RU2012080C1

RU2012080C1 - Equipment for reprocessing of solid radioactive waste

Info

Publication number: RU2012080C1
Authority: RU
Inventors: А.П. Морозов; И.А. Князев; П.Шлингер Макс
Original assignee: Морозов Александр Прокопьевич
Priority date: 1992-05-26
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1994-04-30

Abstract

FIELD: nuclear power engineering. SUBSTANCE: if solid radioactive waste is reprocessed in pit ash and glass former are fed through narrowing part of converging tube into container put into through water-cooled melting pot composed of two split parts which are mounted for reciprocating motion in horizontal plane. Container filled with melt is moved from melting pot into hermetic chamber where melt is cooled finally. Then after sealing of containers the latter are sent for burial. EFFECT: improved process of compaction of solid radioactive waste into chemically stable monolithic material suitable for long-term burial. 1 dwg

Description

Изобретение относится к атомной энергетике и технологии, а именно к устройствам для переработки твердых радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности, и может быть использовано для термического преобразования и компактирования отходов в химически устойчивый, монолитный и пригодный для длительного захоронения материал. The invention relates to nuclear energy and technology, in particular to devices for processing solid radioactive waste of medium and low levels of activity, and can be used for thermal conversion and compacting of waste into a chemically stable, monolithic and suitable for long-term burial material.

Известна печь для ликвидации радиоактивных отходов, содержащая шахту с загрузочным устройством, патрубком подачи окислителя и электрическим нагревателем в верхней части, а в нижней части - с газоотводом и устройством для вывода шлака [1] . Known furnace for the elimination of radioactive waste, containing a shaft with a loading device, an oxidizer feed pipe and an electric heater in the upper part, and in the lower part with a gas outlet and a device for removing slag [1].

Недостатком данной печи является низкая радиационная безопасность, обусловленная высоким уносом радионуклидов в газообразном, аэрозольном и пылевидном состоянии. Это связано с подачей окислителя в верхнюю часть слоя отходов, что приводит к образованию зоны окисления на поверхности слоя с интенсивным выносом радионуклидов с отходящими газами, а также экранированию нижележащих слоев отходов с увеличением продолжительности обработки и удельного выноса радионуклидов. Кроме того, для переработки в данной печи крупногабаритных упаковок отходов необходимо их прессование или дробление с последующей загрузкой в шахту. Это повышает число радиационноопасных операций, снижает полноту выгорания горючих компонентов и способствует повышенному уносу радионуклидов, что снижает мониторинг процесса переработки отходов и понижает радиационную безопасность. Наличие устройства для вывода шлака способствует активной десорбции, газификации и выносу радионуклидов при сливе шлака. Сливное устройство контактирует с агрессивными шлаками, подвергается зашлаковыванию с нарушением работоспособности, что требует дополнительных радиационнопасных операций. The disadvantage of this furnace is the low radiation safety due to the high ablation of radionuclides in a gaseous, aerosol and dust state. This is due to the supply of an oxidizing agent to the upper part of the waste layer, which leads to the formation of an oxidation zone on the surface of the layer with intensive removal of radionuclides with exhaust gases, as well as screening of the underlying waste layers with an increase in the duration of processing and specific removal of radionuclides. In addition, for the processing of large-sized packages of waste in this furnace, it is necessary to compact or crush them and then load them into the mine. This increases the number of radiation hazardous operations, reduces the completeness of burning of combustible components and contributes to increased ablation of radionuclides, which reduces monitoring of the waste processing process and reduces radiation safety. The presence of a device for removing slag promotes active desorption, gasification and removal of radionuclides during the discharge of slag. The drainage device is in contact with aggressive slags, it is slagged with impaired performance, which requires additional radiation-hazardous operations.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство для переработки твердых радиоактивных отходов, содержащее загрузочное устройство, шахту с газоотводом и патрубками для подачи окислителя и тигль, охваченный индуктором [2] . The closest technical solution to the claimed object is a device for the processing of solid radioactive waste containing a loading device, a shaft with a gas outlet and pipes for supplying an oxidizer and a crucible covered by an inductor [2].

Недостатком известного устройства является низкая радиационная безопасность, связанная с высоким уносом радионуклидов в газообразном, аэрозольном и пылевидном состоянии при переработке крупногабаритных отходов в шахте и тигле, а также при выводе шлака из тигля и сборе его в контейнеры. Конструктивное выполнение в данном устройстве шахты и тигля ограничивает возможность переработки крупногабаритных упаковок отходов. Так как электромагнитные свойства шлака требуют применения высоких рабочих частот, размеры индуктора и тигля лимитируются оптимальной глубиной проникновения. Для переработки в данном устройстве крупногабаритных упаковок отходов необходимо их прессование или дробление с последующей загрузкой в шахту. Это повышает число радиационноопасных операций, снижает полноту выгорания горючих компонентов из прессованных отходов и способствует повышенному уносу золы и радионуклидов из дробленых отходов, что снижает мониторинг процесса переработки отходов и понижает радиационную безопасность. Наличие стопорного сливного устройства в стенке тигля, применяемого для вывода и сбора шлака в контейнеры, понижает радиационную безопасность устройства. В сливном устройстве струи шлака имеют высокоразвитую межфазную поверхность, поэтому происходит интенсивное испарение и распыление радионуклидов с радиационным загрязнением оборудования и контейнеров. Переработка неидентифицированных отходов сложного морфологического состава приводит к образованию шлаковых расплавов с нестабильными реологическими свойствами, что способствует зашлаковыванию сливных каналов, леток и стопоров сливного устройства, поэтому необходима постоянная или периодическая прочистка и дезактивация в условиях радиационной загрязненности. Вывод расплава из тигля в жидком состоянии способствует деиммобилизации радионуклидов в виде аэрозолей и пылей. Разливка расплава непосредственно в контейнеры требует для предотвращения прогара их стенок либо применения специальных футеровочных работ по нанесению огнеупорных обмазок на внутреннюю поверхность контейнеров, что снижает полезный объем и коэффициент заполнения могильников, либо охлаждения контейнеров. В данном устройстве наблюдается ошлаковывание несгоревших компонентов отходов, захватывание их расплавом в тигле с последующим забиванием летки и нарушением работы сливного устройства. При наличии в перерабатываемых отходах металлических компонентов происходит разрушение гарниссажного слоя на поверхности тигля, повышенный эрозионный и химический износ материала тигля. Трудности пераработки отходов с выпуском расплава из тигля связаны с высокой температурой расплава и узким температурным интервалом его кристаллизации, что требует значительного перегрева расплава перед выпуском. При этом высока вероятность электрических пробоев в индукторе и плавильном пространстве, так как при выпуске расплава из летки нагрев не выключают. A disadvantage of the known device is the low radiation safety associated with the high ablation of radionuclides in a gaseous, aerosol and pulverized state during the processing of bulky waste in the mine and crucible, as well as in the removal of slag from the crucible and its collection into containers. The constructive implementation of the shaft and crucible in this device limits the possibility of processing bulky waste packages. Since the electromagnetic properties of the slag require the use of high operating frequencies, the dimensions of the inductor and crucible are limited by the optimal penetration depth. For processing of large-sized packages of waste in this device, they need to be pressed or crushed, followed by loading into the mine. This increases the number of radiation hazardous operations, reduces the completeness of burning of combustible components from pressed waste, and contributes to increased removal of ash and radionuclides from crushed waste, which reduces monitoring of the waste processing process and reduces radiation safety. The presence of a locking drain device in the wall of the crucible used for the withdrawal and collection of slag in containers reduces the radiation safety of the device. In the drain device, slag jets have a highly developed interfacial surface; therefore, intense evaporation and spraying of radionuclides with radiation contamination of equipment and containers occurs. Processing of unidentified wastes of complex morphological composition leads to the formation of slag melts with unstable rheological properties, which contributes to the slagging of drain channels, tap holes and stoppers of the drain device, therefore, constant or periodic cleaning and decontamination in conditions of radiation pollution is necessary. The removal of the melt from the crucible in the liquid state contributes to the deimmobilization of radionuclides in the form of aerosols and dusts. Pouring the melt directly into containers requires to prevent burnout of their walls or the use of special lining works for applying refractory coatings to the inner surface of containers, which reduces the useful volume and fill factor of the burial grounds, or cooling containers. In this device, slagging of unburned components of the waste is observed, their capture by the melt in the crucible, followed by clogging of the tap hole and disruption of the drain device. In the presence of metal components in the processed waste, the skull layer is destroyed on the crucible surface, increased erosion and chemical wear of the crucible material. The difficulties in processing waste with the release of the melt from the crucible are associated with the high temperature of the melt and the narrow temperature range of its crystallization, which requires significant overheating of the melt before release. At the same time, there is a high probability of electrical breakdowns in the inductor and the melting space, since when the melt is released from the tap hole, the heating is not turned off.

Кроме того, струйная разливка шлака в холодные контейнеры не позволяет получить плотные химически стойкие и механически прочные отливки за счет частичного охлаждения струй расплава, прерывистого характера их истечения, а также нерегулируемого охлаждения отливок, что также понижает радиационную безопасность при дальнейшем захоронении. In addition, jet slag casting in cold containers does not allow dense chemically resistant and mechanically strong castings to be obtained due to partial cooling of the melt jets, intermittent outflow, and unregulated cooling of the castings, which also reduces radiation safety during further burial.

В основу изобретения положена задача разработки конструкции устройства для переработки твердых радиоактивных отходов, которая обеспечила бы эффективное сжигание горючих компонентов и внутриконтейнерное остекловывание золы, уменьшая тем самым вынос радионуклидов при переработке отходов и контейнеризации шлака и повышая радиационную безопасность. The basis of the invention is the development of a device for the processing of solid radioactive waste, which would ensure the efficient burning of combustible components and intracontaining vitrification of ash, thereby reducing the removal of radionuclides in waste processing and containerization of slag and increasing radiation safety.

Цель достигается тем, что в устройстве для переработки твердых радиоактивных отходов, содержащем загрузочное устройство, шахту с газоотводом и патрубками для подачи окислителя, и тигль, охваченный индуктором, тигель выполнен водоохлаждаемым сквозным, состоящим из двух разъемных частей, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, индуктор относительно тигля установлен с зазором, равным величине горизонтального перемещения тигля, и охвачен герметичным корпусом с крышкой, а нижняя часть шахты выполнена в виде конфузора, сужающаяся часть которого закреплена соосно тиглю в отверстии крышки корпуса и снабжена дополнительными патрубками для подачи окислителя, размещенными над крышкой, при этом нижняя часть корпуса жестко соединена с герметичной камерой, в стенке которой соосно тиглю выполнено отверстие, а внутри камеры установлены устройства для вертикального и горизонтального перемещения контейнеров. The goal is achieved in that in a device for processing solid radioactive waste containing a loading device, a shaft with a gas outlet and pipes for supplying an oxidizing agent, and a crucible covered by an inductor, the crucible is water-cooled through, consisting of two detachable parts installed with the possibility of reciprocating movement in the horizontal plane, the inductor relative to the crucible is installed with a gap equal to the horizontal movement of the crucible, and is covered by a sealed housing with a cover, and the lower hour l shafts are made in the form of a confuser, the tapering part of which is fixed coaxially to the crucible in the opening of the housing cover and is equipped with additional nozzles for supplying the oxidizing agent located above the cover, while the lower part of the housing is rigidly connected to the hermetic chamber, in the wall of which the hole is aligned with the crucible, and inside cameras installed devices for vertical and horizontal movement of containers.

Известно выполнение сквозного водоохлаждаемого тигля в устройстве для непрерывной плавки огнеупорных окислов (см. а. с. N 1230269, кл. F 27 D 11/06). Сквозной тигель предназначен для формирования и непрерывного вытягивания слитков непосредственно в полости тигля. It is known to perform a through water-cooled crucible in a device for the continuous melting of refractory oxides (see A. p. N 1230269, class F 27 D 11/06). Through crucible is designed for the formation and continuous drawing of ingots directly in the cavity of the crucible.

В предлагаемом устройстве сквозной тигель предназначен для обеспечения возможности введения в полость тигля и выведения из него контейнера, в котором осуществляют высокочастотное внутриконтейнерное остекловывание золы отходов. Это позволяет предохранить внутреннюю поверхность тигля от разрушения ввиду отсутствия контакта тигля с высокоагрессивным расплавом золы отходов и стеклообразователей, что повышает радиационную безопасность и снижает количество вторичных радиоактивных отходов. In the proposed device, the through crucible is designed to provide the possibility of introducing into the cavity of the crucible and removing from it a container in which high-frequency intra-container vitrification of waste ash is carried out. This allows you to protect the inner surface of the crucible from destruction due to the absence of contact of the crucible with a highly aggressive melt of waste ash and glass-forming materials, which increases radiation safety and reduces the amount of secondary radioactive waste.

Известна в индукционных плавильных устройствах установка секций тигля с возможностью возвратно-поступательного перемещения нижних его частей с горизонтальной плоскости и размещения индуктора относительно тигля с зазором, равным величине горизонтального перемещения тигля (см. а. с. N 957612, кл. F 27 D 11/06). В известном устройстве такое конструктивное выполнение предназначено для отделения слитка от поверхности тигля и эвакуации его без разрушения секций тигля. It is known in induction melting devices to install crucible sections with the possibility of reciprocating movement of its lower parts from a horizontal plane and placing the inductor relative to the crucible with a gap equal to the horizontal movement of the crucible (see A. S. N 957612, class F 27 D 11 / 06). In the known device, such a structural embodiment is intended for separating the ingot from the surface of the crucible and evacuating it without destroying the sections of the crucible.

В предлагаемом устройстве отличительный признак, характеризующий форму выполнения тигля и установку его относительно индуктора, проявляет новое техническое свойство, заключающееся в обеспечении жесткой фиксации контейнера с расплавом в тигле, что позволяет осуществить остекловывание золы отходов непосредственно в контейнере с одновременным созданием охлаждающего экрана между стенкой контейнера и расплавом. Кроме того, компоновка тигля и индуктора позволяет проводить регулируемый процесс плавления и охлаждения расплава в контейнере с получением в нем плотных механически прочных и химически стойких отливок. In the proposed device, the distinguishing feature characterizing the form of execution of the crucible and its installation relative to the inductor exhibits a new technical property, which consists in providing rigid fixation of the container with the melt in the crucible, which allows vitrification of the waste ash directly in the container with the simultaneous creation of a cooling screen between the container wall and melt. In addition, the layout of the crucible and inductor allows you to conduct an adjustable process of melting and cooling the melt in the container with obtaining dense mechanically strong and chemically resistant castings.

Известно выполнение тигля и индуктора охваченными герметичным корпусом с крышкой (см. а. с. N 1077417, кл. F 27 D 11/06). Герметичный корпус предназначен для создания разрежения в тигле и поддержания безокислительной атмосферы в зоне плавления. It is known that the crucible and inductor are covered by a sealed enclosure with a cover (see a.s. N 1077417, class F 27 D 11/06). The pressurized case is designed to create rarefaction in the crucible and maintain an oxygen-free atmosphere in the melting zone.

В предлагаемом устройстве данный отличительный признак наравне с известным проявляет новое техническое свойство, заключающееся в создании герметичных автономно функционирующих зон плавления, как в шахтной печи для сжигания отходов, так и в индукционной печи для внутриконтейнерного остекловывания золы. In the proposed device, this distinguishing feature, on a par with the known one, exhibits a new technical property, which consists in creating sealed autonomously functioning melting zones, both in a shaft furnace for burning waste and in an induction furnace for in-container vitrification of ash.

Отличительные признаки, характеризующие выполнение нижней части шахты в виде конфузора, сужающаяся часть которого закреплена в отверстии крышки герметичного корпуса и снабжена дополнительными патрубками для подачи окислителя, размещенными над крышкой корпуса, в известных технических решениях не обнаружены. Такое конструктивное выполнение шахты обеспечивает эффективное профилирование полости шахты и распределенный ввод в нее окислителя, что позволяет осуществлять коксование крупногабаритных отходов без их дополнительной обработки в верхней части шахты, озоление с дожиганием кокса и предварительным расплавлением золы и негорючих компонентов непосредственно в конфузоре шахты, а витрификацию золы - в тигле. Кроме того, выполнение шахты и тигля с разным диаметром, а также соединение их полостей посредством сужающегося конфузора, обеспечивающего распределенный ввод окислителя, позволяет исключить попадание недогоревших компонентов отходов в остеклованную отливку в контейнере. Distinctive features characterizing the implementation of the lower part of the mine in the form of a confuser, the tapering part of which is fixed in the hole of the cover of the sealed housing and is equipped with additional nozzles for supplying oxidizer located above the cover of the housing, are not found in the known technical solutions. Such a constructive design of the mine provides efficient profiling of the cavity of the mine and distributed input of an oxidizing agent into it, which allows coking of bulky waste without additional treatment in the upper part of the mine, ashing with afterburning of coke and preliminary melting of ash and non-combustible components directly in the confuser of the mine, and vitrification of ash - in a crucible. In addition, the implementation of the mine and the crucible with different diameters, as well as the connection of their cavities by means of a tapering confuser, providing a distributed input of the oxidizing agent, eliminates the ingress of unburned waste components into the vitrified casting in the container.

Отличительные признаки, характеризующие герметичное соединение полости тигля с камерой, в которой размещены устройства для вертикального и горизонтального перемещения контейнеров, в известных технических решениях не обнаружены. Такое конструктивное выполнение позволяет безопасно перемещать контейнеры с расплавом из тигля в камеру при внутриконтейнерном остекловывании, а также осуществлять смену контейнеров, окончательное охлаждение отливок и подготовку контейнеров для захоронения непосредственно в герметичной камере. Distinctive features characterizing the tight connection of the crucible cavity with the chamber in which the devices for vertical and horizontal movement of containers are located are not found in the known technical solutions. This design allows you to safely move containers with the melt from the crucible into the chamber during intra-container vitrification, as well as change containers, final cooling the castings and prepare containers for burial directly in the sealed chamber.

На основаниии вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что заявляемое устройство для переработки твердых радиоактивных отходов соответствует условию "изобретательского уровня". Based on the above analysis of known sources of information, we can conclude that the inventive device for the processing of solid radioactive waste meets the condition of "inventive step".

На чертеже изображено устройство для переработки твердых радиоактивных отходов, общий вид в разрезе. The drawing shows a device for the processing of solid radioactive waste, a General view in section.

Устройство для переработки твердых радиоактивных отходов включает в себя соосно установленные загрузочное устройство 1, шахту 2, полость которой в верхней части 3 соединена с газоотводом 4, а в нижней 5 - с патрубками 6 для подачи окислителя. Нижняя часть 5 шахты 2 выполнена в виде конфузора 7, сужающаяся часть которого закреплена в отверстии 8 крышки 9 герметичного корпуса 10 и снабжена дополнительными патрубками 11 для подачи окислителя. Стенки шахты 2 и конфузора 7 выполнены огнеупорными или водоохлаждаемыми. При этом патрубки 11 размещены над крышкой 9. В герметичном корпусе 10 соосно конфузору 7 шахты 2 размещен водоохлаждаемый тигель 12, выполненный сквозным и состоящим из двух равных разъемных частей 13 и 14, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости. При этом внутренняя поверхность частей 13 и 14 тигля 12 может быть выполнена без покрытия, либо с покрытием из диэлектрического огнеупорного материала, например Аl₂О₃ или ZrО₂, нанесенного плазменным напылением, толщиной 0,5-1 мм. Каждая разъемная часть 13 и 14 тигля 12 снабжена пропущенными через корпус 10 патрубком 15 для подвода охлаждающей воды и патрубком 16 для отвода охлаждающей воды. Причем посредством патрубков 15 и 16 осуществляют возвратно-поступательное перемещение частей 13 и 14 тигля 12 в горизонтальной плоскости. Индуктор 17 размещен в герметичном корпусе 10 и установлен относительно тигля 12 с зазором, равным величине горизонтального перемещения частей 13 и 14 тигля 12. Размещение индуктора 17 относительно тигля 12 обеспечивает возможность безаварийного ввода в полость тигля 12 контейнера и вывода его из полости, а также обеспечивает достижение эффективного индукционного нагрева золы отходов.A device for processing solid radioactive waste includes a coaxially mounted loading device 1, a shaft 2, the cavity of which in the upper part 3 is connected to the gas outlet 4, and in the lower 5 to the pipes 6 for supplying the oxidizing agent. The lower part 5 of the shaft 2 is made in the form of a confuser 7, the tapering part of which is fixed in the hole 8 of the cover 9 of the sealed housing 10 and is equipped with additional pipes 11 for supplying the oxidizing agent. The walls of the shaft 2 and the confuser 7 are made refractory or water-cooled. In this case, the nozzles 11 are placed above the cover 9. In a sealed housing 10 coaxially to the confuser 7 of the shaft 2, a water-cooled crucible 12 is placed, made through and consisting of two equal detachable parts 13 and 14, mounted with the possibility of reciprocating movement in a horizontal plane. Moreover, the inner surface of the parts 13 and 14 of the crucible 12 can be made uncoated or coated with a dielectric refractory material, for example Al ₂ O ₃ or ZrO ₂ , deposited by plasma spraying, 0.5-1 mm thick. Each detachable part 13 and 14 of the crucible 12 is equipped with a pipe 15 for supplying cooling water and a pipe 16 for draining cooling water passed through the housing 10. Moreover, through the nozzles 15 and 16, the reciprocating movement of the parts 13 and 14 of the crucible 12 is carried out in a horizontal plane. The inductor 17 is placed in a sealed enclosure 10 and installed relative to the crucible 12 with a gap equal to the horizontal movement of the parts 13 and 14 of the crucible 12. The placement of the inductor 17 relative to the crucible 12 allows for trouble-free entry into the cavity of the crucible 12 of the container and its withdrawal from the cavity, and also provides achieving effective induction heating of waste ash.

Устанавливать индуктор 17 относительно тигля 12 с зазором меньшим, чем величина горизонтального перемещения частей 13 и 14 тигля 12, нецелесообразно ввиду того, что при вводе и выводе контейнера из полости тигля 12 будет нарушаться целостность как внутренней поверхности тигля 12, так и наружной поверхности контейнера, что может привести к проливу радиоактивного расплава, разгерметизации водоохлаждающего контура, а следовательно, к возникновению аварийной ситуации. Install the inductor 17 relative to the crucible 12 with a gap less than the horizontal movement of the parts 13 and 14 of the crucible 12, it is impractical due to the fact that when you enter and exit the container from the cavity of the crucible 12, the integrity of both the inner surface of the crucible 12 and the outer surface of the container, which can lead to a spill of radioactive melt, depressurization of the water-cooling circuit, and therefore to an emergency.

Устанавливать индуктор 17 относительно тигля 12 с зазором большим, чем величина горизонтального перемещения частей 13 и 14 тигля 12, также нецелесообразно из-за резкого снижения КПД индукционного нагрева расплава. Индуктор 17 электрически изолирован от тигля 12. Нижняя часть корпуса 10 жестко соединена с герметичной камерой 18, в стенке 19 которой соосно тиглю 12 выполнено отверстие 20, а внутри камеры 18 размещены устройства 21 для вертикального и горизонтального перемещения контейнеров 22, состоящие из тележки 23 с телескопическим подъемником 24. Телескопические подъемники 24, установленные на тележках 23, предназначены для вертикального перемещения контейнера 23 из камеры 18 в полость тигля 12 и обратно. Горизонтальное перемещение каждого контейнера 22 в камере 18 осуществляется посредством тележки 23. В устройстве в качестве материала для изготовления контейнеров 22 может использоваться металл, огнеупоры, керамика. To install the inductor 17 relative to the crucible 12 with a gap greater than the horizontal displacement of the parts 13 and 14 of the crucible 12, is also impractical due to a sharp decrease in the efficiency of induction heating of the melt. The inductor 17 is electrically isolated from the crucible 12. The lower part of the housing 10 is rigidly connected to a sealed chamber 18, in the wall 19 of which a hole 20 is made coaxially to the crucible 12, and devices 21 for vertically and horizontally moving containers 22, consisting of a trolley 23 s, are placed inside the chamber 18 telescopic elevator 24. Telescopic elevators 24 mounted on trolleys 23 are designed to vertically move the container 23 from the chamber 18 into the cavity of the crucible 12 and vice versa. The horizontal movement of each container 22 in the chamber 18 is carried out by means of a trolley 23. In the device, metal, refractories, and ceramics can be used as material for the manufacture of containers 22.

На чертеже позицией 25 обозначены отходы, загружаемые в шахту 2; позицией 26 - расплав в контейнере 22 в момент нахождения последнего в тигле 12; позицией 27 - слиток остеклованных отходов в контейнере 22, находящемся в камере 18 после опускания его из тигля 12. In the drawing, 25 denotes the waste loaded into the shaft 2; position 26 - the melt in the container 22 at the time of the last in the crucible 12; position 27 is an ingot of vitrified waste in a container 22 located in the chamber 18 after lowering it from the crucible 12.

Выполнение тигля 12 сквозным, состоящим из двух разъемных частей 13 и 14, установленных с возможностью возвратно-поступательного перемещения в горизонтальной плоскости, а также установка индуктора 17 относительно тигля 12 с зазором, равным величине горизонтального перемещения тигля 12, и охват тигля 12 и индуктора 17 герметичным корпусом 10 с крышкой 9, позволяет повысить радиационную безопасность переработки отходов 25 за счет уменьшения выноса радионуклидов путем разделения зоны сжигания и остекловывания, а также при внутриконтейнерной витрификации зоны отходов. Это исключает необходимость слива расплава 26 из тигля 12 в перегретом состоянии, как это выполняется в прототипе, снижает уровень и границы распространения вторичного радиационного загрязнения. Данная компоновка тигля 12 и индуктора 17 позволяет проводить регулируемый процесс плавления и охлаждения расплава 26 в контейнере 22 с получением плотных механически прочных и химически стойких отливок 27. При этом исключается эрозия внутренней поверхности тигля 12 от высокоагрессивного расплава 26 золы отходов и стеклообразователей, так как контакт поверхности тигля 12 с расплавом 26 отсутствует. Устраняется вероятность электрических пробоев в индукторе 17 и тигле 12 из-за отсутсвия жидкого удаления расплава 26. The execution of the crucible 12 through, consisting of two detachable parts 13 and 14, installed with the possibility of reciprocating movement in the horizontal plane, as well as the installation of the inductor 17 relative to the crucible 12 with a gap equal to the horizontal movement of the crucible 12, and the coverage of the crucible 12 and the inductor 17 a sealed housing 10 with a cover 9, allows to increase the radiation safety of waste processing 25 by reducing the removal of radionuclides by separating the combustion zone and vitrification, as well as with the container inside the container Waste zone displays. This eliminates the need to drain the melt 26 from the crucible 12 in an overheated state, as is done in the prototype, reduces the level and boundaries of the distribution of secondary radiation pollution. This arrangement of the crucible 12 and the inductor 17 allows you to conduct a controlled process of melting and cooling of the melt 26 in the container 22 with obtaining dense mechanically strong and chemically resistant castings 27. In this case, erosion of the inner surface of the crucible 12 from the highly aggressive melt 26 of waste ash and glass-forming materials is eliminated, since the contact the surface of the crucible 12 with the melt 26 is absent. Eliminates the possibility of electrical breakdowns in the inductor 17 and the crucible 12 due to the lack of liquid removal of the melt 26.

Выполнение нижней части 5 шахты 2 в виде конфузора 7, сужающаяся часть которого закреплена в отверстии 8 крышки 9 и снабжена дополнительными патрубками 11 для подачи окислителя, размещенными над крышкой 9 корпуса 10, позволяет повысить радиационную безопасноть переработки отходов 25 за счет уменьшения выноса радионуклидов. Это достигается путем эффективного профилирования полости шахты 2 и распределенного ввода окислителя, обеспечивающих коксование крупногабаритных упаковок отходов 25, озоление с дожиганием кокса и предварительное расплавление золы и негорючих компонентов непосредственно в полости конфузора 7 без зашлаковывания его узкой части и эрозионного разрушения колошниковой зоны тигля 12. Форма конфузора 7 позволяет исключить попадание недогоревших компонентов в контейнер 22, а также выполнять шахту 2 диаметром, обеспечивающим переработку крупногабаритных радиоактивных отходов 25 без их дополнительной обработки прессованием или дроблением, что также повышает радиационную безопасность устройства. Кроме того, использование конфузора 7 позволяет снизить загрязнение тигля 12 радиационным расплавом 26 и согласовать производительность устройства по сжиганию горючих отходов 25 в шахте 2 и плавлению золы, стеклообразователей и негорючих компонентов в тигле 12. The implementation of the lower part 5 of the shaft 2 in the form of a confuser 7, the tapering part of which is fixed in the hole 8 of the cover 9 and is equipped with additional nozzles 11 for supplying the oxidizing agent located above the cover 9 of the housing 10, allows to increase the radiation safety of waste processing 25 by reducing the removal of radionuclides. This is achieved by effectively profiling the cavity of the shaft 2 and the distributed input of the oxidizing agent, providing coking of large-sized packages of waste 25, ashing with the afterburning of coke, and preliminary melting of ash and non-combustible components directly in the cavity of the confuser 7 without slagging its narrow part and erosive destruction of the top of the crucible 12. Shape confuser 7 eliminates the ingress of unburned components into the container 22, and also perform the shaft 2 with a diameter that provides processing of large radioactive waste 25 without additional processing by pressing or crushing, which also increases the radiation safety of the device. In addition, the use of confuser 7 allows to reduce the pollution of the crucible 12 by the radiation melt 26 and to coordinate the performance of the device for burning combustible waste 25 in the mine 2 and melting ash, glass former and non-combustible components in the crucible 12.

Соединение нижней части корпуса 10 с герметичной камерой 18, в стенке 19 которой соосно тиглю 12 выполнено отверстие 20, а внутри камеры 18 размещены устройства 21 для вертикального и горизонтального перемещения контейнеров 22, позволяет повысить радиационную безопасность за счет уменьшения выноса радионуклидов путем безопасной смены контейнеров 22 при внутриконтейнерном остекловывании. The connection of the lower part of the housing 10 with a sealed chamber 18, in the wall 19 of which a hole 20 is made coaxially to the crucible 12, and devices 21 for vertically and horizontally moving containers 22 are placed inside the chamber 18, allows to increase radiation safety by reducing the removal of radionuclides by safely changing containers 22 with intra-container vitrification.

Устройство для переработки твердых радиоактивных отходов работает следующим образом. Первоначально к разъемным частям 13 и 14 тигля 2 и к индуктору 17 подают циркулирующую по патрубкам 15 и 16 охлаждающую воду. Из герметичной камеры 18 через отверстие 20 с помощью телескопического подъемника 24 устройства 21 перемещения в тигель 12 вводят контейнер 22. Затем части 13 и 14 тигля 12 перемещают в горизонтальной плоскости посредством патрубков 15 и 16 и привода, например, механического или гидравлического (на чертеже не показан) и обеспечивают плотный обхват и фиксацию контейнера 22, установленного в тигле 12. Через загрузочное устройство 1 и шахту 2 в контейнер 22, находящийся в тигле 12, загружают пусковую смесь, например смесь порошков стекла и графита, которую расплавляют с получением расплава 26 при подаче на индуктор 17 напряжения высокой частоты, например 1,76 МГц. Далее через загрузочное устройство 1 в шахту 2 подают отходы 25, а также абсорбенты (кокс и др. ) и стеклообразователи (песок, известь и др. ). С помощью газоотвода 4, установленного в верхней части 3 шахты 2 и соединенного с дымососом (на чертеже не показан), в шахте 2 создается разрежение на уровне 100-150 Па. Через патрубки 6 и дополнительные патрубки 11 в полость шахты 2 подают окислитель (воздух, кислород, углекислый газ, водяной пар и др. ), а в случае переработки негорючих отходов - нейтральный или восстановительный газ, предварительно нагретые, например, в плазмотронах. В зависимости от вида перерабатываемых отходов 25 стенки шахты 2 и конфузора 7 выполняют огнеупорными или металлическими водоохлаждаемыми. Для обеспечения равномерного схода слоя отходов 25 вниз по шахте 2 и конфузору 7 соотношение расходов газов на патрубки 6 и 11 принимают равным 3: 1. В ходе термической переработки отходы 25 под действием силы тяжести, двигаясь вниз по шахте 2 и конфузору 7, подвергаются в последних последовательной сушке, пиролизу, сжиганию и предварительному нагреву и/или расплавлению золы, негорючих компонентов и стеклообразователей, которые через сужающуюся часть конфузора 7, закрепленную в отверстии 8 крышки 9 корпуса 10, поступают в контейнер 22, установленный в тигле 12. Образующиеся при этом в шахте 2, конфузоре 7 и тигле 12 газы, выводятся через газоотвод 4 на дожигание, охлаждение и очистку. На данном этапе переработки отходов 25 конструктивное выполнение шахты 2 с сужающимся конфузором 7 позволяет повысить радиационную безопасность и снизить вынос радионуклидов за счет эффективного профилирования полости шахты 2 и распределенного ввода в нее окислителя через патрубки 6 и 11. Это обеспечивает компактирование при коксовании крупногабаритных упаковок отходов 25 в шахте 2 и озоление с дожиганием кокса и предварительным расплавлением золы и негорючих компонентов в конфузоре 7 без зашлаковывания его сужающейся части и эрозионного разрушения колошниковой зоны тигля 12. При этом дополнительная подача окислителя в конфузор 7 шахты 2 через патрубки 11 позволяет исключить попадание недогоревших компонентов в контейнер 22. Кроме того, сужающийся конфузор 7 позволяет выполнять шахту 2 диаметром, обеспечивающим переработку крупногабаритных радиоактивных отходов без их дополнительного прессования или дробления, что также повышает радиационную безопасность. Угол раскрытия и профиль конфузора 7, а также соотношение диаметров шахты 2 и конфузора 7 определяются составом отходов 25, температурой и расходом окислителя. Для типичных горючих радиоактивных отходов соотношение диаметра шахты 2 к диаметру сужающейся части конфузора 7 может изменяться в диапазоне 2/1-4/1. A device for processing solid radioactive waste works as follows. Initially, cooling water circulating through the nozzles 15 and 16 is supplied to the detachable parts 13 and 14 of the crucible 2 and to the inductor 17. From the sealed chamber 18 through the hole 20 with the help of a telescopic lift 24 of the moving device 21, a container 22 is introduced into the crucible 12. Then the parts 13 and 14 of the crucible 12 are moved in a horizontal plane by means of nozzles 15 and 16 and a drive, for example mechanical or hydraulic (not shown shown) and provide a tight grip and fixation of the container 22 installed in the crucible 12. Through the loading device 1 and the shaft 2 into the container 22 located in the crucible 12, load the starting mixture, for example a mixture of glass and graphite powders, which melted to obtain a melt 26 when applying to the inductor 17 a high frequency voltage, for example 1.76 MHz. Then, through the loading device 1, waste 25 is supplied to the shaft 2, as well as absorbents (coke, etc.) and glass-forming agents (sand, lime, etc.). Using a gas outlet 4 installed in the upper part 3 of the shaft 2 and connected to a smoke exhauster (not shown in the drawing), a negative pressure of 100-150 Pa is created in the shaft 2. Through the nozzles 6 and additional nozzles 11, an oxidizing agent (air, oxygen, carbon dioxide, water vapor, etc.) is supplied to the cavity of the shaft 2, and in the case of processing non-combustible waste, neutral or reducing gas, preheated, for example, in plasma torches. Depending on the type of recyclable waste 25, the walls of the shaft 2 and the confuser 7 are made of refractory or metal water-cooled. To ensure a uniform descent of the waste layer 25 down the shaft 2 and the confuser 7, the ratio of gas flow rates to the pipes 6 and 11 is taken to be 3: 1. During the thermal processing, the waste 25, under the influence of gravity, moving down the shaft 2 and the confuser 7, is exposed to the latter sequential drying, pyrolysis, burning and preheating and / or melting of ash, non-combustible components and glass-forming agents, which through the tapering part of the confuser 7, fixed in the hole 8 of the cover 9 of the housing 10, enter the container 22 installed in the crucible 12. The gases formed in the mine 2, the confuser 7 and the crucible 12 are discharged through the gas outlet 4 for afterburning, cooling and cleaning. At this stage of waste processing 25, the constructive implementation of the mine 2 with a tapering confuser 7 allows to increase radiation safety and reduce the removal of radionuclides due to the efficient profiling of the cavity of the mine 2 and the distributed input of the oxidizing agent through the nozzles 6 and 11. This ensures compacting during the coking of large-sized waste packages 25 in mine 2 and ashing with afterburning of coke and preliminary melting of ash and non-combustible components in confuser 7 without slagging of its tapering part and erosive destruction of the top of the crucible 12. In this case, an additional supply of oxidizing agent to the confuser 7 of the shaft 2 through the nozzles 11 eliminates the ingress of unburned components into the container 22. In addition, the tapering confuser 7 allows the shaft 2 to be made with a diameter that enables the processing of bulky radioactive waste without additional pressing or crushing, which also increases radiation safety. The opening angle and profile of the confuser 7, as well as the ratio of the diameters of the shaft 2 and the confuser 7 are determined by the composition of the waste 25, the temperature and the flow rate of the oxidizing agent. For typical combustible radioactive waste, the ratio of the diameter of the shaft 2 to the diameter of the tapering part of the confuser 7 may vary in the range 2 / 1-4 / 1.

Указанное соотношение позволяет согласовать производительность устройства по сжиганию горючих отходов 25 в шахте 2 и по плавлению золы и негорючих компонентов отходов 25, их гомогенизация со стеклообразователями происходят в контейнере 22, охваченном тиглем 12, при помощи индуктора 17, с образованием расплава 26, фиксирующего радионуклиды при затвердевании. В случае использования электропроводного контейнера 22, например стального, для проникновения магнитного потока от индуктора 17 в расплав 26 контейнер 22 должен быть снабжен продольными зазорами-щелями (на чертеже не показаны), исключающими образование короткозамкнутых электрических контуров, пересекающих магнитный поток индуктора 17 и обеспечивающими механическую целостность контейнера 22. При этом мощность индуктора 17 не расходуется на электрические потери в материале контейнера 22, а внутренняя поверхность тигля 12 покрыта диэлектрическим материалом. При использовании неэлектроприводного контейнера 22, например из огнеупорного или керамического материала, последний выполняет функцию гарнисажа, прозрачного для магнитного потока. Для повышения при захоронении механической прочности неэлектропроводного контейнера 22, заполненного отливкой 27, последний герметизируют в дополнительный стальной корпус. Эту операцию осуществляют в камере 18. This ratio allows you to agree on the performance of the device for burning combustible waste 25 in mine 2 and for melting ash and non-combustible components of waste 25, their homogenization with glass former occurs in the container 22, covered by the crucible 12, using an inductor 17, with the formation of a melt 26, fixing radionuclides when hardening. In the case of using an electrically conductive container 22, for example, steel, for the magnetic flux from the inductor 17 to penetrate the melt 26, the container 22 should be provided with longitudinal gaps-slots (not shown in the drawing), which exclude the formation of short-circuited electrical circuits that cross the magnetic flux of the inductor 17 and provide mechanical the integrity of the container 22. In this case, the power of the inductor 17 is not spent on electrical losses in the material of the container 22, and the inner surface of the crucible 12 is covered with dielectric im material. When using a non-electric container 22, for example of refractory or ceramic material, the latter performs the function of a skull transparent to magnetic flux. To increase the mechanical strength of a non-conductive container 22 filled with casting 27 during burial, the latter is sealed in an additional steel case. This operation is carried out in the chamber 18.

Высокочастотное внутриконтейнерное остекловывание золы от сжигания отходов 25 позволяет перерабатывать металлосодержащие неидентифицированные отходы 25 без нарушения целостности частей 13 и 14 тигля 12 и выбросов расплава 26, так как боковая поверхность отливки 27 экранирована контейнером 22, что не препятствует выгрузке отливки 27 после кристаллизации расплава 26 из тигля 12. При этом исключается эрозия внутренней поверхности тигля 12 по периметру зеркала расплава 26. Устраняется спекание золы отходов 25 в колошниковой зоне тигля 12, что облегчает сход шихты по шахте 2 в контейнер 22, установленный в тигле 12. Внутриконтейнерное остекловывание и вывод отливки 27 в контейнере 22 исключают необходимость перегрева расплава 26, что снижает вынос радионуклидов. Конструкция устройства исключает вероятность электрических пробоев в индукторе 17 и тигле 12, так как удаление контейнера 22 сопровождается отключением индуктора 17. High-frequency intra-container vitrification of ash from waste incineration 25 allows processing metal-containing unidentified waste 25 without violating the integrity of parts 13 and 14 of crucible 12 and emissions of melt 26, since the side surface of casting 27 is shielded by container 22, which does not prevent unloading of casting 27 after crystallization of melt 26 from crucible 12. This eliminates the erosion of the inner surface of the crucible 12 around the perimeter of the mirror melt 26. Eliminates the sintering of ash ash 25 in the top of the crucible 12, which facilitates the gathering of the charge in the mine 2 into a container 22 installed in the crucible 12. The intracontaining vitrification and output of the casting 27 in the container 22 eliminate the need for overheating of the melt 26, which reduces the removal of radionuclides. The design of the device eliminates the possibility of electrical breakdowns in the inductor 17 and the crucible 12, since the removal of the container 22 is accompanied by the shutdown of the inductor 17.

После заполнения контейнера 22 расплавом 26 отключают напряжение на индукторе 17. Затем осуществляют раздвигание частей 13 и 14 тигля 12 в сторону индуктора 17. Освобожденный таким образом от тигля 12 контейнер 22 с расплавом 26 с помощью подъемника 24 опускают черзе отверстие 20 стенки 19 камеры 18 внутрь последней, после чего заполненный контейнер 22 перемещают посредством тележки 23 в сторону от отверстия 20, а к указанному отверстию 20 одновременно перемещают на второй тележке 23 пустой контейнер 22. Смена контейнеров 22 в тигле 12 происходит либо при незаполненной шахте 2, либо при заполненной, но с временным замораживанием расплава золы в сужающейся части конфузора 7, которое осуществляют, например, путем подачи холодного газа в патрубки 11 или путем ввода в патрубки 11 водоохлаждаемых штырей (на чертеже не показаны), выполненных в виде временного колосника, что обеспечивает удержание столба отходов 25 в шахте 2 на время замены контейнеров 22. Образование временной пробки в сужающейся части конфузора 7 также может быть осуществлено отключением индуктора 17. Образованная временная пробка во всех вышеуказанных случаях устраняется подачей нагретого газа через патрубки 11 или включением индуктора 17. Кристаллизация и охлаждение расплава 26, находящегося в контейнере 22, могут быть осуществлены либо непосредственно в тигле 12 с регулируемым охлаждением от индуктора 17, либо в результате естественного охлаждения в герметичной камере 18 с образованием в контейнере 22 слитка 27. Регулируемое охлаждение слитка 27 в тигле 12 предотвращает возникновение в нем механических напряжений и трещин, что повышает прочность слитка 27 и антивыщелачиваемость радионуклидов. Заключительной операцией в случае использования металлического контейнера 22 является заваривание пазов магнитной прозрачности и приваривание крышки к контейнеру 22, а в случае использования неэлектропроводных контейнеров 22 их дополнительно герметизируют в стальных бочках. After filling the container 22 with the melt 26, the voltage at the inductor 17 is turned off. Then, the parts 13 and 14 of the crucible 12 are extended to the side of the inductor 17. The container 22 with the melt 26 freed from the crucible 12 is thereby lowered through the elevator 24 through the hole 20 of the wall 19 of the chamber 18 inside the latter, after which the filled container 22 is moved by means of the trolley 23 away from the hole 20, and an empty container 22 is simultaneously moved to the specified hole 20 on the second trolley 23. The change of containers 22 in the crucible 12 occurs either when flax shaft 2, or when filled, but with temporary freezing of the molten ash in the tapering part of the confuser 7, which is carried out, for example, by supplying cold gas to the nozzles 11 or by introducing into the nozzles 11 water-cooled pins (not shown), made in the form temporary grate, which ensures the retention of the waste column 25 in the shaft 2 at the time of replacement of the containers 22. The formation of a temporary plug in the tapering part of the confuser 7 can also be done by turning off the inductor 17. The formed temporary plug in all The above cases are eliminated by supplying heated gas through the nozzles 11 or by turning on the inductor 17. Crystallization and cooling of the melt 26 located in the container 22 can be carried out either directly in the crucible 12 with controlled cooling from the inductor 17, or as a result of natural cooling in a sealed chamber 18 s the formation of the ingot 27 in the container 22. The controlled cooling of the ingot 27 in the crucible 12 prevents mechanical stresses and cracks in it, which increases the strength of the ingot 27 and anti-alkalinity radionuclides. The final operation in the case of using a metal container 22 is to weld the grooves of magnetic transparency and welding the lid to the container 22, and in the case of using non-conductive containers 22, they are additionally sealed in steel barrels.

В лабораторных условиях проводили испытания предлагаемого устройства и устройства, взятого за прототип. In laboratory conditions, tested the proposed device and the device taken as a prototype.

При сравнении радиационной безопасности во время переработки радиоактивных отходов в устройстве по прототипу и в заявляемом устройстве мощность на индукторе 17 составляла 60 кВт при частоте 1,76 МГц. Производительность устройства по отходам - 60 кг/ч, по шлаку - 15 кг/ч. Состав модельных отходов - древесина, бумага, резина, стекло, металл с теплотворной способностью 4000 кДж/кг. Диаметр индуктора 17 в обоих устройствах - 0,5 м. В предложенном устройстве внутренний диаметр шахты - 0,6 м; внутренний диаметр конфузора в сужающейся части - 0,16 м. Высота конфузора составляет 1/3 высоты шахты 2. Шлак в прототипе удалялся периодически через сливное стопорное устройство в стенке тигля. В качестве контейнеров использовали стальные 50-литровые бочки. Для предлагаемого устройства в стенках бочек выполняли шесть вертикальных пазов шириной 1 мм с последующей их сваркой. When comparing radiation safety during the processing of radioactive waste in the device according to the prototype and in the inventive device, the power at the inductor 17 was 60 kW at a frequency of 1.76 MHz. Productivity of the device for waste is 60 kg / h, for slag - 15 kg / h. The composition of the model waste is wood, paper, rubber, glass, metal with a calorific value of 4000 kJ / kg. The diameter of the inductor 17 in both devices is 0.5 m. In the proposed device, the inner diameter of the shaft is 0.6 m; the inner diameter of the confuser in the tapering part is 0.16 m. The height of the confuser is 1/3 of the height of the shaft 2. Slag in the prototype was periodically removed through a drain stopper in the crucible wall. Steel containers of 50 liter barrels were used as containers. For the proposed device, six vertical grooves 1 mm wide were made in the walls of the barrels, followed by their welding.

Радиационная безопасность оценивалась по динамике выноса имитатора радионуклидов (цезия хлорид) в газообразных продуктах, отходящих от устройств, при отборе проб аэрозолей методом внешней фильтрации с определением удельной активности аэрозолей. Относительный унос в прототипе составил 1-2% , в предлагаемом устройстве - 0,15-0,25% . Это позволяет сделать вывод, что применение предлагаемого устройства обеспечит повышение уровня радиационной безопасности по сравнению с прототипом в 4-13,2 раза за счет уменьшения выноса радионуклидов с отходящими газами, что достигается в результате эффективного сжигания горючих компонентов в профилированной шахте, равномерного распределенного ввода окислителя в шахту и использования внутриконтейнерного остекловывания золы. Radiation safety was assessed by the dynamics of the removal of a simulator of radionuclides (cesium chloride) in gaseous products leaving the devices during aerosol sampling by external filtration with determination of the specific activity of aerosols. The relative ablation in the prototype was 1-2%, in the proposed device is 0.15-0.25%. This allows us to conclude that the use of the proposed device will increase the level of radiation safety in comparison with the prototype by 4-13.2 times by reducing the removal of radionuclides with exhaust gases, which is achieved as a result of efficient combustion of combustible components in a profiled mine, uniform distribution of oxidizer into the mine and the use of intra-container vitrification of ash.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что предлагаемое устройство для переработки твердых радиоактивных отходов работоспособно и устраняет недостатки, имеющие место в прототипе, что подтверждается примером конкретного выполнения устройства. Устройство может быть применено в атомной энергетике для переработки твердых радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности, а также для термического преобразования и компактирования отходов в химически устойчивый монолитный и пригодный для длительного захоронения продукт, а следовательно, соответствует условию промышленной применимости. Based on the foregoing, we can conclude that the proposed device for the processing of solid radioactive waste is efficient and eliminates the disadvantages that occur in the prototype, which is confirmed by an example of a specific implementation of the device. The device can be used in nuclear energy for the processing of solid radioactive waste of medium and low levels of activity, as well as for thermal conversion and compacting of waste into a chemically stable monolithic product suitable for long-term disposal, and therefore meets the condition of industrial applicability.

Claims

A device for the processing of solid radioactive waste containing a loading device, a shaft with a gas outlet and pipes for supplying an oxidizer and a crucible covered by an inductor, characterized in that the crucible is water-cooled with a through hole and consisting of two detachable parts installed with the possibility of reciprocating movement in horizontal plane, the inductor relative to the crucible is installed with a gap equal to the horizontal movement of the crucible, and is covered by a sealed housing with a hole in the lid, and the lower part of the shaft is filled in the form of a confuser, the tapering part of which is fixed coaxially with the crucible in the opening of the lid of the body and is equipped with additional nozzles for supplying oxidizer located above the lid, while the lower part of the body is rigidly connected to a sealed chamber in the wall of which is coaxially a hole is made with the crucible, and devices for vertical and horizontal movement of containers are installed inside the chamber.