用于放射性废液玻璃固化处理系统的屏蔽装置的制作方法

1.本发明的实施例涉及放射性废液玻璃固化技术领域，具体涉及一种用于放射性废液玻璃固化处理系统的屏蔽装置。


背景技术：

2.当前，我国正处于核能高速发展的时期，在核工业中，势必产生大量放射性废物。其中，放射性废液尤其是高水平放射性废液，由于具有放射性比活度高、成分复杂、酸性强、腐蚀性强、并且含有一些半衰期长、生物毒性高的核素等特点，对放射性废液的处理与处置尤为重要。对放射性废液进行妥善处理，可以使放射性废液对环境造成的影响降低到最小。
3.冷坩埚玻璃固化技术是目前国际上一种用于放射性废物处理的新型玻璃固化技术。冷坩埚玻璃固化技术是利用高频电源产生高频电流，再通过感应线圈转换成电磁流透入待处理物料内部形成涡流产生热量，将待处理物料熔制成玻璃。坩埚的炉体内壁通有冷却水，坩埚内的熔融物在坩埚内壁上凝固而形成一冷壁，因此，称之为冷坩埚。由于高温熔融物与冷坩埚壁不直接接触，使得坩埚壁不受腐蚀。冷坩埚不需耐火材料，不用电极加热，由于熔融物包容在冷壁之内，大幅减少了对坩埚的腐蚀和污染，并且冷坩埚使用寿命长、退役简单，冷坩埚玻璃固化技术熔制温度高、可处理废物类型较广、固化速度快，因此，采用冷坩埚玻璃固化技术处理放射性废物具有独特的优势。
4.在采用冷坩埚对放射性废液进行玻璃固化处理时，冷坩埚外设置的感应器在冷坩埚内形成电磁场，以对冷坩埚内的物料进行熔制，以实现物料的玻璃固化。其中，感应器的动力来源为高频电源，高频电源为感应器提供电流以使感应器在冷坩埚内部形成高频电磁场，从而对冷坩埚内的玻璃和放射性废液等物料进行熔制。另外，在放射性废液的玻璃固化系统中，还可能存在其他高频或中频电源，为高频感应器或中频感应器提供电流。例如，冷坩埚下方的卸料装置外也可以设置感应器，该感应器通过中频电源提供的电流，在卸料装置内形成电磁场，为卸料装置内的物料加热。当高频感应器或中频感应器工作时，会在其周围的空间产生强烈的空间电磁场。当高频电源和中频电源同时工作时，两者产生的电磁场会相互叠加。


技术实现要素：

5.本发明的实施例一个方面提供了一种屏蔽装置，应用于采用冷坩埚对放射性废液进行玻璃固化处理的系统中，所述屏蔽装置用于消除电磁辐射干扰，所述屏蔽装置设置于所述系统中产生电磁场的感应器和/或受所述电磁场干扰的用电设备的至少一侧，其包括：第一电磁吸收层；至少一个第一导电层和至少一个第二导电层，依次固定设置于所述第一电磁吸收层的一侧；其中，当所述第一导电层和/或所述第二导电层为多个时，多个所述第一导电层之间和/或多个所述第二导电层之间为间隔设置。
6.在一些实施方式中，所述屏蔽装置还包括：第二电磁吸收层，固定连接于所述第一导电层或者所述第二导电层，并且所述至少一个第一导电层和至少一个第二导电层连接于
所述第一电磁吸收层和所述第二电磁吸收层之间。
7.在一些实施方式中，在第一电磁吸收层和第二电磁吸收层之间，至少一个所述第一导电层和至少一个第二导电层对称设置。
8.在一些实施方式中，所述第一电磁吸收层和/或所述第二电磁吸收层至少远离所述第一导电层和所述第二导电层的一侧具有氧化保护膜。
9.在一些实施方式中，各层之间采用粘接剂固定连接。
10.在一些实施方式中，所述第一电磁吸收层和所述第二电磁吸收层由软磁合金制成；所述第一导电层由第一金属材料制成；所述第二导电层由第二金属材料制成。
11.在一些实施方式中，所述第一电磁吸收层和所述第二电磁吸收层包括铁镍软磁合金板。
12.在一些实施方式中，所述第一金属材料包括：电工纯铁、电解铁或者羰基铁；所述第二金属材料包括：纯铜。
13.在一些实施方式中，所述第二导电层包括：铜网、铜板或者铜箔。
14.在一些实施方式中，根据各层的材料的性质、所述电磁场的性质、与所述感应器的距离中的至少一者，确定各层的厚度和/或所述第一导电层和第二导电层的数量。
15.在一些实施方式中，所述材料的性质至少包括：所述材料的电导率和磁导率。
16.本发明的实施例另一个方面提供了一种对放射性废液进行玻璃固化处理的系统，包括：冷坩埚，至少一个感应器，其中一个所述感应器绕设于所述冷坩埚的主体外；至少一个如上述实施方式中任一项所述的屏蔽装置，所述屏蔽装置至少设置于所述感应器的一侧。
17.在一些实施方式中，所述屏蔽装置罩设于所述感应器外。
18.在一些实施方式中，所述屏蔽装置还设置于所述系统中用电设备的至少一侧。
19.在一些实施方式中，所述用电设备包括：电源，所述电源与所述感应器电连接，用于为所述感应器提供电流。
附图说明
20.通过下文中参照附图对本发明实施例所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
21.图1是根据本发明一个实施例的屏蔽装置设置于感应器一侧时的结构示意图；
22.图2是根据本发明一个实施例的屏蔽装置罩设于感应器外时的结构示意图；
23.图3是根据本发明实施例一的屏蔽装置的结构示意图；
24.图4是根据本发明实施例二的屏蔽装置的结构示意图；
25.图5是根据本发明实施例三的屏蔽装置的结构示意图；
26.图6是根据本发明实施例四的屏蔽装置的结构示意图；
27.图7是根据本发明一个实施例的对放射性废液进行玻璃固化处理的系统的结构示意图。
28.需要说明的是，附图并不一定按比例来绘制，而是仅以不影响读者理解的示意性方式示出。
29.附图标记说明：
30.100、屏蔽装置；11、第一电磁吸收层；12、第二电磁吸收层；20、第一导电层；30、第三导电层；
31.200、冷坩埚主体；300、感应器；310、第一感应器；320、第二感应器；410、第一电源；420、第二电源；500、卸料装置；600、其他用电设备。
具体实施方式
32.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一个实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
33.需要说明的是，除非另外定义，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。若全文中涉及“第一”、“第二”等描述，则该“第一”、“第二”等描述仅用于区别类似的对象，而不能理解为指示或暗示其相对重要性、先后次序或者隐含指明所指示的技术特征的数量，应该理解为“第一”、“第二”等描述的数据在适当情况下可以互换。若全文中出现“和/或”，其含义为包括三个并列方案，以“a和/或b”为例，包括a方案，或b方案，或a和b同时满足的方案。此外，为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“上方”、“下方”、“顶部”、“底部”等，仅用来描述如图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系，应当理解为也包含除了图中所示的方位之外的在使用或操作中的不同方位。
34.本发明的实施例一个方面提供了一种屏蔽装置，所述屏蔽装置可以应用于采用冷坩埚对放射性废液进行玻璃固化处理的系统中，所述屏蔽装置设置于所述系统中产生电磁场的感应器300和/或受所述电磁场干扰的用电设备的至少一侧，用于消除电磁辐射的干扰。
35.在对放射性废液进行玻璃固化处理的系统中包括冷坩埚200，冷坩埚200的主体外设置有感应器300，感应器300与电源连接，电源可以为感应器300提供电流，以使感应器300在冷坩埚内形成电磁场，冷坩埚内的玻璃和放射性废液煅烧物可以在电磁场的感应加热下熔融，实现对放射性废液的玻璃固化。其中，感应器300所产生的电磁场不仅覆盖于冷坩埚200内，还覆盖于感应器300的周围空间中。
36.如图1所示，所述屏蔽装置100可以设置于所述感应器300的至少一侧，以屏蔽所述感应器300产生的电磁场，消除电磁场对位于所述感应器300该侧边的用电设备的干扰。
37.在一些实施例中，所述屏蔽装置包括屏蔽板，所述屏蔽板设置于所述感应器300的前方、后方、左侧、右侧、上方以及下方中的至少一侧，可以将感应器300产生的电磁场屏蔽在所述屏蔽板靠近感应器300的一侧，以消除电磁场对位于感应器300的前方、后方、左方、右方、上方或者下方的用电设备的干扰。例如，屏蔽装置100可以设置于所述感应器300的右侧，以消除其产生的电磁场对位于感应器300右侧的用电设备的干扰。
38.可选的，所述屏蔽板还可以设置于所述系统中受电磁场干扰的用电设备的至少一侧，用于将电磁场屏蔽在所述屏蔽远离所述用电设备的一侧，以消除感应器300产生的电磁场以及空间中的其他电磁场对用电设备的干扰。
39.如图2所示，所述屏蔽装置100还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩可以罩设于感应器300
外，用于将感应器300所产生的电磁场屏蔽在所述屏蔽罩内，以消除感应器300产生的电磁场对其周围空间内的用电设备的干扰，提高用电设备的运行效率和稳定性。
40.可选的，所述屏蔽罩还可以罩设于所述系统中受电磁场干扰的用电设备外，用于将感应器300产生的电磁场以及空间中的其他电磁场屏蔽在所述屏蔽罩之外，以消除电磁场对用电设备的干扰，提高用电设备的运行效率和稳定性。其中，所述用电设备可以包括：电源、测温装置、进料装置等各种用电设备。
41.在一些实施例中，所述屏蔽装置100包括第一电磁吸收层11和至少一个第一导电层20以及至少一个第二导电层30。其中，至少一个第一导电层20和至少一个第二导电层30依次固定设置于所述第一电磁吸收层11的一侧。当所述第一导电层20和/或所述第二导电层30为多个时，多个所述第一导电层20之间和/或多个所述第二导电层30之间为间隔设置。
42.本实施例中的屏蔽装置100包括多个依次固定连接的屏蔽层，其中，第一电磁吸收层11具有良好的磁性能，能够吸收电磁能量，利用对电磁场的磁滞损耗，阻隔部分电磁场的辐射传播。由于第一导电层20和第二导电层30具有较高的电导率，电磁场在第一导电层和第二导电层中的涡流损耗较大，可以不断地将电磁场能量转化为热量，从而阻隔部分电磁场的辐射传播。本实施例中的屏蔽装置100通过多层屏蔽层对电磁场的能量进行吸收和转化，利用多层屏蔽层对电磁场的磁滞损耗和涡流损耗，阻隔了电磁场的辐射和传播，将屏蔽装置100设置于感应器或者用电设备的至少一侧，可以有效地消除感应器产生的电磁场对用电设备的干扰或者空间中的其他电磁场对用电设备的干扰，提高用电设备的运行效率和稳定性。
43.图3示出了根据本发明实施例一的屏蔽装置的结构示意图。如图3所示，屏蔽装置100包括第一电磁吸收层11以及依次固定连接于第一电磁场吸收层11一侧的第一导电层20和第二导电层30。采用本实施例中的屏蔽装置100，将屏蔽装置100的第一电磁吸收层11朝向电磁场设置，使电磁场的能量首先被第一电磁吸收层11吸收，再利用第一导电层20和第二导电层30的涡流效应将剩余电磁场的能量转化为热量，从而阻隔电磁场的传播，消除电磁场的干扰。
44.图4示出了根据本发明实施例二的屏蔽装置的结构示意图。如图4所示，本实施例中的屏蔽装置100包括第一电磁吸收层11以及依次固定连接于第一电磁吸收层11一侧的多个第一导电层20和第二导电层30。采用本实施例中的屏蔽装置100，通过第一电磁吸收层11对电磁能量的吸收，以及多个第一导电层20和第二导电层30依次对电磁场的涡流损耗，不断将电磁场能量转化为热量，有效阻隔了电磁场的辐射传播，保证了电磁场干扰的消除。
45.此外，本实施例中的其他设置和工作原理与实施例一的相同，此处，不再赘述。
46.在一些实施例中，屏蔽装置100还可以包括第二电磁吸收层12。第二电磁吸收层12固定连接于所述第一导电层20或第二导电层30的一侧，并且，所述至少一个第一导电层20和至少一个第二导电层30连接于所述第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12之间。在本实施例中，将第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12设置于屏蔽装置100的最外层，第一导电层20和第二导电层30依次连接于两者之间。采用本实施例中的屏蔽装置100，使电磁场依次经过第一电磁吸收层11的磁滞损耗、第一导电层20和第二导电层30的涡流损耗以及第二电磁吸收层12的磁滞损耗，将电磁场的能量吸收和转化，有效阻隔电磁场的辐射传播，保证了电磁场干扰消除的效果。
47.图5示出了根据本发明实施例三的屏蔽装置的结构示意图。如图5所示，本实施例中的屏蔽装置100包括第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12，多个第一导电层20和多个第二导电层30固定连接于第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12之间，并且多个第一导电层20之间以及多个第二导电层30之间间隔设置。
48.此外，本实施例中的屏蔽装置的工作原理和实施例一中的相同，此处，不再赘述。
49.图6示出了本发明实施例四的屏蔽装置的结构示意图。如图6所示，在第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12之间，至少一个第一导电层20和至少一个第二导电层30对称设置。当第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12相同时，本实施例的屏蔽装置100沿其轴线对称设置，采用本实施例中的屏蔽装置100，无需分辨屏蔽装置的正反两面，即可将屏蔽装置100设置于感应器300或用电设备的外侧，使用方便。
50.此外，本实施例中的其他设置和工作原理与实施例一的相同，此处，不再赘述。
51.在一些实施例中，第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12上还设置有氧化保护膜。如图6所示，第一电磁吸收层11至少远离所述第一导电层20和第二导电层30的一侧，和/或，第二电磁吸收层12至少远离所述第一导电层20和第二导电层30的一侧，具有氧化保护膜(图中未示出)，即，在屏蔽装置的最外层设置氧化保护膜。经氧化保护的屏蔽装置具有良好的环境适应性，避免被腐蚀损坏，起到了保护的作用。
52.在一些实施例中，各层之间采用粘接剂固定连接。具体地，在第一电磁吸收层11和第一导电层20之间、第一导电层20和第二导电层30之间以及第一导电层20或者第二导电层30与第二电磁吸收层12之间，采用粘接剂固定连接。可选的，所述粘接剂为绝缘粘接剂，以防止各层之间相互导电，影响电磁屏蔽的效果。可选的，所述粘接剂为耐高温的粘接剂，以避免第一导电层20和第二导电层30产生的热量影响粘接剂的粘接固定。
53.在一些实施例中，第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12由软磁合金制成。软磁合金具有较高的磁导率，对高频电磁场和低频电磁场均具有较好的屏蔽效果。所述第一导电层20由第一金属材料制成，第二导电层30由第二金属材料制成。金属材料具有较高的电导率，可以利用涡流损耗来阻隔电磁场的辐射传播。
54.具体地，所述第一电磁吸收层11和第二电磁吸收层12包括铁镍软磁合金板。铁镍软磁合金具有较高的塑性，可以加工成任意形状和厚度，例如超薄片状。此外，在铁镍软磁合金中，可以通过加入适量的合金元素制成高导磁的软磁合金，其高导磁的性质有利于对电磁能量的吸收。
55.具体地，所述第一金属材料可以包括电工纯铁、电解铁或者羰基铁等，所述第一金属材料价格低廉、加工性能较好，磁性能较稳定，可以有效屏蔽低频电磁场。所述第二金属材料可以包括纯铜，纯铜具有较高的电导率，利用涡流效应可以有效屏蔽电磁场，同时，纯铜具有良好的导热性，屏蔽装置100不断地将电磁能量转化为焦耳热，纯铜可以将热量及时导出，防止屏蔽装置100的温度过高，有利于屏蔽装置100的散热。纯铜塑性极好，易于加工，可加工成任意形状，在一些实施例中，第二导电层30可以包括铜网、铜板或者铜箔等，第二导电层30在高频电磁场中会产生涡流，进而消耗第二导电层30中的电磁场能量。
56.在一些实施例中，可以根据各层的材料的性质、所述电磁场的性质、以及与所述感应器的距离中的至少一者，来确定各层的厚度和/或所述第一导电层20和第二导电层30的数量。本实施例中的屏蔽装置利用在电磁场中的磁滞损耗和涡流损耗，来消耗电磁能量，以
阻隔电磁场的辐射传播。其中，磁滞损耗和屏蔽装置各层所使用的材料的性质以及电磁场的性质有关，而涡流损耗也和材料的性质和电磁场的性质有关。其中，材料的性质至少包括：材料的电导率、磁导率以及材料的厚度，电磁场的性质至少包括：电磁场的频率、磁感应强度等，而磁感应强度与距离产生电磁场的感应器300的距离有关。本实施例根据各层的材料的性质、电磁场的性质以及与感应器300的距离，来确定各层的厚度以及第一导电层20和第二导电层30的数量，使屏蔽装置100可以有效的屏蔽感应器所产生的电磁场，以消除所述电磁场对用电设备的干扰。
57.本发明的实施例另一个方面还提供了一种对放射性废液进行玻璃固化处理的系统。所述系统包括冷坩埚200、至少一个感应器以及至少一个屏蔽装置100。其中，一个感应器绕设于冷坩埚200的主体外，用于在冷坩埚内部形成电磁场以对冷坩埚200内的玻璃和放射性废液煅烧物进行感应加热和熔融。屏蔽装置包括上述实施例中所述的屏蔽装置100，所述屏蔽装置100至少设置于所述感应器的一侧，用于屏蔽所述感应器在其周围形成的电磁场，以消除所述电磁场对系统中的用电设备的干扰。
58.图7示出了根据本发明一个实施例的所述系统的示意图。如图7所示，所述系统包括冷坩埚200，第一感应器310绕设于所述冷坩埚200主体外，冷坩埚200下设置有卸料装置500，第二感应器320绕设于所述卸料装置500外。其中，第一感应器310与第一电源410电连接，第二感应器320与第二电源420电连接，第一电源410和第二电源420分别为第一感应器310和第二感应器320提供电流，从而为冷坩埚内的物料的加热熔融和卸料装置的运行提供能量来源。具体地，所述第一电源410包括高频电源，所述第二电源420包括中频电源，所述第一感应器310和所述第二感应器320工作时可以在其周围的空间内产生电磁场，当两者同时工作时，产生的电磁场会相互叠加，极大地影响其周围的用电设备的运行。
59.在本实施例中，第一感应器310和/或第二感应器320的至少一侧设置有屏蔽装置100，以消除其产生的电磁场对其一侧的移动设备的干扰。如图7所示，在第一感应器310和第二感应器320的左侧设置有屏蔽装置100，以消除电磁场对其左侧的电源410或其他设备的干扰。在一些实施例中，屏蔽装置100还可以罩设在感应器外，以将其产生的电磁场屏蔽在屏蔽装置100所围成的空间内，消除电磁场对感应器周围的用电设备干扰。
60.在一些实施例中，屏蔽装置100还可以设置在所述冷坩埚200和所述卸料装置500之间(图中未示出)，以防止冷坩埚外的第一感应器310和卸料装置外的第二感应器320产生的电磁场之间的相互干扰。
61.在本实施例中，屏蔽装置100还可以设置于所述系统中用电设备的至少一侧。所述用电设备可以是电源，所述电源与所述感应器连接，用于为感应器提供电流。如图7所示，在电源420外罩设有屏蔽装置100，可以将电磁场屏蔽在屏蔽装置100外，以消除电磁场对电源420的影响。需要说明的是，在所述系统中的其他用电设备600外，也可以设置屏蔽装置100，以消除电磁场对其他用电设备600的干扰。
62.需要说明的是，本实施例中的屏蔽装置100并不限于屏蔽板和屏蔽罩，在其他实施方式中，屏蔽装置100还可以是中空的圆筒形、半球形等。本实施例对屏蔽装置的形状不进行限制，屏蔽装置100包括由第一电磁吸收层、第一导电层、第二导电层和第二电磁吸收层制成的任何形状的屏蔽装置。
63.本实施例的屏蔽装置包括由不同材料制成的多个屏蔽层，可以有效地屏蔽电磁场
对用电设备的干扰，提高用电设备的运行效率和稳定性。
64.此外，本发明实施例提供的对放射性废液进行玻璃固化材料的系统，通过设置上述任一技术方案中所述的屏蔽装置，从而具有以上全部有益效果，在此不再赘述。
65.对于本发明的实施例，还需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。
66.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。