une ouverture d'écoulement 98 par laquelle la masse fondue provenant de l'orifice de prélèvement 54 est amenée
<EMI ID=7.1> d'un orifice en communication avec l'orifice de prélèvement 54 jusqu'à l'ouverture d'écoulement ou de déversement 98 forme un passage d'écoulement 99 (surface de la matière calorifuge 97) de la masse fondue 53. Le dispositif de prélèvement 55 comprend, en outre, un premier et un second chalumeau à plasma 100 et 101, montés respectivement sur le corps 96. Le premier chalumeau à plasma 100 est dirigé de manière à irradier l'arc de plasma
dans l'orifice de prélèvement 54. Le second chalumeau à plasma
101 est dirigé de manière à irradier l'arc de plasma vers l'ouverture de déversement 98 et vers le passage d'écoulement 99.Ces chalumeaux à plasma 100, 101 sont également reliés à des sources de courant continu 102, 103 et à une source de gaz opérationnelle
86 de façon similaire au chalumeau 52 susmentionné. Le dispositif de prélèvement 52 comprend, en outre, une sortie de gaz 104. Les gaz non nécessaires sont délivrés vers le conduit 89 par l'intermédiaire de la sortie 104. Le corps 58 du dispositif de pulvérisation 57 est connecté au corps 96 du dispositif de prélèvement 55 par l'intermédiaire d'un organe de connexion 107, le corps 96 comportant une entrée 108 en communication avec l'ouverture de déversement 98. Dans le dispositif de pulvérisation
57, l'entrée 108 comporte un conduit d'eau 109. Ce conduit d'eau
109 comprend, sur une certaine partie, une ouverture d'écoulement
110, et l'eau provenant de l'ouverture d'écoulement 110 s'écoule
le long de la surface inclinée 111 en vue d'une pulvérisation et reste dans la partie inférieure du corps 58. L'eau restant ainsi s'écoule d'une sortie d'eau 112 et est refroidie par l'échangeur de chaleur 113, les poussières (telles que les particules ou grains mélangés à de l'eau) étant séparées au moyen d'un filtre 114,et l'eau est ensuite alimentée par une pompe 115 vers le conduit d'eau 109 à des fins de réutilisation.
L'installation décrite ci-dessus fonctionne de la façon suivante. Le récipient contenant les déchets entassés est chargé dans le cylindre de guidage 80 dans le four de fusion 50
à partir du dispositif d'introduction susmentionné 38. Les récipients peuvent être chargés d'une façon appropriée dans le cylindre de guidage, par exemple en empilant une série de récipients ou bien en les disposant les:uns après les autresjLe récipient 32 ainsi chargé avec les déchets, est immergé dans la masse fondue
53 dont la partie inférieure est déjà fondue. C'est ainsi que
la chaleur de l'arc provenant du chalumeau 52 est non seulement transmise directement aux récipients 32 mais elle est également transmise à ces récipients 32 ou déchets 13 par l'intermédiaire de la masse fondue 53, de sorte que les récipients ou déchets peuvent être chauffés d'une manière extrêmement régulière. De la sorte, les récipients 32 et les déchets 13 peuvent être amenés rapidement sous la forme d'une masse fondue. Puisque l'arc de plasma provenant du chalumeau 52 est maintenu à une température au-dessus de 5540[deg.]C, le courant électrique au chalumeau 52 peut être réglé de manière à ce que la masse fondue 53 puisse assurer une température élevée appropriée. De cette manière, le métal ainsi que les déchets composés de matière inorganique
ayant un point de fusion élevé peuvent être amenés sous la forme d'une masse fondue.
Lors du chargement de ces récipients 32, même s'ils sont abaissés violemment, la prévision de la couche tampon 75 empêche les matières calorifuges 73, 74 et la partie centrale refroidie par de l'eau 71 de subir des dégâts. Ce qui veut di-re que même si l'on laisse tomber lourdement le récipient 32 de manière à produire un choc, qui est appliqué localement sur une partie de la couche solide 75b, le choc est dispersé dans une région étendue de la surface inférieure de la couche solide 75b, et le choc transmis aux éléments de la couche de lest 75a s'affaiblit. De plus, le choc affaibli appliqué à la couche de lest 75a est absorbé par la couche de lest 75b elle-même, et le choc transmis aux matières calorifuges 73, 74 est donc extrêmement faible.
Au moment de la fusion telle que décrite ci-dessus, le chauffage au moyen du chalumeau 52 et le refroidissement au moyen de la partie centrale refroidie dans de l'eau 71 sont simultanément réalisés. Toutefois, puisque les matières calorifuges 73, 74 sont prévues entre la couche tampon 75 et la partie centrale refroidie dans de l'eau 71, ces matières calorifuges servent de parois pour contrôler le transfert de chaleur, de manière à empêcher la chaleur appliquée provenant du chalumeau 52 d'être évacuée dans de trop grandes proportions par la partie centrale refroidie dans de l'eau 71 ou bien, inversement, de manière à empêcher la couche tampon 75 d'être fondue dans des proportions excessives par la chaleur provenant du chalumeau 52.
Inversement, la prévision de la couche tampon 75 peut empêcher la matière calorifuge d'être surchauffée ou de venir en contact direct avec la masse fondue, en empêchant ainsi une consommation de la matière calorifuge. A titre d'exemple, des températures sous des conditions normales dans le cas qui vient d'être décrit, sont de 1500[deg.]C pour la masse fondue 53 au voisinage du centre du réservoir 76, de 1300[deg.]C-1400[deg.]C pour la couche solide 75b, de
700[deg.]C-1200[deg.]C pour la couche de lest 75a (la température dans une partie très proche de la couche solide 75b est élevée, tandis
que la température dans une partie très proche des matières calorifuges 73 et 74 est basse), et de 610[deg.]C pour les matières calorifùges 73, 74.
La masse fondue 53 formée par fusion des récipients
32 et des déchets 13, est prélevée de l'orifice de prélèvement
54, et s'écoule goutte à goutte de l'ouverture de déversement 98 via le passage d'écoulement 99 du dispositif de prélèvement 55. Les gouttes tombent sur la surface inclinée de pulvérisation 111 grâce à l'entrée 108 du dispositif de pulvérisation 57, et la masse fondue est ensuite rapidement refroidie par de l'eau sous la forme de particules 60, qui restât: dans le fond du corps 58,
Ensuite, lorsque l'on arrête de prélever la masse fondue 53, un fluide de refroidissement, tel que de l'eau de refroidissement, est amené au conduit de refroidissement forcé 95.Ensuite, la masse fondue présente à l'intérieur, c'est-à-dire présente dans l'orifice de prélèvement 54, est solidifiée et la masse fondue solidifiée est amenée sous la forme d'un tampon ou bouchon qui arrête l'écoulement de la masse fondue 53.
De plus, lorsque l'on prélève à nouveau la masse fondue 53, l'arc de plasma est irradié vers cette matière solidifiée colmatée dans l'orifice de prélèvement 54, à partir du chalumeau à plasma 100. Ensuite, la matière solidifiée est fondue
et la masse fondue 53 s'écoule à nouveau hors du réservoir 76
par l'intermédiaire de l'orifice de prélèvement 54. Dans ce cas, si la masse fondue sortant préalablement de l'orifice de prélèvement 54 se solidifie lorsqu'elle s'écoule par le passage d'écoulement 99, ou bien si la masse fondue au moment du prélèvement préalable, se solidifie à l'endroit du passage d'écoulement 99, de telle sorte que la matière solidifiée empêche éventuellement l'écoulement de la masse fondue qui vient par la suite,
ou bien de telle sorte que la masse fondue sodidifiée bloque la sortie 98, l'arc de plasma est irradié vers le passage d'écoulement 99 ou la sortie 98 à partir du chalumeau à plasma 101 disposé au-dessus de la sortie 98, de manière à faire fondre également les matières qui s'y sont solidifiées et adhérées, en réalisant ainsi l'écoulement régulier de la masse fondue susmentionnée. En ce qui concerne le dispositif de pulvérisation décrit ci-dessus, on peut utiliser, par exemple, un dispositif
du type dans lequel la masse fondue tombe sur un disque rotatif de manière à la disperser sous la forme de gouttes fondues,ainsi
que d'autres dispositifs.
La figure 5 représente une forme de réalisation différente d'un dispositif pour le traitement ultérieur de la masse fondue 53 formée par fusion des déchets 13 dans le four de fusion
50. Ce dispositif de traitement ultérieur est un dispositif de solidification dans lequel la masse fondue 53 est solidifiée par un moule refroidi dans de l'eau 121, et l'on utilise ce dispositif à la place du dispositif de pulvérisation 57 décrit ci-dessus. Le corps 122 du dispositif de solidification est relié en dessous de l'organe de connexion 107.
Un lit se déplaçant verticalement
123 sur lequel on place le moule refroidi dans de l'eau 121,est animé d'un mouvement montant et descendant au moyen d'un dispositif d'élévation non représenté, et lorsqu'il est dans sa position surélevée, le lit bloque une ouverture inférieure du corps
122 et place le moule refroidi dans de l'eau 12]En'une position préalablement déterminée pour recevoir la masse fondue 53. Le corps 122 est pourvu d'une sortie de gaz 124 par laquelle le. gaz d'évacuation est amené vers le conduit 89. De l'eau de refroidissement dans un réservoir à eau 127 est mise en circulation au moyen d'une pompe 128 dans le moule refroidi dans de l'eau 121 par l'intermédiaire de tuya� à eau de refroidissement 125 et
126.
La masse fondue dans le four de fusion 50 est amenée dans le moule refroidi dans de l'eau 121 par l'intermédiaire du dispositif de prélèvement 55 et y est solidifiée. Dans ce cas,si de la matière non fondue est présente dans le moule refroidi dans de l'eau 121,ou si l'on constate l'apparition de matière solidifiée et gonflée provenant de gaz occlus au moment de la solidification, l'arc de plasma provenant du chalumeau à plasma 101 est irradié vers la matière non fondue dans le moule refroidi
<EMI ID=8.1>
38 pour faire fondre celle-ci.
La figure 6 représente un autre dispositif de solidification. Dans ce dispositif, à la place du moule refroidi dans de l'eau susmentionné, on prévoit un creuset de graphite 132 disposé à l'intérieur d'un récipient de stockage 131. Le corps 133 et le lit se déplaçant verticalement 134 sont agencés d'une manière similaire à ceux du dispositif de solidification susmentionné. Le corps 133 contient une série de tuyaux de refroidissement 135. Ces tuyaux de refroidissement 135 permettent l'insufflation de gaz de refroidissement, qui sont alimentés à l'intérieur de ceux-ci, contre le récipient 131 à partir d'un certain nombre d'ajutages pour refroidir et protéger le récipient 131.
Les gaz ( à une température élevée) dans le corps 133 sont évacués par la sortie de gaz 136, après quoi ces gaz sont refroidis au moyen d'un échangeur de chaleur 137, et les poussières sont séparées au moyen d'un filtre 138, les gaz étant comprimés au moyen d'un compresseur 139 et amenés dans le tuyau de refroidissement 135. Les gaz en surplus sont évacués du compresseur 139,
et les poussières sont ensuite à nouveau séparées par un autre filtre 140 et libérées dans l'atmosphère par l'intermédiaire d'une cheminée 141.
Dans l'agencement tel que décrit ci-dessus, la masse fondue amenée dans le creuset 132 y est solidifiée. Lorsque l'on remplit le creuset 132 avec la masse fondue, le creuset 132 en même temps que le récipient sont enlevés du dispositif de solidification. Après l'enlèvement, un espace libre 142 entre le récipient 131 et le creuset 132 est rempli de béton, et la matière solidifiée dans le creuset 132 en même temps que.le creuset 132 sont scellés dans le béton et on y place dessus un couvercle.
On notera, lorsque l'on verse la masse fondue dans le creuset 132, que l'arc de plasma provenant du chalumeau à plasma 101 est irradié préalablement contre le creuset 132 de manière à le chauffer préalablement, de telle sorte que la totalité de la masse fondue introduite dans le creuset 132 puisse être solidifiée sous la forme d'une loupe.
On notera également qu'il n'est pas nécessaire de sceller au moyen de béton, l'espace libre 142 pouvant être rempli préalablement d'une matière calorifuge, telle que des particules de magnésie.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisation ci-avant et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS
1. Four de fusion pour déchets radioactifs, caractérisé en ce qu'il comprend:
- Un corps de four creux;
- une couche tampon disposée intérieurement au fond du corps de four;
- une partie rentrante ou encastrée, afin de stocker une masse fondue des déchets radioactifs, formée dans la surface supérieure de la couche tampon;
- un cylindre de guidage agencé dans le corps de four, de telle sorte qu'il s'étende à travers une partie disposée vers le haut de cette partie rentrante, le cylindre de guidage comportant une ouverture à son extrémité supérieure, placée à l'extérieur du corps de four, et une ouverture à son extrémité inférieure apposée à la partie rentrante, les déchets radioactifs jetés dans cette ouverture à l'extrémité supérieure étant guidés vers cette partie rentrante;
et
- des moyens de chauffage montés sur le corps de four pour chauffer la masse fondue des déchets radioactifs stockés dans cette partie rentrante ou encastrée.
2. Four de fusion pour déchets radioactifs suivant la
"Melting furnace for radioactive waste" The present invention relates to a furnace for melting radioactive waste originating from installations in which radioactive materials are handled, such as nuclear power plants with the aim of reducing the volume of radioactive waste .
Radioactive waste emits radioactivity and is therefore dangerous, and moreover, an elaborate operation is difficult to perform. Consequently, according to the prior art, when this radioactive waste is melted, it is loaded without distinction into a known melting furnace without dividing it beforehand into heavy waste and light waste. However, if the waste is melted in this way, it is partially captured in the oven when it is loaded into it, or it falls along the edge in the oven,
thus not achieving a good merger. Or, if heavy waste is loaded, an intensive shock is transmitted to the body of the oven, which can cause damage to it, and thus pose a risk of danger.
An object of the present invention is to provide a melting furnace which can melt radioactive waste so as to reduce its volume.
Another object of the present invention is to provide a melting furnace in which even if a radioactive waste turns out to be
<EMI ID = 1.1>
when the waste is loaded into the oven in order to melt it, this loading operation can be carried out in a simple manner.
This is the reason why there is provided in the melting furnace of the present invention, a guide cylinder for in-introducing radioactive waste to a predetermined location in the furnace, that is to say a location where the waste
are melted. Therefore, radioactive waste can
be simply deposited in the guide cylinder, so that the waste reaches the predetermined location in the oven.
Another object of the present invention is to provide a melting furnace which, when the waste is melted, can efficiently transmit heat to massive waste and melt it quickly in the form of a large mass, or well to thin waste, such as wires, and quickly melt them under
the shape of a small mass, even inorganic waste having a high melting point, such as thermally insulating materials.
In the melting furnace of the present invention, the waste introduced into the furnace is immersed in a liquid melt at high temperature present in the furnace. Consequently, the waste, whatever its mass, that is to say that it is large or small, all affects the liquid molten mass at high temperature. In addition, the waste not only touches the melt with an outer surface thereof, but the liquid melt moves along the reentrant parts and the inner parts of the waste, and therefore any part of the waste touches the melt. In this way, the waste touches the melt at high temperature on the area
extended contact. For these reasons, heat is always efficiently transferred to waste regardless of its shape and fusion is quickly achieved.
Yet another object of the present invention is to provide a melting furnace intended for radioactive waste and which is designed so that this waste is loaded into the furnace by means of a guide cylinder, and this so heavy and light, irregular waste, such as materials in the form of wires, tubular materials and
cast steel materials are loaded indiscriminately into the guide cylinder, and even if extremely heavy waste eventually falls heavily into the furnace through the guide cylinder from time to time, it is possible to prevent a part of the furnace body is damaged as a result of a violent shock received directly because of this fall, thereby prolonging the duration of use of the furnace body.
Yet another object of the present invention is to prevent the need to replace refractory and thermally insulating materials, which have been consumed within a short period of time, and to prevent the generation of secondary waste (residues from the materials refractories and thermally insulating materials mentioned above) following this replacement operation.
Other details and particularities of the invention will emerge from the description below, given by way of nonlimiting example, and with reference to the appended drawings, in which:
Figures 1 and 2 respectively represent perspective views of a volume reduction system.
Figure 3 is a longitudinal sectional view of a melting furnace and a spraying device. Figure 4 is a sectional view taken along the line
IV-IV of figure 3-.
Figure 5 is a longitudinal sectional view of a solidification device. Figure 6 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of the solidification device.
Figures 1 and 2 show the entire volume reduction system for waste, such as radioactive material. In Figures 1 and 2, waste, such as filters, pipes, steels and other radioactive materials of different types, which are piled up in a container
1 (for example, a 200-liter metal cylinder), are brought into a processing chamber by means of a transport device 3, such as a roller conveyor, through an inlet
2 of the treatment chamber. A cover 1a of the container 1 brought in this way, is removed by means of a cover removal device 4. This cover removal device 4 comprises an extendable arm 5 and an attraction device 6 mounted on the end of the arm 5, the cover 1a being attracted and removed by the attraction device 6.
The container with the cover removed is then brought to a lateral rotation device 7 by means of the transport device 3. The lateral rotation device 7 comprises a rotary table 8, two support stations 9, 9 and a container support 10 journalled on the two support stations 9, 9. The container support 10 can tilt in the direction of the
<EMI ID = 2.1>
waste 13 in the container is discharged onto a bed 14. After discharging the waste 13, the support 10 is brought in the direction of the arrow llb. Then, the rotary table 8 is rotated by an angle of 90 [deg.] In the direction of the arrow 12a. After having rotated it, the emptied container is transferred to transport means 15, such as a roller conveyor, and is brought to an outlet 16.
Large waste 13a separately from
those unloaded on the bed 14, are brought via a mechanical manipulator 17 to a cutting device
18, where the waste is cut into small waste. This reduction means that the waste is of sufficient dimensions to be loaded into a treatment container described below. The mechanical manipulator 17 is movable in a horizontal plane and. is arranged as follows. Two rails 19
(one of which is not shown) arranged in parallel have a movable frame 20 mounted movably in the direction of the arrow 21, and the manipulator 17 is arranged movably in the direction of the arrow 22 relative to the frame mobile 20.
The manipulator 17 comprises a body 23, a rod 24 moving vertically designed to be able to move up and down relative to the body 23, a series of joints 25 connected to the lower end of the rod moving vertically
24, and a fastening member 26 mounted on the end of the articulation 25. This is how the fastening member 26 can grasp the waste 13a which can be brought into an appropriate location in a three-dimensional space . The cutting device 18 comprises a fixing device 27 and a plasma cutter
28. The plasma cutter 28 is designed so that it can move towards the arrow. Large waste 13a <EMI ID = 3.1>
carried by the manipulator 17 is fixed by means of the fixing device 27 and cut by the plasma cutter 28 into small pieces. The waste thus reduced is returned to bed 14 by
the manipulator 17. It will be noted that the occluded waste, which may possibly explode when heated, is pierced by the plasma cutter 28 mentioned above. In this device
cutting 18, a suitable cutting mechanism can be used in place of the plasma cutter 28.
Waste reduced in size or drilled, such as
described above, and the small original waste is loaded
in a treatment container 32 by means of a loading chute 31 disposed on the end of the bed 14, by operating the manipulator 17. The treatment container
32 is in the form of a cylinder, as shown. The container 32 has as dimensions, for example, an outside diameter of 390 mm, an inside diameter of 381 mm, an outside height of 516 mm, an inside height of 487 mm and a capacity of 50 liters. The container 32 is formed of materials, such as metal plates, for example iron plates
or metallic pierced with a large number of holes or meshes. The dimensions of the container 32 are determined according to the
next melting furnace. The container 32 must be transported beforehand by the transport means 33, such as a roller conveyor, to a position below the chute 31.
The container 32 with the waste piled up there,
is further carried by the transport means 33 and transferred to a portion of rollers 33 'mounted on a carriage 35.The carriage 35 can be moved back and forth along the rails 36 so feeding the container 32 into an introduction device 38. The introduction device 38 comprises a cylindrical body 39 and a door 40 which can open and close freely, arranged at an inlet thereof. When the door 40 is open, the carriage 35 advances towards the entrance of the body
39 for transferring the container 32 to other transfer means 41, such as a roller conveyor arranged in the body
39. After the transfer, the carriage 35 is extracted and the door is closed. The container 32 is carried by the transfer means 41 and held by means of a fixing frame 42. A device
<EMI ID = 4.1>
fixing ti 42. The vertically moving device 43 has a vertically moving rod 44 at the lower end of which is mounted a hooking device 45. When the container 32 is taken up by the hooking device
45, the mounting frame 42 is extracted and a sliding door
46 opens. Then, the vertically moving rod 44 is lowered so as to load the container 32 with the waste piled up there, in a melting furnace 50.
In the melting furnace 50, the container thus loaded
32 is melted by means of a heating torch 52 disposed in the body of the furnace 51. A melt 53 obtained in this way is withdrawn by means of a sampling opening 54 in the furnace body 51 via of a sampling device 55 and is brought into a spraying device
57. The melt 53 of which the question above is sprayed into water in the body 58 and is brought to the state of particles 60. The particles 60 remain in the bottom of the body 58. When a lower cover 59, the particles being in
"bottom of body enter cup 61 at the same time as. water. Since cup 61 has its bottom 62 in the form of a cross-linked or mesh structure (a porous plate can be used), only water is discharged.
The bucket 61 is brought to a next station by means of a carriage 64, which is moved along the rails 63. In the middle during the movement of the bucket, the particles in the bucket 61 are dried by means of a dryer 65. When a loading device 66 is opened at the lower end of the bucket, the dried particles are piled up in a storage container 67, which is then transported by transport means 68, such as a conveyor rolls, for storage. With regard to the storage container 67, it is possible, for example, to use a 200-liter metal cylinder.
The above-mentioned melting furnace 50 and the spraying device will now be described in detail with reference to Figures 3 and 4 of the accompanying drawings. The body of the oven 51 comprises a central part cooled by re-entering water 71 and an upper structure 72 covering the latter. The central part cooled in water 71 has its inner surface covered with heat-insulating materials 73 and 74. The heat-insulating material 73 used comprises graphitic oxide (which is formed from 10 to 30%
graphite, the remainder comprising alumina or magnesia) which is also called carbon brick. This arrangement is used to allow an increase in energy between the central portion or core 71 and the melt 53 because a plasma torch is used as the heating torch 52, which will be described in more detail below. Refractory materials known as heat-insulating material 74 can be used. The heat-insulating materials 73, 74 comprise a buffer layer 75 disposed inside of them. This buffer layer 75 is provided to prevent the heat-insulating materials 73, 74 from being damaged as a result of direct contact of the melt 73 with the heat-insulating materials 73, 74. The buffer layer 75 comprises a ballast layer 75a and a solid layer 75b arranged thereon.
The ballast layer 75a is designed so that a number of massive buffer materials are disposed
in a haphazard fashion, and this. so that
that free spaces are formed between them and that they can move relative to each other. For this
which is buffer material, you can use, for example,
scrap of the approximate size of a pebble or rubble stone. The solid layer 75b has its upper surface in the form of a cavity, which forms a reservoir 76 for the melt 53. It will be noted that the solid layer 75b comes from a mixture of the melted buffer material and the melt 53 , this mixture being solidified.
A guide cylinder 80 is suspended from the middle part of a top plate 72a of the upper structure 72. This guide cylinder 80 is of the water-cooled type. The upper end of the guide cylinder 80 is in communication with the interior of the body 39 in the introduction device 38 via a communication conduit 81. Around the communication conduit 81 in the crown plate 72a of the upper structure 72, there are vertically moving devices 82 arranged in locations where the entire circumference is divided into three or four sections. Each of these vertically moving devices 82 has a vertically moving rod 83. The heating torch
52 is mounted on the lower end of the vertically moving rod 83. In the illustrated embodiment, an annular plasma torch is used as the heating torch 52. This heating torch 52 is annularly formed coaxially with the central axis of the guide cylinder 80 and has an annular arc discharge opening 84. The arc discharge opening 84 is directed in a direction where the arc of
<EMI ID = 5.1>
near the lower end of an exposed portion from the melt and toward the upper surface of the melt 53 in the container 32. The rod moving vertically
83 is provided internally with a passage intended for the supply of electrical energy and gas to the torch 52, this passage comprising one end connected to the torch 52, the other end being connected to a DC source 85 and to a operational gas source 86.
A coil 87 placed in the outer periphery of the upper structure 72 is provided for applying the magnetic field to the annular arc discharge opening 84 so as to rotate the arc along the discharge opening, the field magnetic being adapted to discharge the arc from the entire area of the arc discharge opening 84 into the torch 82. Note that the above-mentioned heating torch 52 may be replaced by a series of normal torches (for example , the torch 100 described below) ordinarily used, or by a gas burner or an oil burner. In this case, the coil 87 cannot be used.
The upper structure 72 comprises, on a certain part,
a gas outlet 88. Unnecessary gases in the body of the furnace 51 are brought into a conduit 89 through the opening 88 and then
<EMI ID = 6.1>
90, a filter 91 to remove dust contaminated by radioactive materials, a blower 92 and a chimney 93.
In a part of the oven body 51 placed next to it
of the melt tank 76, the sampling opening
54 extends through the central part cooled by water
71 and the heat-insulating material 73. In the central part or core cooled by water 71, is arranged a forced cooling duct 95, which is illustrated in the form of a forced cooling device, the inner face of which forms a sampling opening. The forced cooling duct
95 is of the type with two cylinders, between which the cooling water flows. Gases, such as air or nitrogen, can be used in place of water.
A sampling device 55 is connected to the forced cooling duct 95. This sampling device
55 comprises a body 96 formed of metal (generally iron) and a heat-insulating material 97 applied to its interior surface.
The heat-insulating material 97 is similar to the heat-insulating material 73 described above. The sampling device 55 has at its lower part, a flow opening 98 through which the melt from the sampling orifice 54 is brought
<EMI ID = 7.1> of an orifice in communication with the sampling orifice 54 until the flow or discharge opening 98 forms a flow passage 99 (surface of the heat-insulating material 97) of the mass fondue 53. The sampling device 55 further comprises a first and a second plasma torch 100 and 101, mounted respectively on the body 96. The first plasma torch 100 is directed so as to irradiate the plasma arc
in the sampling port 54. The second plasma torch
101 is directed so as to irradiate the plasma arc towards the discharge opening 98 and towards the flow passage 99. These plasma torches 100, 101 are also connected to direct current sources 102, 103 and to a operational gas source
86 similarly to the aforementioned torch 52. The sampling device 52 further comprises a gas outlet 104. Unnecessary gases are supplied to the conduit 89 via the outlet 104. The body 58 of the spraying device 57 is connected to the body 96 of the device sampling 55 via a connection member 107, the body 96 having an inlet 108 in communication with the discharge opening 98. In the spraying device
57, the inlet 108 has a water conduit 109. This water conduit
109 includes, on a certain part, a flow opening
110, and the water from the flow opening 110 flows
along the inclined surface 111 for spraying and remains in the lower part of the body 58. The remaining water thus flows from a water outlet 112 and is cooled by the heat exchanger 113, the dust (such as particles or grains mixed with water) being separated by means of a filter 114, and the water is then supplied by a pump 115 to the water conduit 109 for reuse purposes.
The installation described above works as follows. The container containing the piled up waste is loaded into the guide cylinder 80 in the melting furnace 50
from the aforementioned introducer 38. The containers can be loaded in an appropriate manner into the guide cylinder, for example by stacking a series of containers or by placing them one after the other: The container 32 thus loaded with waste, is immersed in the melt
53, the lower part of which is already melted. Thus
the heat of the arc from the torch 52 is not only transmitted directly to the containers 32 but it is also transmitted to these containers 32 or waste 13 via the melt 53, so that the containers or waste can be heated in an extremely regular manner. In this way, the containers 32 and the waste 13 can be brought quickly in the form of a melt. Since the plasma arc from the torch 52 is maintained at a temperature above 5540 [deg.] C, the electric current from the torch 52 can be adjusted so that the melt 53 can provide an appropriate high temperature . In this way, the metal as well as the waste composed of inorganic matter
having a high melting point can be brought in as a melt.
When these containers 32 are loaded, even if they are violently lowered, the provision of the buffer layer 75 prevents the heat-insulating materials 73, 74 and the central part cooled by water 71 from being damaged. This means that even if the container 32 is dropped drastically so as to produce a shock, which is applied locally to part of the solid layer 75b, the shock is dispersed in an extended region of the lower surface of the solid layer 75b, and the shock transmitted to the elements of the ballast layer 75a weakens. In addition, the weakened shock applied to the ballast layer 75a is absorbed by the ballast layer 75b itself, and the shock transmitted to the heat-insulating materials 73, 74 is therefore extremely low.
At the time of melting as described above, the heating by means of the torch 52 and the cooling by means of the central part cooled in water 71 are simultaneously carried out. However, since the heat-insulating materials 73, 74 are provided between the buffer layer 75 and the central part cooled in water 71, these heat-insulating materials serve as walls to control the heat transfer, so as to prevent the applied heat coming from the torch 52 to be removed in too large proportions by the central part cooled in water 71 or, conversely, so as to prevent the buffer layer 75 from being melted in excessive proportions by the heat coming from the torch 52 .
Conversely, the provision of the buffer layer 75 can prevent the heat-insulating material from overheating or coming into direct contact with the melt, thereby preventing consumption of the heat-insulating material. For example, temperatures under normal conditions in the case just described are 1500 [deg.] C for the melt 53 near the center of the tank 76, 1300 [deg.] C -1400 [deg.] C for solid layer 75b, of
700 [deg.] C-1200 [deg.] C for the ballast layer 75a (the temperature in a part very close to the solid layer 75b is high, while
that the temperature in a part very close to the heat-insulating materials 73 and 74 is low), and 610 [deg.] C for the heat-insulating materials 73, 74.
The melt 53 formed by melting the containers
32 and waste 13, is withdrawn from the withdrawal orifice
54, and flows drop by drop from the discharge opening 98 via the flow passage 99 of the sampling device 55. The drops fall on the inclined spraying surface 111 thanks to the inlet 108 of the spraying device 57 , and the melt is then rapidly cooled by water in the form of particles 60, which remained: in the bottom of the body 58,
Then, when the withdrawal of the melt 53 is stopped, a cooling fluid, such as cooling water, is supplied to the forced cooling duct 95. Next, the melt present inside, c ' that is to say present in the sampling orifice 54, is solidified and the solidified melt is brought in the form of a plug or stopper which stops the flow of the melt 53.
In addition, when the molten mass 53 is again withdrawn, the plasma arc is irradiated towards this solidified material clogged in the sampling orifice 54, from the plasma torch 100. Next, the solidified material is melted
and the melt 53 again flows out of the tank 76
via the sampling orifice 54. In this case, if the molten mass leaving beforehand the sampling orifice 54 solidifies when it flows through the flow passage 99, or else if the mass melted at the time of the prior withdrawal, solidifies at the location of the flow passage 99, so that the solidified material possibly prevents the flow of the melt which subsequently comes,
or so that the sodidified melt blocks the outlet 98, the plasma arc is irradiated towards the flow passage 99 or the outlet 98 from the plasma torch 101 disposed above the outlet 98, so as to also melt the materials which have solidified and adhered thereto, thereby achieving regular flow of the aforementioned melt. As regards the spraying device described above, it is possible to use, for example, a device
of the type in which the melt falls on a rotating disc so as to disperse it in the form of molten drops, thus
than other devices.
FIG. 5 represents a different embodiment of a device for the subsequent treatment of the melt 53 formed by melting the waste 13 in the melting furnace
50. This subsequent treatment device is a solidification device in which the melt 53 is solidified by a mold cooled in water 121, and this device is used in place of the spraying device 57 described above. . The body 122 of the solidification device is connected below the connection member 107.
A vertically moving bed
123 on which the cooled mold is placed in water 121, is moved up and down by means of a lifting device not shown, and when it is in its raised position, the bed blocks a lower body opening
122 and places the cooled mold in water 12] In a predetermined position to receive the melt 53. The body 122 is provided with a gas outlet 124 through which the. exhaust gas is brought to the conduit 89. Cooling water in a water tank 127 is circulated by means of a pump 128 in the mold cooled in water 121 by means of pipes and # 65533; with cooling water 125 and
126.
The melt in the melting furnace 50 is brought into the mold cooled in water 121 by means of the sampling device 55 and is solidified there. In this case, if unmelted material is present in the mold cooled in water 121, or if there is the appearance of solidified and swollen material coming from occluded gases at the time of solidification, the arc plasma from the plasma torch 101 is irradiated to the unmelted material in the cooled mold
<EMI ID = 8.1>
38 to melt it.
Figure 6 shows another solidification device. In this device, in place of the mold cooled in the above-mentioned water, a graphite crucible 132 is provided inside a storage container 131. The body 133 and the vertically moving bed 134 are arranged d similar to that of the aforementioned solidification device. The body 133 contains a series of cooling pipes 135. These cooling pipes 135 allow the blowing of cooling gases, which are supplied inside thereof, against the container 131 from a certain number of '' nozzles to cool and protect container 131.
The gases (at a high temperature) in the body 133 are discharged through the gas outlet 136, after which these gases are cooled by means of a heat exchanger 137, and the dusts are separated by means of a filter 138, the gases being compressed by means of a compressor 139 and brought into the cooling pipe 135. The surplus gases are removed from the compressor 139,
and the dust is then again separated by another filter 140 and released into the atmosphere via a chimney 141.
In the arrangement as described above, the melt brought into the crucible 132 is solidified there. When the crucible 132 is filled with the molten mass, the crucible 132 at the same time as the container are removed from the solidification device. After removal, a free space 142 between the container 131 and the crucible 132 is filled with concrete, and the solidified material in the crucible 132 at the same time as the crucible 132 are sealed in the concrete and a cover is placed thereon. .
It will be noted, when the melt is poured into the crucible 132, that the plasma arc coming from the plasma torch 101 is irradiated beforehand against the crucible 132 so as to heat it beforehand, so that the whole of the melt introduced into crucible 132 can be solidified in the form of a magnifying glass.
Note also that it is not necessary to seal with concrete, the free space 142 can be filled beforehand with an insulating material, such as particles of magnesia.
It should be understood that the present invention is in no way limited to the above embodiments and that many modifications can be made without departing from the scope of this patent.
CLAIMS
1. Melting furnace for radioactive waste, characterized in that it comprises:
- A hollow oven body;
- a buffer layer arranged internally at the bottom of the furnace body;
- a re-entrant or embedded part, in order to store a melt of radioactive waste, formed in the upper surface of the buffer layer;
- a guide cylinder arranged in the furnace body, so that it extends through an upwardly disposed portion of this re-entrant portion, the guide cylinder having an opening at its upper end, placed at the outside the furnace body, and an opening at its lower end affixed to the reentrant part, the radioactive waste thrown into this opening at the upper end being guided towards this reentrant part;
and
- Heating means mounted on the furnace body to heat the molten mass of radioactive waste stored in this re-entrant or embedded part.
2. Melting furnace for radioactive waste according to the