冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景分析 被引量：2

1

作者 李玉松 王泽学 +7 位作者 张生栋 朱冬冬 洪业 谭盛恒 郄东生 张华 鲜亮 龙浩骑 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-7,共7页

随着我国核电技术的发展,对动力堆乏燃料高放废液玻璃固化的需求变得越来越迫切。本文梳理了冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景,针对冷坩埚在处理动力堆乏燃料高放废液方面的技术优势、设计优势以及工艺优势做出了详细阐述... 随着我国核电技术的发展,对动力堆乏燃料高放废液玻璃固化的需求变得越来越迫切。本文梳理了冷坩埚技术处理动力堆乏燃料高放废液的应用前景,针对冷坩埚在处理动力堆乏燃料高放废液方面的技术优势、设计优势以及工艺优势做出了详细阐述,并基于国外冷坩埚高放废液玻璃固化研究进展的分析,对冷坩埚技术未来发展提出了建议。 展开更多

关键词 冷坩埚 动力堆乏燃料 高放废液 玻璃固化

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CIAE高放废液固化技术研发进展 被引量：26

2

作者 李玉松 张生栋 +5 位作者 鲜亮 刘丽君 谭盛恒 张华 周慧 郄东生 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期126-136,共11页

随着国内后处理相关项目的推进,对高放废液固化的需求也更加紧迫。本文梳理了中国原子能科学研究院(CIAE)过去40多年来在高放废液玻璃固化工艺设备及固化材质两方面的研究进展,并基于国内现有的研究基础,分析提出了今后的研发重点,为开... 随着国内后处理相关项目的推进,对高放废液固化的需求也更加紧迫。本文梳理了中国原子能科学研究院(CIAE)过去40多年来在高放废液玻璃固化工艺设备及固化材质两方面的研究进展,并基于国内现有的研究基础,分析提出了今后的研发重点,为开展冷坩埚玻璃固化项目的自主研发和高放废液电熔炉玻璃固化技术的国产化提出建议。 展开更多

关键词 高放废液 玻璃固化 冷坩埚 电熔炉

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硼硅酸盐废物玻璃中硫形态的拉曼光谱 被引量：10

3

作者 刘丽君 周慧 +5 位作者 郄东生 李金英 李宝军 徐建华 李扬 姜耀中 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期103-107,共5页

为提高硫在玻璃中的包容量,需了解硫结合进硼硅酸盐玻璃中的结构,本研究利用拉曼光谱来定性分析硼硅酸盐玻璃中硫的结构。拉曼光谱分析结果表明,在硼硅酸盐玻璃中,硫以硫酸盐的形式存在,SO4四面体周围最近的原子是Na+、Ca2+或其它阳离子... 为提高硫在玻璃中的包容量,需了解硫结合进硼硅酸盐玻璃中的结构,本研究利用拉曼光谱来定性分析硼硅酸盐玻璃中硫的结构。拉曼光谱分析结果表明,在硼硅酸盐玻璃中,硫以硫酸盐的形式存在,SO4四面体周围最近的原子是Na+、Ca2+或其它阳离子,阳离子类型取决于形成玻璃的网络调节剂类型,硫酸盐存在于玻璃网络空穴中,在硫酸根和玻璃网络间没有键合。研究提出了提高硫包容量的方法,即适当降低网络形成剂的浓度,使网络结构松散,增大空穴量,从而提高硫酸盐的溶解量。 展开更多

关键词 硼硅酸盐玻璃 硫 结构 拉曼光谱

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高放废液合成岩石固化研究 被引量：13

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作者 张传智 张宝善 +5 位作者 郄东生 陈曦 汤宝龙 周慧 姜耀中 朱鑫璋 《辐射防护》 CAS CSCD 北大核心 1997年第6期417-426,共10页

建立了高放废液合成岩石固化装置，确定了固化工艺和性能测试方法，制备的合成岩石固化体样品测试结果表明，采用的实验装置、工艺流程和测试方法可行。将Ｎａ０．５ＲＥＥ０．５ＴｉＯ３型钙钛矿和Ｎａ２Ａｌ２ＴｉＯ６Ｏ１６型黑钛铁... 建立了高放废液合成岩石固化装置，确定了固化工艺和性能测试方法，制备的合成岩石固化体样品测试结果表明，采用的实验装置、工艺流程和测试方法可行。将Ｎａ０．５ＲＥＥ０．５ＴｉＯ３型钙钛矿和Ｎａ２Ａｌ２ＴｉＯ６Ｏ１６型黑钛铁钠矿作为包容钠的主要矿相，分别研制了国内生产堆高放废液的合成岩石基料配方，氧化钠的包容量可达５．７％（ｗｔ）。 展开更多

关键词 高放废液 合成岩石 固化装置 高钠废液

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高硫高钠高放废液玻璃固化的配方验证 被引量：17

5

作者 刘丽君 郄东生 +4 位作者 周慧 李宝军 李扬 徐建华 张华 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期163-168,共6页

针对中核四川环保工程有限责任公司(SEPEC)的高放废液高硫高钠的特点,研制出废物包容量为16%(质量分数,下同)的玻璃固化配方。本验证实验研究重点是:验证此配方在改变废物包容量的情况下固化模拟高放废液时对硫的包容能力,以及产生的玻... 针对中核四川环保工程有限责任公司(SEPEC)的高放废液高硫高钠的特点,研制出废物包容量为16%(质量分数,下同)的玻璃固化配方。本验证实验研究重点是:验证此配方在改变废物包容量的情况下固化模拟高放废液时对硫的包容能力,以及产生的玻璃固化体的性能是否满足行业标准要求。验证实验中废物包容量分别为12%、13%、14%、15%、16%,玻璃熔制采用了搅拌和不搅拌两种方式。实验结果表明:在不搅拌条件下所熔制的玻璃对硫的包容能力较低,搅拌条件下所熔制的玻璃对硫的包容能力高,但两种条件制备的玻璃的28d总失重、元素归一化浸出率、密度、均匀性、析晶率均达到了我国行业标准的要求。 展开更多

关键词 高放废液 玻璃固化 配方验证

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冷坩埚玻璃固化模拟高放废液的24 h连续运行实验研究 被引量：8

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作者 刘丽君 郄东生 +4 位作者 李扬 李宝军 周慧 张华 姜耀中 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2214-2221,共8页

中国原子能科学研究院已建立了一套冷坩埚玻璃固化原理实验装置,为检验设备设计的性能、各组成单元的匹配情况及生产的模拟固化体产品的性能,2015年进行了24h的连续运行实验。实验中模拟高放废液和基础玻璃组成均以固体化学试剂形式预... 中国原子能科学研究院已建立了一套冷坩埚玻璃固化原理实验装置,为检验设备设计的性能、各组成单元的匹配情况及生产的模拟固化体产品的性能,2015年进行了24h的连续运行实验。实验中模拟高放废液和基础玻璃组成均以固体化学试剂形式预先混好后进料。连续运行实验结果表明,整个运行过程中整体装置性能参数稳定,熔制温度控制在(1 200±50)℃,进料速率为6～10kg/h,共卸料16次,每次启动卸料和停止卸料时间重复性好。对产生的玻璃固化体进行了主要性能测试,结果表明所测试固化体的性能满足我国行业标准的要求。 展开更多

关键词 冷坩埚 玻璃固化 高放废液 性能测试

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基于ANSYS的冷坩埚感应线圈设计及电磁分析 被引量：6

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作者 陈楠 刘丽君 +4 位作者 郄东生 周慧 李宝军 李扬 张华 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第B12期21-26,共6页

冷坩埚玻璃固化技术是目前最新一代的高放废液玻璃固化工艺。感应线圈是冷坩埚熔炉的关键部件之一，其设计合理与否直接关系到冷坩埚能否顺利运行。目前世界各国的冷坩埚装置对感应线圈的截面形状、匝数、匝间距等参数采取过不同的设计... 冷坩埚玻璃固化技术是目前最新一代的高放废液玻璃固化工艺。感应线圈是冷坩埚熔炉的关键部件之一，其设计合理与否直接关系到冷坩埚能否顺利运行。目前世界各国的冷坩埚装置对感应线圈的截面形状、匝数、匝间距等参数采取过不同的设计，对这些设计参数进行计算分析对指导我国冷坩埚研制具有重要意义。本工作基于ANSYS软件对感应线圈的电磁场进行有限元分析，结果表明，加载高频交变电流的感应线圈的电磁场具有以下分布规律：高频电流表现出集肤效应和邻近效应，电流集中于线圈表面，电流密度峰值出现在线圈的最上端和最下端；磁通密度轴向分量（By）在径向上由线圈内边缘附近向线圈包围的中心区衰减，纵向上与电流密度的分布类似，By在线圈上下两端处出现峰值，在线圈高度覆盖的范围之外，磁通密度迅速衰减。本工作进一步结合法国阿海珐公司、美国爱达荷实验室和印度巴巴哈原子能中心的冷坩埚的感应线圈设计方式，建立了不同截面形状、匝数和匝间距的感应线圈模型，经过计算发现矩形截面线圈的磁场分布均匀性要优于圆形截面线圈；在感应线圈总高度相同的前提下，匝数的变化对线圈的磁场分布几乎没有影响；匝间距的增加会降低径向和纵向的磁通密度及其均匀性。综上，建议感应线圈采用密绕型矩形截面设计，匝间距设计为2．5～5mm。 展开更多

关键词 冷坩埚 感应线圈 ANSYS 电磁场 有限元分析

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冷坩埚玻璃固化熔炉启动工艺研究 被引量：6

8

作者 朱冬冬 刘丽君 +2 位作者 郄东生 李玉松 李扬 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2222-2225,共4页

中国原子能科学研究院已建成一套500冷坩埚玻璃固化实验装置,为建立与该装置相匹配的石墨环启动工艺,使用正交实验法研究了感应器高度、石墨环位置及石墨环半径对冷坩埚启动过程的影响,并研究了石墨环质量对启动过程的影响。结果表明... 中国原子能科学研究院已建成一套500冷坩埚玻璃固化实验装置,为建立与该装置相匹配的石墨环启动工艺,使用正交实验法研究了感应器高度、石墨环位置及石墨环半径对冷坩埚启动过程的影响,并研究了石墨环质量对启动过程的影响。结果表明,当感应器高度为90mm、石墨环高度为50%或55%、石墨环半径为177mm、石墨环质量为110g时,启动效果最好。 展开更多

关键词 冷坩埚 启动 正交实验

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硼硅酸盐玻璃中硫的形态和结构的XANES方法研究 被引量：3

9

作者 刘丽君 李金英 +2 位作者 赵屹东 周慧 郄东生 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第B09期49-52,共4页

本工作研究硫结合入硼硅酸盐玻璃的结构,结构性质可为提高硫的包容量提供理论依据。实验收集了多种晶体标准的硫XANES谱图,通过比较玻璃中硫的XANES谱图与标准物质中硫的XANES谱图,得出在硼硅酸盐玻璃中,硫以硫酸根形式存在,无明显可观... 本工作研究硫结合入硼硅酸盐玻璃的结构,结构性质可为提高硫的包容量提供理论依据。实验收集了多种晶体标准的硫XANES谱图,通过比较玻璃中硫的XANES谱图与标准物质中硫的XANES谱图,得出在硼硅酸盐玻璃中,硫以硫酸根形式存在,无明显可观测到的还原性硫存在。硫酸根被网络调节剂阳离子所环绕。 展开更多

关键词 XANES 硼硅酸盐玻璃 硫 结构

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冷坩埚玻璃固化熔炉埚底的三维电磁分析 被引量：5

10

作者 陈楠 刘丽君 郄东生 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期955-960,共6页

利用ANSYS有限元分析软件建模并分析了冷坩埚玻璃固化熔炉埚底结构以及埚底与感应线圈之间的距离对冷坩埚内电磁场分布的影响。计算结果表明,磁通密度、电流密度和焦耳热密度在玻璃熔体的表面中部区域最大,在中心和底部区域最低。对埚... 利用ANSYS有限元分析软件建模并分析了冷坩埚玻璃固化熔炉埚底结构以及埚底与感应线圈之间的距离对冷坩埚内电磁场分布的影响。计算结果表明,磁通密度、电流密度和焦耳热密度在玻璃熔体的表面中部区域最大,在中心和底部区域最低。对埚底进行分瓣有利于降低埚底的屏蔽效应,分为3瓣时,玻璃的发热量提高了12.7%。埚底与感应线圈距离在10~15cm时,冷坩埚对玻璃物料的加热效率较高。 展开更多

关键词 玻璃固化 冷坩埚 有限元方法 电磁场

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高放废物玻璃固化过程中玻璃组成对硫酸盐溶解度的影响 被引量：6

11

作者 刘丽君 李金英 郄东生 《核化学与放射化学》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期114-120,共7页

为了解决含有较高硫酸根浓度的高放废液在熔制过程中产生分离的黄色第二相(简称黄相)的问题,首先需要了解硫在硼硅酸盐玻璃中的行为,尤其是硫酸盐溶解度与玻璃组成的关系。通过实验建立了多组分玻璃体系中硫酸盐溶解度与玻璃组成参数间... 为了解决含有较高硫酸根浓度的高放废液在熔制过程中产生分离的黄色第二相(简称黄相)的问题,首先需要了解硫在硼硅酸盐玻璃中的行为,尤其是硫酸盐溶解度与玻璃组成的关系。通过实验建立了多组分玻璃体系中硫酸盐溶解度与玻璃组成参数间的模型公式,得出了硫酸盐溶解度与玻璃中的非桥氧浓度成线性关系,与x2(O-)/x(O0)(O0,桥氧)成对数关系。 展开更多

关键词 硼硅酸盐玻璃 硫酸盐溶解度 玻璃组成

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高放废液冷坩埚玻璃固化自适应负压调节系统的设计 被引量：2

12

作者 王泽学 李宝军 +1 位作者 李玉松 郄东生 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期2607-2615,共9页

在两步法冷坩埚玻璃固化冷台架运行过程中,冷坩埚和煅烧炉的压力控制十分重要。由于高放废液中盐分的周期性分解以及设备密封问题等,会导致设备内压力波动较大,如果压力控制不足,极易引发放射性泄漏或尾气系统堵塞和排放超标。本文针对... 在两步法冷坩埚玻璃固化冷台架运行过程中,冷坩埚和煅烧炉的压力控制十分重要。由于高放废液中盐分的周期性分解以及设备密封问题等,会导致设备内压力波动较大,如果压力控制不足,极易引发放射性泄漏或尾气系统堵塞和排放超标。本文针对现阶段高放废液冷坩埚玻璃固化冷台架关键设备负压控制存在的大惯性、非线性、大滞后以及不确定性等问题,利用模糊算法设计了一套自适应负压调节系统。本系统建立的模糊算法可根据采集到的数据来预测可能的压力波动,并结合PID控制主动通过调节电磁补气阀控制负压。通过Simulink仿真模块建立了自适应负压控制器仿真模型,并采用历史运行数据对本自适应负压调节系统计算得到的补气量能否维持煅烧炉内的负压稳定进行了实验验证,结果显示,负压偏差积累量降低了98.64%,表明采用自适应负压控制器能有效降低压力波动,并消除泄漏隐患。 展开更多

关键词 冷坩埚 煅烧炉 负压调节 模糊算法 高放废液

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机械搅拌对电磁冷坩埚熔化玻璃流场的影响 被引量：3

13

作者 郄东生 李宝军 +2 位作者 王墅 张华 陈瑞润 《特种铸造及有色合金》 CAS 北大核心 2020年第5期465-469,共5页

建立了机械搅拌桨三维模型,利用ANSYS软件中的Fluent模块并结合多重参考系(MRF)模型对玻璃熔化搅拌过程中不同锚式搅拌桨的结构尺寸、熔体温度、转速及锚式搅拌桨距离坩埚底部位置等流场的影响进行研究。结果表明,在搅拌过程中,锚式搅... 建立了机械搅拌桨三维模型,利用ANSYS软件中的Fluent模块并结合多重参考系(MRF)模型对玻璃熔化搅拌过程中不同锚式搅拌桨的结构尺寸、熔体温度、转速及锚式搅拌桨距离坩埚底部位置等流场的影响进行研究。结果表明,在搅拌过程中,锚式搅拌桨的结构尺寸对流场影响不大。随熔体温度升高,熔体流动范围增大,温度在1100℃以上时宜加入搅拌桨。搅拌桨转速为100 r/min时,在熔体中产生的最大流速为1.47 m/s,是转速为50 r/min时的2倍。锚式搅拌桨下部在距坩埚底部1/4时,熔体搅动范围大;在距底部1/8时,搅拌桨下部熔体获得更充分的搅拌。机械搅拌可有效提高熔体流速和扩大流动范围。 展开更多

关键词 玻璃固化 电磁冷坩埚 机械搅拌 流场

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