[发明专利]一种放射性废物冷坩埚固化处理的启动方法

说明书

本发明属于放射性废物处理技术领域，涉及一种放射性废物冷坩埚固化处理的启动方法。所述的方法包括如下步骤：(1)在冷坩埚内加入启动玻璃，然后将启动材料钛丝置于启动玻璃上；(2)启动电源，选择适宜的功率启动加热钛丝并逐步增加功率，以使钛丝被逐渐加热至燃烧；(3)向冷坩埚内通入氧气，加速钛丝的燃烧直至其燃尽；(4)停止向冷坩埚内通入氧气，保持电源的功率，使得冷坩埚内的玻璃不断熔融至完全熔融。利用本发明的方法，能够在用于放射性废物冷坩埚固化处理的启动时，启动材料放置方法简单、启动速度高效、无放射性泄露、对固化产品质量无影响，且该方法不仅适用于冷坩埚固化处理的常规启动，也适用于冷坩埚固化处理的应急启动。

技术领域

本发明属于放射性废物处理技术领域，涉及一种放射性废物冷坩埚固化处理的启动方法。

背景技术

冷坩埚玻璃固化技术是从工业高温冶金行业移植过来的玻璃熔制技术，它采用高频感应加热，用普通不锈钢材料制成的炉体外为水冷夹套和高频感应线圈，通过高频(105-106Hz)感应加热使玻璃熔融。由于炉体运行时水冷夹套内连续通过冷却水，所以炉体靠近夹套处形成一薄层固态玻璃壳，保护坩埚壁免受高温熔融体腐蚀，因此熔炉寿命可以很长。同时由于不受炉体材料的限制，炉内熔融体的温度也可以更高，可达2000℃以上。由于冷坩埚具有这些其他固化技术所不能比拟的优点，使得其目前已成为国际公认的一种用于高放废液处理的先进固化技术，具有良好的应用前景(参见：顾忠茂，核废物处理技术[M]，北京：原子能出版社，2009：369-377；刘丽君等，放射性废物冷坩埚玻璃固化技术发展分析，原子能科学技术[J]，2015，49(4)：589-596；胡唐华等，冷坩埚技术在核废物处理中的应用，核技术[J]，2001，24(6)：521-528)。

冷坩埚实现感应加热的前提是要加热的物质必须具有导电性，而玻璃在常温下是不导电的，只有在高温熔融状态才具有导电性。因此，将玻璃从室温加热到熔融状态这一过程就是冷坩埚的“启动”过程。在冷坩埚固化处理技术用来处理放射性废物时，建立一种简单、高效、无放射性泄露、且对固化产品质量无影响的启动技术是非常必要的。

本申请人的申请号为201710177161.1的中国在先专利申请针对冷坩埚启动方法进行研究，公开了石墨环作为冷坩埚启动材料的启动方法。该方法虽然启动效果良好，但更适用于运行时的初始启动，如遇运行过程中的应急处理，则该方法往往有不适用的情况。而在实际生产过程中，可能会发生设备故障，不得不短时间停机的情况，此时如果将熔炉内的玻璃卸出，有可能加入的原料并未完全熔融，玻璃的质量达不到要求；而如果将未熔制完全的玻璃残留在熔炉内，则下次再启动时一旦打开坩埚盖放置石墨环，就会造成放射性泄漏。

因此，研究一种在启动速度高效、无放射性泄露、对固化产品质量无影响的基础上，启动材料放置方法简单、方法整体适用于特殊故障情况的放射性废物冷坩埚固化处理的启动方法是非常必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种放射性废物冷坩埚固化处理的启动方法，以能够在用于放射性废物冷坩埚固化处理的启动时，启动材料放置方法简单、启动速度高效、无放射性泄露、对固化产品质量无影响，且该方法不仅适用于冷坩埚固化处理的常规启动，也适用于冷坩埚固化处理的应急启动。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种放射性废物冷坩埚固化处理的启动方法，所述的启动方法依次包括如下步骤：

(1)在所述的冷坩埚内加入启动玻璃，然后将启动材料钛丝置于所述的启动玻璃上；

(2)启动电源，选择适宜的功率启动加热钛丝并逐步增加功率，以使钛丝被逐渐加热至燃烧；

(3)向所述的冷坩埚内通入氧气，加速所述的钛丝的燃烧直至其燃尽，在此过程中在所述的冷坩埚内形成了一定的玻璃熔区；

(4)停止向所述的冷坩埚内通入氧气，保持所述的电源的功率，使得所述的冷坩埚内的玻璃不断熔融至完全熔融。