国家标准计划《电热和电磁处理装置基本技术条件 第418部分:玻璃固化陶瓷电熔炉》由 TC121(全国工业电热设备标准化技术委员会)归口 ,主管部门为中国电器工业协会。
主要起草单位 中国核电工程有限公司 、西安慧金科技有限公司 、西安电炉研究所有限公司等 。
| 25 机械制造 |
| 25.180 工业炉 |
| 25.180.10 电炉 |
| 编号 | 语种 | 翻译承担单位 | 国内外需求情况 |
|---|---|---|---|
| 1 | EN | 西安电炉研究所有限公司 | 中国在冷坩埚设备规模(φ650mm)和产能(5.7吨/小时)上已超越德国、韩国同类装置;玻璃配方设计突破钼元素包容难题,解决析晶、黄相等国际共性技术瓶颈。法国、美国在工业化应用经验(如法国累计处理2074.5m3高放废液)和国际标准制定方面仍具主导地位;国内需进一步优化工艺稳定性并提升国际话语权。 我国高放废液玻璃固化技术已从“技术跟随”转向“自主创新”,冷坩埚工程样机性能达到国际领先水平,但在规模化应用经验与标准体系构建上仍需追赶。国际层面,法国、美国持续推动第四代冷坩埚技术升级,而中国通过产学研协同创新,有望在全球核废料治理领域占据更重要地位。 |
随着我国核能产业的快速发展,核电站建设规模不断扩大,核废料处理问题日益凸显。
高放废液(高放射性废液)作为核燃料循环后处理过程中产生的危险废物,其安全处置是核能可持续发展的核心挑战之一。
目前,国际上普遍采用玻璃固化技术处理高放废液,即通过高温熔融将放射性核素固化在稳定的玻璃基体中,形成长期稳定的固化体。
然而,我国在该领域起步较晚,尽管已建成玻璃固化示范工程,但关键设备性能、工艺稳定性与发达国家相比仍存在差距。
以处理能力为例,2020年我国高放废液玻璃固化年处理量仅为法国的1/3,且核心设备依赖进口,长期面临技术“卡脖子”风险。
制定国家标准既是突破技术封锁的迫切需求,也是实现核废料自主化处理的关键举措。
突破技术封锁,实现国产化替代。
玻璃固化陶瓷电熔炉涉及高温熔融、远程操控、辐射防护等尖端技术,此前我国在关键设备(如冷坩埚熔炉)的设计参数、材料耐腐蚀性等方面缺乏统一规范,导致设备运行寿命仅为国际先进水平的60%-70%。
通过制定国家标准,可明确材料性能、工艺参数、安全冗余等核心技术指标,推动国产设备性能对标国际领先水平。
例如,在熔炉耐火材料领域,标准可规定氧化锆基陶瓷的最低耐温阈值(≥1600℃)和抗辐射指标,为材料研发提供明确方向。
构建技术体系,推动产业链升级。
玻璃固化陶瓷电熔炉涉及超高温熔制、核级密封材料、智能控制系统等20余个细分领域。
当前国内配套产业存在标准碎片化问题,如核级耐腐蚀阀门的行业标准与熔炉主体设备的设计要求存在兼容性冲突。
通过制定顶层国家标准,可打通上下游技术接口,带动特种陶瓷、辐射监测仪表等配套产业协同发展。
据测算,标准实施后可使国产化设备采购成本降低40%,工程总造价减少25%。
我国在运核电机组每年产生约800立方米高放废液,若采用传统水泥固化法,其核素浸出率是玻璃固化体的100倍以上。
国家标准通过规定玻璃基体的化学稳定性(如PbO-SiO2体系需满足ASTM C1220标准中<0.1g/m2·d的浸出率),可确保固化体在万年尺度内的安全性,避免类似美国汉福德核废料泄漏事件的发生。
该标准将推动形成覆盖设备制造、工艺开发、工程服务的千亿级产业链,以冷坩埚熔炉为例,其国产化可带动超纯氧化锆(纯度≥99.99%)年需求量增长至2000吨,催化国内特种陶瓷产业技术升级。
同时,通过输出符合国际标准(如ISO 21014)的成套设备,可抢占“一带一路”沿线国家核废料处理市场。
全球现有玻璃固化技术标准由法国阿海珐、美国Holtec等企业主导,我国在IAEA技术委员会中的提案采纳率不足15%。
制定具有自主知识产权的国家标准,可为参与ISO 2919《放射性废物固化体性能要求》等国际标准修订提供支撑,助力实现从“技术跟随”到“规则制定”的跨越。
玻璃固化陶瓷电熔炉国家标准的制定,不仅是解决核能发展“后顾之忧”的技术工程,更是构建核工业自主创新体系、保障国家能源安全、践行生态文明建设的战略举措。
通过标准引领,我国有望在2030年前建成全球最大的高放废液玻璃固化产业基地,为实现核能强国目标奠定坚实基础。
1、范围:本文件规定了玻璃固化陶瓷电熔炉的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存以及订购与供货。适用于玻璃固化陶瓷电熔炉的设计、制造、使用及维护。 2、主要技术内容:本文件包含的主要技术内容有玻璃固化陶瓷电熔炉的产品分类、主要参数、设计要求、制造要求、安全要求、节能环保要求、性能要求、试验方法、检验规则等主要技术指标。