專利名稱：用來與熔化爐下面的容器接合的密封系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來與一熔化爐下面的容器接合的密封系統(tǒng)。更具體地說，它用于把熔融的放射性玻璃傾倒到一個(gè)容器中。
核燃料的再處理使得可以把已經(jīng)在一反應(yīng)堆中使用過一次的燃料中的鈾、钚和裂變產(chǎn)物分離開。
眾所周知已經(jīng)發(fā)展了一種過程，它被稱之為玻璃化，用來把一定量的放射性元素特別是裂變產(chǎn)物包容在玻璃晶格中。
熔化爐由一個(gè)金屬容器構(gòu)成，被稱之為熔化鍋，利用感應(yīng)的方法對它進(jìn)行加熱。為了得到一種玻璃，同時(shí)在熔化鍋中進(jìn)行玻璃料和裂變產(chǎn)物的煅燒產(chǎn)物的熔化，再把玻璃傾倒到不銹鋼容器中。
這一過程已經(jīng)成為必須的，因?yàn)樗沟每梢园迅叨确派湫缘漠a(chǎn)物非常安全地長時(shí)間儲存。
這一操作步驟被廣泛地使用、描述和證明，特別是在Marcoule核中心(玻璃化工廠)和最近在La Hague的再加工工廠中被使用和證明。
在更一般的方式中，該裝置具有由一塊厚板分開的兩個(gè)高度。在上面的高度，熔化鍋被放置在一個(gè)爐子中。在下面的高度上，相對于鍋的泄放孔豎直地設(shè)置一個(gè)容器。在厚板上的一個(gè)開孔使得可以傾倒或泄放。
必須使得該裝置可以嚴(yán)格地限制熔融的玻璃，從而沒有放射性擴(kuò)散到周圍空氣中和擴(kuò)散到容器的外壁上，特別是當(dāng)傾倒時(shí)沒有這類擴(kuò)散。它必須能夠收集所有放出的氣體、灰塵和顆粒。它也必須容許在溫度上升的作用下出現(xiàn)容器的膨脹，即在當(dāng)容器是空的時(shí)刻和當(dāng)容器充滿非常熱的玻璃的時(shí)刻之間出現(xiàn)的這種溫升。
為此目的，專利文獻(xiàn)FR-A-2,616,000提出了一種設(shè)備，使得可以把熔化的放射性玻璃傾倒進(jìn)一個(gè)容器中。這種設(shè)備在裝設(shè)的各種元件之間有靜態(tài)密封或材料密封，并利用把正在被傾倒或泄放的熔融玻璃周圍的空氣或氣體抽走的方法提供動態(tài)密封。這種裝置示于

圖1，它在容器頸部與傾倒噴嘴之間留有一個(gè)環(huán)形區(qū)域?qū)ν獠块_放，由于這一區(qū)域泄放的氣體和灰塵可能泄漏到外面。原則上，抽空氣可以阻止這種泄漏。然而，如果所述的抽空氣不是足夠地有效，就可能有放射性灰塵和氣體泄漏到外面，把容器的外壁污染。按照本發(fā)明的動態(tài)密封設(shè)備則避免了這一缺點(diǎn)。
因此，本發(fā)明涉及一種用來與在包容著熔融材料的熔化爐下面的容器接合的動態(tài)密封設(shè)備，它包括圍繞著一個(gè)噴嘴的一個(gè)殼體，該噴嘴位于容器頸部的軸線上，并使得可以把材料由熔化鍋傾倒到容器中，其特征是殼體包括用來緊密地連接到噴嘴上的裝置，一個(gè)具有一支承表面的基座，用來與容器頸部上的一相應(yīng)的支承表面相接合，至少一個(gè)波紋管圍繞著噴嘴，并把緊密的連接裝置連接到所述基座上，波紋管使得殼體可以沿著噴嘴的軸線收縮，和用來在所述支承表面之間引進(jìn)一空氣流的裝置，以便能夠把所述氣流的一部分循環(huán)到噴嘴。
氣流引進(jìn)裝置可以包括形成一迷宮式密封件的至少一個(gè)凹槽。最好，在泄漏到噴嘴的氣流中的壓力降在迷宮式密封件中產(chǎn)生一個(gè)過壓，克服泄放氣體向外面的泄漏。
現(xiàn)參照附圖，通過閱讀下面的非限制性的描述，將可以更好地理解本發(fā)明，并且它的其它優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)也將變得更加清楚，在附圖中圖1為按照先有技術(shù)沿著設(shè)備的傾倒軸線的豎直剖面圖，使得該裝置可以把熔融的放射性玻璃傾倒到一個(gè)容器中；圖2為按照本發(fā)明的第一實(shí)施例用來與熔化鍋下面的容器接合的動態(tài)密封系統(tǒng)的與圖1相同的剖面圖；和圖3為按照本發(fā)明的第二實(shí)施例用來與熔化鍋下面的容器接合的動態(tài)密封系統(tǒng)的與圖1相同的剖面圖。
圖1示出了如由FR-A-2,616,000所公開的先有技術(shù)。此設(shè)備使得可以在由一個(gè)可拆除的圓頂蓋13分開的兩個(gè)重疊的腔室之間傳送熔融的玻璃。上腔室或玻璃化腔室1包容著一個(gè)熔化鍋2。下腔室或傾倒腔室3包容著容器4，將要把來自所述熔化鍋的熔融的放射性玻璃傾倒到該容器中。在熔化鍋下面的一塊水平的混凝土厚板5有一個(gè)開孔6。相對于一個(gè)豎直的軸線7(把它稱為傾倒軸線)設(shè)置整個(gè)熔化鍋2、開孔6和容器4。
在熔化鍋2中放射性玻璃為液態(tài)，用來阻塞鍋的頸部8的凝固的玻璃把放射性玻璃保持在熔化鍋中。圍繞著該頸部設(shè)置有一個(gè)感應(yīng)器9，使得可以在一個(gè)選定的時(shí)刻將形成一柱塞的凝固的玻璃變軟，從而使熔化鍋中的熔融的玻璃可以經(jīng)過該頸部流出。未畫出的連接裝置把感應(yīng)器9連接到一個(gè)中頻能源上，使得可以對頸部8和凝固的玻璃進(jìn)行加熱。一塊絕緣板10把熔化鍋2與混凝土厚板5絕緣起來。
在混凝土厚板的下面，在厚板開孔6的右面，設(shè)置有澆注裝置，該裝置從上到下包括一個(gè)可收縮的殼體11、一個(gè)可拆除的殼體12和可拆除的圓頂蓋13。
可收縮的殼體11由兩個(gè)互相穿插的盒形件或罐形件構(gòu)成，它們相對于彼此滑移進(jìn)對方，下面的罐形件可以進(jìn)入到上面的罐形件中。一個(gè)與它們?yōu)橐惑w的金屬波紋管把兩個(gè)罐形件彼此連接起來。一個(gè)未畫出的連接系統(tǒng)使得兩個(gè)罐形件可以一起運(yùn)動，上面的罐形件把可收縮的殼體固定在混凝土厚板的下面。
可拆除的殼體12被裝配到可收縮的殼體11的下表面上。采用可拆除的圓頂蓋13把殼體12放置在其位置上，并保持在那里。把該殼體連接到一泄放氣體抽空系統(tǒng)14上。該可拆除的殼體的中心部分向下伸展，為的是形成一個(gè)熔融玻璃的排放噴嘴。
一個(gè)內(nèi)部腔室橫過可拆除的圓頂蓋，該腔室形成一個(gè)盤管，用來容納冷卻該腔室的循環(huán)水。也有一個(gè)第二腔室，設(shè)有管道44，使得空氣可以進(jìn)入所述腔室中。
這一裝置確保了熔化鍋2與可拆除的殼體12的底部之間的密封。然而，在容器4的頸部47，可拆除的殼體12和可拆除的圓頂蓋13之間存在一個(gè)環(huán)形區(qū)域，泄放的氣體和灰塵可以通過這一區(qū)域擴(kuò)散到外面。如果抽空系統(tǒng)14把空氣抽空不是足夠地有效，在這一部位就有可能出現(xiàn)氣體和灰塵的泄漏。
圖2示出了在傾倒腔室23中的一個(gè)容器24。以示意圖的形式示出了可收縮的殼體50的下部和可拆除的圓頂蓋60。
在本發(fā)明的這一實(shí)用示例中，噴嘴40是關(guān)于一軸線為旋轉(zhuǎn)體的一個(gè)金屬部件，沿著這根軸線進(jìn)行傾倒或泄放。它的上部由一個(gè)圓盤43構(gòu)成，該圓盤置靠在一個(gè)可拆除的圓頂蓋60的中心開孔61的肩部41上，并且該圓盤通過一根管45而延伸。未畫出的熔化鍋有一個(gè)傾倒管，由可收縮的殼體50構(gòu)成的管道把此傾倒管與噴嘴40相聯(lián)通。
噴嘴40的上開孔被展寬成截錐形的形狀，為的是容納可收縮殼體50的下表面。形成可收縮的殼體50的下表面的球形蓋帽部分與噴嘴的上開孔的截錐體相接觸防止了玻璃化腔室的泄漏。
按照本發(fā)明，噴嘴40的管45被一個(gè)殼體30圍繞著，該殼體由一個(gè)上圓盤31，一個(gè)下圓盤32和兩個(gè)與噴嘴同圓心的波紋管，即內(nèi)波紋管33和外波紋管34，所組成。
靠把上圓盤31固定在噴嘴圓盤43的下面把殼體30緊密地連接到噴嘴40上。這樣，上圓盤31位于孔61中。
下圓盤32以一定的間隙環(huán)繞著噴嘴管45。所述圓盤32的下表面與容器24的頸部的凸緣28相接觸，這一接觸為沿著一個(gè)平面的接觸。圓盤32的下表面被開成凹槽，為的是在所述表面的整個(gè)表面上形成一種迷宮式密封35。
借助于多個(gè)孔實(shí)現(xiàn)氣體例如空氣的吹入，這些孔在噴嘴40的圓盤43中，在殼體的上圓盤31中以及下圓盤32中形成。如圖2所示，圓盤43的孔46與圓盤31的孔36聯(lián)通，所述孔36通到波紋管33與34之間的環(huán)形空間。在下圓盤32中在該圓盤的內(nèi)徑與外徑之間的大約中間部位并在兩個(gè)波紋管33與34之間形成至少一個(gè)孔37，該孔與形成迷宮式密封件35的凹槽相聯(lián)通。由孔46吹進(jìn)來的壓縮空氣就在兩個(gè)波紋管33，34之間循環(huán)，通過下圓盤32的孔37到達(dá)迷宮式密封件35。一部分吹進(jìn)的空氣流朝向傾倒軸線，并經(jīng)過噴嘴的內(nèi)部上升，在噴嘴的內(nèi)部與傾倒或泄放的氣體一起被連接到噴嘴40上并連接到一氣體抽空裝置的管道35抽走。其它部分的空氣流逸散到外面。由于在迷宮式密封件的壓力降在環(huán)形腔室中有一個(gè)稍稍的過壓，并且氣流被分配，從而可以防止泄放的氣體向外面的任何泄漏。
也可以在內(nèi)波紋管33與噴嘴之間吹進(jìn)壓縮空氣(或某種其它的除垢氣體)，以便防止在這一區(qū)域有任何污染物上升。如圖2中所示，在噴嘴圓盤43中靠近管45處形成的孔48使得可以注入所述壓縮空氣。該孔與在殼體30的上圓盤31中形成的孔38相連通。吹進(jìn)的空氣就通入內(nèi)波紋管33與噴嘴之間的環(huán)形區(qū)域，此后，由于在殼體的下圓盤32與噴嘴的管45之間有間隙，空氣可以穿過容器34的頸部。
泄放的氣體，吹進(jìn)來用來供應(yīng)給迷宮式密封件的空氣和圍繞著噴嘴40的可能的除垢空氣被管道53抽吸進(jìn)一個(gè)適當(dāng)?shù)难b置，由該適當(dāng)?shù)难b置過濾，隨后被處理。
按照圖3的變型，殼體30′只有一個(gè)波紋管，即內(nèi)波紋管33。由連接到在下圓盤32中的孔37上的一個(gè)軟管55供應(yīng)空氣，空氣吹進(jìn)到下圓盤32與容器24的頸部的凸緣28之間的支承平面上。
這樣，按照本發(fā)明的密封系統(tǒng)有效地滿足了下面三項(xiàng)功能--形成熔化鍋下面的容器的一個(gè)支承表面，--在容器的該支承區(qū)域的動態(tài)密封，--把泄放氣體或傾倒氣體抽到氣體處理單元。
權(quán)利要求
1.用來與在包容著熔融材料的熔化爐下面的容器(24)接合的密封系統(tǒng)，它包括一個(gè)圍繞著一噴嘴(40)的殼體(30)，該噴嘴位于容器頸部的軸線上，并使得可以把材料由熔化鍋傾倒到容器中，其特征在于，殼體(30)與噴嘴(40)有緊密的連接裝置，一個(gè)具有一支承表面的基座(32)，用來與容器頸部上的相應(yīng)的支承表面相接合，至少一個(gè)波紋管(33，34)圍繞著噴嘴，并把緊密的連接裝置連接到所述基座上，波紋管使得殼體可以沿著噴嘴的軸線收縮，用來在所述支承表面之間引進(jìn)空氣流的裝置，以便能夠把所述氣流的一部分循環(huán)到噴嘴。
2.按照權(quán)利要求1所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，氣流引進(jìn)裝置包括至少一個(gè)形成一迷宮式密封件(35)的凹槽。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，氣流引進(jìn)裝置包括至少一個(gè)穿過基座(32)的孔(37)，用來供應(yīng)氣流。
4.按照權(quán)利要求1至3中的任何一個(gè)所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，緊密連接裝置有一個(gè)圍繞著噴嘴的圓盤(31)。
5.按照權(quán)利要求3或4中的任何一個(gè)所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，殼體(30′)只有一個(gè)波紋管(33)，從而由連接到穿過基座(32)形成的一個(gè)孔(37)上的一個(gè)軟管(55)供應(yīng)氣流。
6.按照權(quán)利要求3和4中的任何一個(gè)所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，殼體(30)有兩個(gè)同圓心的波紋管(33，34)，使得可以靠在兩個(gè)波紋管之間通過供應(yīng)氣流。
7.按照權(quán)利要求1至6中的任何一個(gè)所述的密封系統(tǒng)，其特征在于，它有裝置(48)，用來在噴嘴(40)與鄰近的波紋管(33)之間注入一第二氣流，使得可以對噴嘴與容器頸部之間的空間進(jìn)行清理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用來與在包容著熔融材料的熔化爐下面的容器(24)接合的密封系統(tǒng)，它包括一個(gè)圍繞著一噴嘴(40)的殼體(30)，該噴嘴位于容器頸部的軸線上，并使得可以把材料由熔化鍋傾倒到容器中。殼體(30)與噴嘴(40)有緊密的連接裝置，一個(gè)具有一支承表面的基座(32)，用于與容器頸部上的相應(yīng)的支承表面接合，至少一個(gè)波紋管(33，34)圍繞著噴嘴，并把緊密的連接裝置連接到基座上，波紋管使得殼體可以沿著噴嘴的軸線收縮，用來在支承表面之間引進(jìn)空氣流的裝置，以便能夠把氣流的一部分循環(huán)到噴嘴。
文檔編號C03B5/26GK1157050SQ9619063
公開日1997年8月13日 申請日期1996年6月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月14日
發(fā)明者C·貝爾納, P·魯, J·多爾富斯, F·米利尼 申請人:核燃料公司