中广核研究院的高温熔融玻璃体技术工程案例
创新引领核电未来
低碳经济70Environment 创新引领核电未来核电随着十九大“加快生态文明体制改革，建设美丽中国”重大战略部署的推进，我国能源结构发生重要变化，能源事业进入了结构优化和技术升级的新时代，核能与核技术应用的国内外市场具有广阔前景。
作为清洁低碳、安全高效的现代化能源体系的重要组成部分，发展核电是优化我国能源结构、缓解环境污染和保证能源安全的需要。
十几年来，核电产业自主化发展加快，核电相关技术能力不断提升，形成具有国际竞争力的百万千瓦级核电技术研发设计和装备制造能力。
文/林琪日前，首届中国质量技术与创新成果发表赛在北京举办。
大赛以“技术助力质量，创新引领未来”为主题，吸引了全国500多个参赛项目参赛并进行了激烈的角逐，最终，能源、民航、铁路、公路、钢铁、银行、通信、电网、燃气等行业项目进入现场决赛环节。
中国广核集团下属的中广核研究院有限公司（以下简称“中广核研究院”）参赛项目《特种废物等离子体无害化减容处理技术》，获本次比赛质量创新类别中的示范级奖项，这是该类别的最高荣誉。
中广核研究院充分展示了该技术在质量创新中的新颖性、实用性、知识性、顾客导向和有效性。
经过行业专家的评审和打分，《特种废物等离子体无害化减容处理技术》项目脱颖而出，斩获殊荣。
据介绍，该技术历经10年自主研发，能真正实现特种废物的无害化、稳定化和资源化，可以节约大量的处置用地，在放射性废物处理与民用环保危废处理领域均具有重要的应用价值。
该技术拥有近30项国家专利授权，获得第十八届中国专利优秀奖、深圳市科学技术一等奖，已在广东清远成功实现工程示范应用，广东东莞、江苏无锡、甘肃金塔等地目前也在同步建设产业化应用项目。
创新挤术，实现特种废物无害化由中核集团组织、中国核动力研究设计院主导编制、核工业标准化研究所参与编制的国际标准《压水堆核电厂一回路冷却剂系统设备和管道保温层设计规范》于10月26日正式发布。
该标准于2018年7月11日正式立项，历时2年多，经过ISO多轮次、高要求的国际审查与投票，最终以每轮国际投票赞成率均超过90%、领先ISO官方进度9个月正式发布。
生活垃圾焚烧飞灰主要处置技术及其发展趋势
生活垃圾焚烧飞灰主要处置技术及其发展趋势41072819920618****河南新乡453400摘要：随着垃圾焚烧行业的快速发展，焚烧发电过程中产生的尾气、渗滤液、灰渣等处置问题越来越突出。
生活垃圾焚烧飞灰是生活垃圾焚烧烟气净化系统收集而得到的残余物，因富集了大量铅、汞、铬、镉等重金属，包含了烟气净化处理过程中生成的二噁英、多环芳烃等剧毒污染物，在我国被明确定性为危险废物。
生活垃圾焚烧产生的飞灰粒径小，在环境中不稳定，若不妥善处理，会严重威胁生态环境和人类健康，因此，如何处置生活垃圾焚烧飞灰受到了生态环境管理部门的重视，成为环境领域的热点问题。
本文在分析我国生活垃圾焚烧飞灰特点的基础上，对当前国内生活垃圾焚烧飞灰主要处置技术进行了较为系统的总结，并分析了其发展趋势。
关键词：生活垃圾焚烧飞灰；处置技术；发展趋势1生活垃圾焚烧飞灰特点1.1氯元素含量高生活垃圾中的含氯塑料等经焚烧分解后会产生氯化氢等酸性物质，这些酸性物质与烟气净化系统中碱性物质反应后的生成物会进入飞灰中，另外厨余垃圾中食盐等也会最终富集于飞灰中。
含氯元素高是我国生活垃圾焚烧飞灰最为明显的特征之一，以北京地区生活垃圾焚烧飞灰为例，飞灰中含氯量高达20%以上，飞灰中氯元素主要以可溶性氯盐形式存在，如氯化钠、氯化钾、氯化钙等。
1.2产生量大目前，我国生活垃圾焚烧有两种主流炉型：机械炉排焚烧炉和流化床焚烧炉，两者的垃圾处理能力约占我国生活垃圾焚烧总处置能力的2/3和1/3。
机械炉排焚烧炉飞灰产生量较小，为入炉生活垃圾量的3%～5%，而流化床焚烧炉飞灰产生量较大，为入炉生活垃圾量的10%～15%。
根据中国水泥协会测算，到“十三五”末我国每年飞灰产生量将高达1000万t左右。
1.3成分复杂、波动大生活垃圾焚烧飞灰中除重金属和二噁英等有毒有害物质外，还含有钙、硅、铝、铁的氧化物，氯盐以及碳、硫、磷元素等。
飞灰中各物质（元素）的含量会随生活垃圾组分、季节、焚烧条件、烟气净化水平等的变化而产生较大波动，给飞灰处理处置带来很大困难。
科技成果——等离子体危废处置技术
科技成果——等离子体危废处置技术技术开发单位中国航天科技集团有限公司第六研究院适用行业节能环保适用范围适合于危险废弃物的无害化处理及资源化利用成果简介该技术系统主要由等离子体炬系统、气化熔融炉、可燃气焚烧系统、余热利用系统、烟气净化系统构成。
由等离子体炬系统产生温度高达3000-5000℃，能量密度高的等离子体；在气化熔融炉内，等离子体提供高温、高反应活性的还原性气氛，将危废中的有机质（包括各类难降解有机污染物）转化为以CO、H2为主的可燃气，将危废中的无机物熔融，经冷萃，熔融态残渣将重金属包裹与硅-氧网格中，转化为玻璃体态一般无机物。
可燃气在焚烧系统中进一步焚烧释放出热量，并被余热利用系统转化为热蒸汽供热或发电，烟气经净化后达标排放。
技术效果（1）该技术处置范围广，适用于爆炸性、辐射性、酸碱性较强以外的大多数危废。
（2）清洁性与彻底性，次生污染物量极少，熔融出料后的玻璃态底渣为一般无机物，经《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别（GB5085.3-2007）》所述之方法鉴别后，各项浸出毒性检测值小于其标准值，可用作建材原料。
烟气可实现欧盟2010标准排放，污水达一级污水标准，可直接排放。
（3）融合了电弧放电等离子体技术、气化熔融技术、烟气净化技术，整体技术水平达到了国内领先、国际先进。
（4）兼容性好，可用于新建危废处理厂，也可配套于原危废处理厂，用于处置次生危废。
（5）经济性好，处置费用低于回转窑焚烧处置。
应用情况在基础研究方面，建设的机理样机系统验证了危废等离子体气化熔融技术“清洁性、彻底性”的核心优势，并揭示“高温、还原性气氛”对二噁英、飞灰等次生危废抑制减量机理。
在关键设备研发方面，成功研发系列化等离子体炬、气化熔融炉等核心设备。
等离子体炬阴极寿命≥600h，电热效率≥80%。
气化熔融炉核心温度保持3000-5000℃，熔池温度保持1500-1700℃，已实现连续80余天连续运行。
在整体工艺方面，形成了包括危废配伍、气化熔融、烟气净化等完整危废处置工艺。
科技创新一肩挑 安全环保不分家
科技创新一肩挑安全环保不分家作者：暂无来源：《环境与生活》 2020年第9期本刊记者郑挺颖◎特约撰稿叶晓婷于宝源国企、央企是我国社会经济的重要支柱，其一举一动，特别是环境行为，不仅是其他企业的榜样和标杆，甚至会对全社会产生重要影响。
中广核环保产业有限公司作为一家央企，25年来深耕工业废水治理、危废固废治理、水环境治理、城镇供排水等领域，对内服务核电主业，对外辐射全国市场。
与其他环保企业不同的是，这家企业是核电产业安全环保技术外溢的产物，它的技术创新、商业模式拓展和运营管理都深深地烙上了“安全”的印记。
要打好污染防治攻坚战，提高生态环境治理成效，依法、科学、精准地治污刻不容缓，而在这些方面，央企应该怎样担负起环保主体责任？ 9月2日，《环境与生活》杂志记者就此视频连线采访了中广核环保产业有限公司总经理雷霆先生。
“安全+ 环保” 根植于核安全文化《环境与生活》：作为环保领域的国有领军企业，中广核环保产业有限公司（下简称“中广核环保”）的具体优势体现在哪些方面？雷霆：我们中广核环保产业有限公司成立于1995年9月，是伴随着核电行业成长起来、由特大型清洁能源集团中国广核集团布局在水务环保领域的全资子公司，立足粤港澳大湾区、长江经济带，业务涵盖城镇供排水、区域水环境治理、海绵城市建设、智慧水务、土壤修复、海洋环境修复、工业废气治理等领域，多年来实施多元化的投资模式，为客户提供一站式的环保问题解决方案。
我们聚焦环保核心技术和产品的研发与推广，拥有经验丰富的运营人员。
在此基础上，我们还创新性地开发了一些新的商业模式：全力推进合资共建，与地方政府共同设立“大水务平台”；积极发展“城市生态环境综合体”，系统化解决城市环境问题；推广政产学研一体的“园区环保管家”，为各类园区提供全方位的环保服务；专注于系统技术服务、科学技术支持、智慧水务运营，并提供“水务环保技术服务+”。
通过不同模式，我们提供从规划、投资、建设到运营的全产业链、全生命周期的环境水务系统服务，为各省、市生态环境创造价值，得到了地方政府等相关合作方的肯定。
等离子体熔融处置技术浅析
等离子体熔融处置技术浅析固体废弃物等离子体熔融气化处置技术，利用等离子体炬高温、高能量密度、低氧化气氛之优势，可在气化炉内产生高达1600℃高温，在此温度下，固体废弃物中的有机物质（含毒性、腐蚀性、传染性物质）完全裂解气化为可燃合成气（主要成分为CO、H2），无机物质（含矿物质、重金属类物质）高温熔融为玻璃态物质并回收利用。
等离子体无害化处理装备及相关技术已被纳入《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录》，政策利好，前景广阔；技术发展趋势为填埋逐步向热处理技术发展，目前市场以回转窑技术为主，热解炉协同其他形式焚烧炉为辅，以等离子体炉为代表的高温气化熔融技术凭借经济、环保、高效等优势将蓬勃发展。
目前国内涉足等离子体气化危废治理技术的企业均为危废治理行业领先企业，主要有西安航天源动力工程有限公司、中广核研究院有限公司中广核研究院有限公司、山东博润工业技术股份有限公司，台州伟博环保设备科技有限公司等。
虽然国内已有多家机构介入等离子体气化危废处理技术研究，但绝大多数均处在研发示范阶段，尚未有完全成熟的工程运行业绩。
3、等离子气化熔融处置系统3.1系统工艺流程本技术方案为，采用等离子体气化危险废物，在气化熔融炉内，等离子体提供高温、高反应活性的还原性气氛，将危废中的有机质（包括各类难降解有机污染物）转化为以CO、H2为主的可燃气，将危废中的无机物熔融，经冷萃，熔融态残渣将重金属包裹与硅-氧网格中，转化为玻璃体态一般无机物。
可燃气在焚烧系统中进一步焚烧释放出热量，并被余热利用系统转化为热蒸汽，烟气经净化后可实现超低排放，符合全球最为严格的欧盟2023标准，实现了从单纯的危废末端治理，扩展为防治二次污染与资源高效利用一体化的全过程控制模式。
本处理系统包括的主要设备如下：（1）预处理及进料系统（2）等离子体气化炉（包括等离子体炬及去离子水系统）（3）二次燃烧室（4）SNCR系统（5）余热锅炉（6）急冷塔（7）布袋除尘器（8）引风机（9）湿法碱洗塔(10) 烟气消白系统（11）烟气在线检测CEMS系统；（12）烟囱图1 危险废弃物综合处理系统工艺流程图3.2 关键技术问题（1）系统长周期高效稳定运行技术目前制约等离子体固废处置技术广泛应用的难点在于长周期高效稳定运行，其制约关键点在于危废处置工艺匹配、等离子体炬运行调整及维护、等离子体气化炉运行检测及调整、合成气调整及降温净化、熔融玻璃态物质处置问题等，旨在突破系统长周期高效稳定运行之关键技术。
核电站“神经中枢”自主研发获重大突破
核电站“神经中枢”自主研发获重大突破
佚名
【期刊名称】《现代材料动态》
【年(卷),期】2010(0)11
【摘要】中广核旗下北京广利核系统工程有限公司在北京发布其具有自主知识产权的核安全级数字化控制平台研发最新成果，同时与华能山东石岛湾核电站、中核能源科技、清华大学核研院就包括高温气冷堆在内的核安全级全厂数控系统（DCS）等合同签约。
【总页数】1页(P108-108)
【正文语种】中文
【中图分类】F426.61
【相关文献】
1.工业：我国核电站“神经中枢”自主研发获重大突破 [J],
2.我国开发核电站“神经中枢”获国际通行证 [J],
3.核电站“神经中枢”自主研发获重大突破 [J],
4.核电站“神经中枢”实现中国制造中广核自主研发核级DCS平台——FirmSys 进入工程应用阶段 [J],
5.中广核：中国造核电站“神经中枢”获国际通行证 [J],
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直流电弧等离子体炬的能量特性实验分析
㊀第43卷㊀第3期2023年㊀5月㊀辐㊀射㊀防㊀护Radiation ProtectionVol.43㊀No.3㊀㊀May 2023㊃放射性废物管理㊃直流电弧等离子体炬的能量特性实验分析张子炜,周东升,刘春雨,陆㊀杰,刘夏杰(中广核研究院有限公司,广东深圳518031)㊀摘㊀要:通过实验分别获得空气和氮气作为工作气体下自稳弧长型直流电弧等离子体炬的能量特性数据,得出弧电流㊁气量与弧电压之间的影响规律和函数关系,进而分析等离子体射流功率与比焓的变化特征㊂结果表明:弧电流恒定不变的情况下,弧电压及功率随气量的增大而增大,比焓随气量的增大而减小;气量恒定不变的情况下,功率及比焓随弧电流的增大而增大,弧电压随弧电流的增大而减小;拟合伏安特性函数式,空气为U air =480(I 2/G )-0.08G 0.30,氮气为U N 2=693(I 2/G )-0.09G 0.25,两者的伏安特性曲线总体趋势相同,且在相同弧电流与气量下,氮气作为工作气的弧电压㊁功率及比焓均比空气大㊂关键词:等离子体炬;伏安特性;功率;比焓;能量特性中图分类号:TL941文献标识码:A㊀㊀收稿日期:2022-06-20作者简介:张子炜(1993 ),男,2016年毕业于西北大学过程装备与控制工程专业,工程师㊂E -mail:zhangziwei@㊀㊀等离子体处理技术可同时完成低中水平放射性废物的减容减量和放射性核素的固定,具有不受处理对象限制㊁减容显著㊁产物长期稳定及核素浸出率低等特点[1]㊂2004年,瑞士ZWILAG [2]将等离子体技术用于处理放射性废物并获得放废处理运营许可证;2018年,保加利亚250t /a 处理量的放射性废物等离子体处理项目投运[3];2008年,中核华龙后续机型研发课题启动了等离子体高温熔融工程样机项目㊂国内外一系列的研究和应用表明[1,4],等离子体技术是处理放射性废物最前沿技术之一㊂近年来,国内对等离子体技术处理放射性废物的应用研究取得了长足发展[5-11]㊂等离子体炬作为放射性废物等离子体处理技术的核心设备,其能量特性决定了系统的处理能力和处理效果㊂目前,国内各行业针对各种结构的等离子体炬均有较深入的数值模拟及实验研究㊂数值模拟方面主要研究等离子体射流的速度㊁压力㊁温度㊁电势和电流密度等物理场的分布[12-16],实验方面主要研究等离子体炬的伏安特性㊁功率㊁射流比焓㊁效率㊁电极尺寸和气体流量之间的关系[17-21]㊂由于结构简单㊁性能良好,自稳弧长型直流电弧等离子体炬是工业界中研究最多的一类等离子体炬㊂本研究采用了自主研发的单电弧室自稳弧长型等离子体炬,通过实验测试获得直流电弧等离子体炬的能量特性 即弧电流㊁气量与弧电压的基础数据,研究三者之间的影响规律和函数关系,进而分析等离子体射流功率与比焓的变化特征㊂1㊀实验设备与方法1.1㊀实验设备㊀㊀典型的放射性废物等离子体处理技术工艺流程如图1所示,其中等离子体发生器系统为该工艺提供高温热源和活化气氛㊂本实验采用一套自主研发最大功率可达150kW 的等离子体发生器系统,其效率高㊁火焰刚直,模块化的设计使得运维简便㊂该系统由等离子体炬㊁等离子体电源㊁气源和冷源组成,系统组成如图2(a)所示,系统实物如图3所示㊂等离子体发生器系统的功能是产生电弧等离子体,等离子体炬通过起弧机构使阴极和阳极之间拉出电弧,并在切向旋转的气流作用下维持电弧在轴线上的稳定燃烧,同时将电离气体吹出形成等离子体射流㊂其中,等离子体电源为等离子体炬提供电能,可调节输出电流,并反馈弧电流与弧电压;气源为等离子体炬提供工作㊃562㊃㊀辐射防护第43卷㊀第3期图1㊀放射性废物等离子体处理技术工艺流程图Fig.1㊀Process flow chart of plasma treatment technology of radioactivewaste图2㊀等离子体发生器系统示意图(a )和等离子体炬弧室结构(b )Fig.2㊀Structure of plasma torch arc chamber andschematic diagram of plasmasystem图3㊀等离子体发生器系统实物图Fig.3㊀Physical image of plasma generator system气体,采用空气和氮气,可调节气量;冷源为等离子体炬提供冷却水,减缓电极烧蚀速率㊂等离子体炬的弧室结构参数如图2(b)所示,电弧在长550mm㊁直径35mm 的电极通道内燃烧,阴极材料为金属铪,阳极材料为金属铜,工作气体以旋流的方式从阴极与阳极之间的空隙进入,电离后形成等离子体射流㊂等离子体炬电气参数列于表1㊂表1㊀等离子体炬电气参数表Tab.1㊀Electrical parameters of plasma torch1.2㊀实验方法㊀㊀国内外大量的研究成果表明,自稳弧长型直流电弧等离子体炬的弧电压与弧室结构㊁气体种类㊁弧电流㊁气量和气压密切相关,经归纳总结得以下方程[22]:U =A (I 2/Gd )n1(G /d )n2(pd )n 3(1)式中,U 为弧电压,V;I 为弧电流,A;G 为气体质量流量,g /s;d 为等离子体炬电极空腔直径,m;p 为工作气压,Pa;A ㊁n 1㊁n 2㊁n 3为系数,系数A 的值与工作气体的物理性质有关[22]㊂对于弧室结构㊁工作气体类型㊁工作气压均已确定的等离子体炬,有唯一能使其稳定工作的能量特性,即弧电压与弧电流㊁气量的函数关系及范围,简化式(1)后得:U =A (I 2/G )n1(G )n 2(2)㊀㊀在工程使用中,等离子体炬的功率与比焓也是最为关注的指标㊂定义如下:㊃662㊃张子炜等:直流电弧等离子体炬的能量特性实验分析㊀P =UI ˑ10-3(3)h =P /G(4)式中,P 为功率,kW;h 为等离子体射流的比焓,MJ /kg㊂实验中气体流量的测量单位使用m 3/h,需根据理想气体方程折算成质量流量g /s㊂本文采用自主研发的等离子体炬作为实验对象,两种工作气体成分信息列于表2㊂表2㊀等离子体炬工作气体参数Tab.2㊀Working gas parameters of plasma torch㊀㊀实验步骤如下:(1)调节气源至初始气量36m 3/h 并保持不变;(2)调节等离子体电源输出电流,最大250A,启动等离子体炬;(3)观察等离子体炬能否稳定工作,记录稳定工作时该气量对应的弧电流㊁弧电压;(4)调节等离子体电源输出电流,每次递减10A,重复步骤(3);(5)调节气源气量,每次递增或递减4m 3/h,重复步骤(2)~(4),直至断弧或达到等离子体电源满功率情况㊂实验过程只记录不发生灭弧和失稳现象的数据㊂2㊀实验结果与分析2.1㊀伏安特性㊀㊀空气㊁氮气等离子体伏安特性实验结果如图4所示㊂利用Origin 采用Levenberg-Marquardt 迭代算法结合式(2)进行非线性曲面拟合,得到以下结果:空气伏安特性函数式:U air =480㊃(I 2/G )-0.08㊃G 0.30,R 2=0.91(5)㊀㊀氮气伏安特性函数式:U N 2=693㊃(I 2/G )-0.09㊃G 0.25,R 2=0.89(6)㊀㊀根据图4及上述拟合公式(5)㊁(6)分析如下:(1)弧电流恒定不变的情况下,气量越大弧电压越大,气量增大过程出现灭弧现象表明气量达到上限值,气量减小过程出现失稳现象表明气量达到下限值㊂气量恒定不变的情况下,弧电流越大弧电压越小,弧电流增大过程出现失稳现象表明弧电流达到上限值,弧电流减小过程出现灭弧现象表明弧电流达到下限值㊂分析认为,灭弧和失稳的原因均与电弧分流过程[22-23]相关㊂气量越大或弧电流越小,电弧弧柱与电极壁之间的气体温度越低,两者越难发生电击穿㊂当气体温度低于某一临界值时,电弧弧柱与电极壁不能维持电击穿从而造成灭弧㊂气量越小或弧电流越大,电弧弧柱与电极壁之间的气体温度越高,越容易出现分裂弧㊂当气体温度高于某一临界值时,电弧的分裂及汇合交替出现从而造成失稳㊂图4记录了各弧电流下气量的上限值与下限值㊁各气量下弧电流的上限值与下限值㊂(2)氮气伏安特性曲线表明,弧电流增加至接近上限值时出现了弧电压骤降现象;而空气伏安特性曲线趋于平缓;初步猜想与两种气体在失稳前是否发生了热堵塞㊁是否发生了热力学函数突变等有关,具体需进一步研究㊂(3)同弧电流与气量下,氮气作为工作气的弧电压比空气大㊂分析认为与两种气体导热系数的差异强相关[23],进而造成空气伏安特性函数式中系数A 与氮气伏安特性函数式中系数A 的差异;系数A 除了与弧室结构尺寸有关,还与气体的物理性质如焓值㊁电导率㊁黏度等参数有关[23];(4)同一等离子体炬弧室结构下,空气与氮气的伏安特性曲线总体趋势相同㊂图4㊀等离子体炬弧电流㊁气量及弧电压特性曲线图Fig.4㊀Arc current ,gas volume ,arcvoltage characteristic curve2.2㊀功率特性㊀㊀空气㊁氮气等离子体功率特性实验结果如图5所示㊂结合2.1节结论与式(3)分析如下:(1)弧电流恒定不变的情况下,气量增大导致弧电压增大,因此功率增大;(2)气量恒定不变的情况下,弧㊃762㊃㊀辐射防护第43卷㊀第3期电流增大虽然导致弧电压减小,但弧电流增大的幅度大于弧电压减小的幅度,因此功率增大;(3)由于弧电流增加至接近上限值时出现了弧电压骤降现象,氮气功率特性曲线趋于平缓,而空气功率特性曲线平稳增长;(4)同弧电流与气量下,氮气作为工作气的功率比空气大;(5)调节功率可通过单独或联合调节弧电流和气量的方法实现㊂图5㊀等离子体炬弧电流㊁气量及功率特性曲线图Fig.5㊀Arc current ,gas volume ,powercharacteristic curve2.3㊀比焓特性㊀㊀空气㊁氮气等离子体比焓特性实验结果如图6所示㊂结合2.2节结论与式(4)分析如下:(1)弧电流恒定不变的情况下,气量增大虽然导致功率增大,但气量增大的幅度大于功率增大的幅度,因此比焓减小;(2)气量恒定不变的情况下,弧电流增大导致功率增大,因此比焓增大;(3)由于弧电流增加至接近上限值时功率特性曲线趋于平缓,氮气比焓特性曲线也趋于平缓,而空气比焓特性曲线平稳增长;(4)同弧电流与气量下,氮气作为工作气的比焓比空气大;(5)增大比焓必须通过增大弧电流的方法实现㊂3㊀结论与应用前景3.1㊀结论㊀㊀(1)弧电流恒定不变的情况下,气量增大弧电压增大,功率增大,但气量增大的幅度大于功率增大的幅度,因此比焓减小㊂(2)气量恒定不变的情况下,弧电流增大弧电压减小,但弧电流增大的幅度大于弧电压减小的图6㊀等离子体炬弧电流㊁气量及比焓特性曲线图Fig.6㊀Arc current ,gas volume ,specificenthalpy characteristic curve幅度,因此功率增大,比焓增大㊂(3)根据实验数据得到等离子体炬的能量特性曲线,拟合得出空气伏安特性函数式㊁氮气伏安特性函数式,空气与氮气的伏安特性曲线总体趋势相同㊂(4)在相同弧电流与气量下,以氮气作为工作气体的弧电压㊁功率及比焓均比空气大㊂两者提供调节等离子体炬功率的依据,也为大功率等离子体炬的开发提供方向㊂(5)调节功率可通过单独或联合调节弧电流和气量的方法实现,但增大比焓必须通过增大弧电流的方法实现㊂3.2㊀应用前景㊀㊀(1)工程应用方面:实际使用等离子体炬的过程中,调节功率的目的往往是提高等离子体射流平均温度㊂提高等离子体射流的平均温度意味着提高比焓,根据比焓特性的研究结果来看,弧电流大小是比焓大小的决定性因素,因此调节弧电流是调节等离子体炬功率的最佳方法,而通过调节气量来调节等离子体炬功率往往会适得其反㊂再结合伏安特性的研究结果来看,在既定气量下弧电流具有上限值,而气量的提高可使弧电流的上限值提高,因此调节气量可视为调节等离子体炬功率的辅助方法㊂(2)研究开发方面:在研发等离子体炬的过程中,等离子体炬与等离子体电源需相互适配才能达到良好的使用性和经济性㊂因此,确定等离子体炬的伏安特性才能确定合适的等离子体电源参㊃862㊃张子炜等:直流电弧等离子体炬的能量特性实验分析㊀测弧电压,提供等离子体电源参数设计的依据㊂数㊂在大功率等离子体炬的研发上,根据伏安特性的研究结果,可在确定弧电流与气量后初步估参考文献:[1]㊀陈明周,吕永红,向文元,等.核电站低中放固体废物热等离子体处理研究进展[J].辐射防护,2012,32(1):40-47.[2]㊀Shuey M W,Ottmer P P.LLW processing and operational experience using a plasma arc centrifugal treatment(PACTTM)system[C].Tucson AZ:WM 06Conference,2006.[3]㊀Deckers J.Treatment of low-level radioactive waste by Plasma:A Proven Technology?[C].ASME201013thInternational Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management,2010.[4]㊀宋云,刘夏杰,陆杰,等.等离子体熔融技术在核电站废物处理中的应用[J].污染防治技术,2012,25(1):5-9.[5]㊀林鹏,秦余新,吕永红,等.放射性废物热等离子体处理熔融炉温度分布数值模拟及熔渣玻璃化配方初步研究[J].辐射防护,2013,33(4):206-211.[6]㊀徐文兵,吕永红,陈明周,等.热等离子体处理模拟放射性废物试验研究[J].核动力工程,2015,36(3):175-179.[7]㊀林鹏,刘夏杰,陈明周,等.热处理技术在核电厂放射性废物处理中的应用研究进展[J].环境工程,2013,31(S1):537-542.[8]㊀郑伟,王朝晖,林鹏,等.核电站低放废物集中减容处理技术探讨[J].辐射防护,2021,41(4):295-301.[9]㊀刘夏杰,谢文章,李坤锋,等.放射性废物等离子体处理系统中核素迁移的同位素示踪研究[R].中国核科学技术进展报告(第六卷),2019.[10]㊀林鹏,陆杰,刘夏杰,等.核电厂典型中低放射性废物等离子体熔融处理试验研究[J].中国材料进展,2016,35(7):504-508.[11]㊀陈明周,白冰,刘夏杰,等.核电厂放射性可燃废物等离子体玻璃固化配方初步研究[J].辐射防护,2015,35(5):262-266.[12]㊀陈明周,黄文有,吕永红,等.放射性废物玻璃固化专用等离子体炬的数值模拟与实验研究[J].核聚变与等离子体物理,2016,36(3):282-288.[13]㊀黄卫星,武劭恂,司徒达志,等.直流电弧等离子炬温度场-电场分布特性数值模拟[J].工程科学与技术,2020,52(5):236-241.[14]㊀武劭恂,司徒达志,张子炜,等.耦合电极直流等离子体物理场数值模拟研究[J].高校化学工程学报,2020,34(2):318-325.[15]㊀陈文波,陈伦江,刘川东,等.直流电弧等离子体炬的数值模拟研究[J].真空,2019,56(1):56-58.[16]㊀覃攀,冉祎,兰天石,等.热等离子体射流温度与放电功率和气体流量的定标关系[J].核聚变与等离子体物理,2008,28(1):94-96.[17]㊀何润东,曹修全,徐浩铭,等.湍流等离子体发生器工作特性实验[J].科学技术与工程,2021,21(22):9212-9216.[18]㊀程昌明,唐德礼,兰伟.基于相似理论的等离子体炬电热特性研究[J].核聚变与等离子体物理,2007,27(3):247-250.[19]㊀欧东斌,朱兴营,马汉东,等.双电弧室轴线式电弧等离子体炬热特性试验研究[J].航天器环境工程,2021,38(6):632-639.[20]㊀曹亚文,韩先伟,谭畅,等.双弧室磁控空气等离子体炬电弧特性的实验研究[J].高电压技术,2021,47(3):832-839.[21]㊀陈伦江,程昌明,刘川东,等.空心阴极等离子体炬的实验性能研究[R].中国核科学技术进展报告(第四卷),2015.[22]㊀Zhukov M F,陈明周,邱励俭,等.电弧等离子体炬[M].北京:科学出版社,2016.[23]㊀过增元,赵文华.电弧和热等离子体[M].北京:科学出版社,1986.㊃962㊃㊀辐射防护第43卷㊀第3期Experimental analysis on energy characteristics of DC arc plasma torch ZHANG Ziwei,ZHOU Dongsheng,LIU Chunyu,LU Jie,LIU Xiajie(China Nuclear Power Technology Research Institute Co.,Ltd.,Guangdong Shenzhen518031) Abstract:The energy characteristic data of self-stabilized DC arc plasma torch with air and nitrogen as working gas are obtained by experiment.The influence pattern and function relation between arc current,gas volume and arc voltage are concluded,and the variation characteristics of plasma jet power and specific enthalpy are analyzed.The results show that when the arc current is constant,the arc voltage and power increase with the increase of gas volume,while the specific enthalpy decreases with the increase of gas volume.When the gas volume is constant,the power and specific enthalpy increase with the increase of arc current,and the arc voltage decreases with the increase of arc current.By fitting the volt-ampere characteristic function,U air= 480(I2/G)-0.08G0.30for air and U N2=693(I2/G)-0.09G0.25for nitrogen,the volt-ampere characteristic curves of the two will have the same general trend.Under the same arc current and gas volume,the arc voltage,power and specific enthalpy of nitrogen as the working gas are larger than that of air.Key words:plasma torch;volt-ampere characteristics;power;specific enthalpy;energy characteristics㊃消㊀息㊃国际原子能机构安全导则简介:核设施厂址评价中的气象和水文危害㊀㊀本安全导则由国际原子能机构(IAEA)和世界气象组织联合发起,就如何遵守评定与气象和水文现象相关危害的安全要求提供了建议和指导㊂它包括国际社会处理这些外部自然灾害的实践状况,从最近的灾难性事件中吸取的经验教训,以及从关于气候可变性新发现中吸取的经验教训㊂此外,本出版物就如何确定这些自然灾害的相应设计基准提出了建议,并就保护核设施场址抵御此类灾害的措施提出了建议㊂本安全导则供监管机构㊁核设施设计者和负责设施安全以及保护人类和环境免受电离辐射有害影响的营运组织使用㊂本出版物对核设施寿期内气象和水文外部危害评定提供指导,从选址勘查阶段至详细研究场址阶段并获得设计基准,直至运行期结束㊂选址是为设施选择适宜地点的过程,包括对场址的适宜性评定和确定相关设计基准㊂选址过程分为两个阶段,第一阶段,称为 场址勘查 ,根据现有数据选择候选场址;第二阶段是实际确定首选场址,这一阶段可被视为场址评价的一部分,以确认首选场址的可接受性,并给定核设施设计所需的参数㊂考虑到场址特征㊁运行情况㊁监管要求㊁评价方法和安全标准的变化,场址评价在整个建造期内持续进行㊂在场址评价阶段需要确认场址的可接受性,并给出全部的场址特征㊂本 安全导则 涉及的气象和水文灾害是由外部事件引起的㊂外部事件与设施的运行或操作无关,但可能对设施或运行的安全产生影响㊂ 设施外部 的念义意指包括的范围超过场外区域1㊂因为除了邻近场址的区域之外,场址区域本身也可能含有对设施构成危害的特征,例如水库㊂(来源:IAEA网站)㊃072㊃。
浮法玻璃大功率电熔化工艺的应用分析赵会杰1王长军2孙飞虎3
浮法玻璃大功率电熔化工艺的应用分析赵会杰1 王长军 2 孙飞虎3发布时间：2023-07-04T04:29:37.315Z 来源：《科技新时代》2023年8期作者：赵会杰1 王长军 2 孙飞虎3[导读] 文章分析大型浮法玻璃溶窑大功率复合熔化技术的使用可行性，主要论述浮法玻璃电熔化工艺上存在的问题，论述该工艺在当前的使用。
当前浮法玻璃复合熔化技术并没有普及，仅仅有少部分在生产线使用，技术突破对行业发展十分重要。
河北视窗玻璃有限公司河北省廊坊市 065000摘要：文章分析大型浮法玻璃溶窑大功率复合熔化技术的使用可行性，主要论述浮法玻璃电熔化工艺上存在的问题，论述该工艺在当前的使用。
当前浮法玻璃复合熔化技术并没有普及，仅仅有少部分在生产线使用，技术突破对行业发展十分重要。
关键词：浮法玻璃；电熔化；技术；行业；效益近现代社会发展不断变革，国家发改委与工信部、生态环境部门联合发布《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022年版）》，对玻璃行业的节能降碳改造升级提出相关意见，指出行业发展速度快，为顺应时代发展的潮流，要进一步提升玻璃行业的生产效率，保障行业的节能效果，增强绿色低碳节能。
玻璃熔制是在高温状态下进行的，反应比较复杂，因此技术研发也存在诸多难度。
1.浮法玻璃大功率电熔化工艺发展现状1.1 生产现状在玻璃生产制造中，大功率电熔化技术就是指将电能转化成为热能融化玻璃的技术，技术的关键就是电熔能力在总熔能力的占比，如果占比超过50%，则可以称为是电主熔技术，相反如低于50%，则是助熔技术。
国外的浮法玻璃复合熔化技术已经成熟，但是国内的总熔化能力只有10%。
在浮法玻璃电熔化应用中，某集团曾经在熔化量700t/d溶窑中安装助熔系统，安装为6750KW，该系统的最大能力仅占总熔化能力只有25%，这是该领域内所记录的浮法玻璃溶窑复合熔化技术中的最大电熔功率。
现阶段玻璃纤维行业内，溶窑可采用的复合熔化技术能力达到400t/d，电熔能力方面，国外技术可占熔化能力的45%，国内技术为25%。
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中广核研究院的高温熔融玻璃体技术工程案例
中广核研究院的高温熔融玻璃体技术工程案例
一、背景介绍
中广核研究院是中国广核集团下属的综合性研究院，致力于核能与新能源领域的技术研发和工程应用。
其中，高温熔融玻璃体技术是中广核研究院的一项重要研究方向。
该技术主要用于核能领域的辐射防护和核废物处理等方面，具有广泛的应用前景。
二、技术原理
高温熔融玻璃体技术是将含有辐射性核废料的固体物质与玻璃原料进行混合，通过高温熔融的方式，将核废料固化在玻璃体中。
该技术通过熔融玻璃的高温稳定性和化学惰性，将核废料牢固地封存在玻璃体中，实现了核废物的安全处理和长期保存。
三、研究和开发过程
1. 确定熔融玻璃体配方：中广核研究院的科研团队通过大量的实验研究和数据分析，确定了适合封存核废料的熔融玻璃体的配方。
这个配方需要考虑玻璃体的化学稳定性、热膨胀系数、机械强度等多个因素。
2. 确定熔融工艺参数：研究团队通过实验和模拟计算，确定了高温熔融玻璃体的最佳工艺参数，包括熔炼温度、保温时间、搅拌速度等。
这些参数直接影响到玻璃体的质量和性能。
3. 设计熔融玻璃体工艺设备：为了实现高温熔融玻璃体的工业化生
产，中广核研究院设计了专用的熔融设备。
这些设备需要具备耐高温、耐腐蚀和稳定的性能，以确保熔融玻璃体的质量和生产效率。
4. 实施工程示范：中广核研究院在核电站和核废物处理厂等场所进行了高温熔融玻璃体技术的工程示范。
通过实际应用，验证了该技术的可行性和效果，并对工艺参数和设备进行了进一步优化。
四、工程应用案例
1. 核电站辐射防护：中广核研究院的高温熔融玻璃体技术被应用于核电站的辐射防护体系中。
通过将辐射性核废料封存在熔融玻璃体中，有效减少了辐射对人员和环境的影响，提高了核电站的安全性。
2. 核废物处理：中广核研究院的高温熔融玻璃体技术被应用于核废物的长期储存和处置中。
通过将核废物与熔融玻璃体进行混合熔融，可以将核废物固化在玻璃体中，防止核废物的泄漏和扩散，确保环境和人体的安全。
3. 核燃料后处理：中广核研究院的高温熔融玻璃体技术被应用于核燃料后处理过程中。
通过将核燃料残渣与熔融玻璃体进行混合熔融，可以将残渣中的放射性核素牢固固化在玻璃体中，减少了核废物的体积和放射性，降低了对环境的影响。
4. 核设施拆除：中广核研究院的高温熔融玻璃体技术被应用于核设施的拆除过程中。
通过将拆除产生的辐射性废料与熔融玻璃体进行混合熔融，可以将废料固化在玻璃体中，减少了辐射对工作人员的危害，提高了拆除过程的安全性和效率。
5. 辐射治疗废料处理：中广核研究院的高温熔融玻璃体技术被应用
于辐射治疗废料的处理中。
通过将辐射治疗废料与熔融玻璃体进行混合熔融，可以将废料固化在玻璃体中，减少了废料的放射性和对环境的污染，提高了废料处理的安全性和效果。
6. 高辐射场所清理：中广核研究院的高温熔融玻璃体技术被应用于高辐射场所的清理工作中。
通过将清理产生的辐射性废料与熔融玻璃体进行混合熔融，可以将废料固化在玻璃体中，减少了废料的辐射性和对人员的危害，提高了清理工作的安全性和效率。
7. 核辐射标准实验室建设：中广核研究院的高温熔融玻璃体技术被应用于核辐射标准实验室的建设中。
通过将实验室产生的辐射性废料与熔融玻璃体进行混合熔融，可以将废料固化在玻璃体中，减少了实验室的辐射污染和对人员的影响，提高了实验室的安全性和可靠性。