[实用新型]一种处理乏燃料元件的溶解装置

说明书

技术领域

本实用新型属于核燃料后处理技术，具体涉及一种处理乏燃料元件的溶解装置。

背景技术

核燃料后处理厂采用水法PUREX流程回收乏燃料中的铀钚以及其他有用的核素，水法流程需要首先将乏燃料溶解到水相中，再对铀钚组分进行萃取分离操作，因此，溶解是乏燃料后处理过程中关键的处理步骤之一。

我国核燃料后处理使用的溶解器是批式溶解器，设备结构类似于比利时的欧洲核燃料后处理化学公司和德国的Wackersdorf后处理厂曾经采用的溶解器(O.Meichsner and K.Blinn,Kerntechnik 54(1989)NO.4)，主要由溶解管、循环槽和进料溜槽等组成。其主要功能是完成去壳和溶解铀芯：可加入剪切后的乏燃料元件和溶解用的试剂；能排出溶解液和废气，取出包壳和不溶性残渣；能保持燃料和溶解试剂之间良好的接触；能很好的控制溶解速度；确保临界安全。溶解器的操作过程是先将硝酸送入溶解器，蒸汽预热，当溶解器负压和料液温度达到规定值，溶解器上方的剪切机开始剪切乏燃料，从溶解器溜槽进入溶解管，边剪切边溶解。靠溶解器夹套通蒸汽或水调节液体温度来控制溶解速度。溶解终点由溶解液密度或溶解排气中Kr-85的浓度来确定。溶解排气汇合剪切部分排风进入分凝器，最终进入溶解排气净化系统，每批溶解大约六小时，溶解液冷却后送到接收槽。

现有的溶解器只靠自身的几何尺寸控制临界安全，在使用过程中存在以下方面的缺点：(1)处理量小，每天处理量不到300kgU；(2)对乏燃料的铀-235初始富集度和燃耗有严格要求，临界安全要求高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有乏燃料溶解器所存在的不足，提供一种新型的溶解装置，满足提高乏燃料处理量的要求，同时设置中子吸收装置，提高设备的临界安全系数。

本实用新型的技术方案如下：一种处理乏燃料元件的溶解装置，包括溶解管、循环槽和溜槽，溶解管与循环槽之间通过循环管相连接，用于加入乏燃料的溜槽与溶解管的侧壁连接，其中，在所述循环槽侧壁上设有用于通入蒸汽或冷却剂的蛇形管，在所述溶解管的管壁外侧设有用于通入蒸汽或冷却剂的夹套。

进一步，如上所述的处理乏燃料元件的溶解装置，其中，在所述的溶解管内设有中子吸收装置。

进一步，如上所述的处理乏燃料元件的溶解装置，其中，所述的溶解管为竖直管状容器，底部设有椭圆形封头。

进一步，如上所述的处理乏燃料元件的溶解装置，其中，所述的循环槽为弧状扁形容器，循环槽的上封头设有进液管和排气管。

进一步，如上所述的处理乏燃料元件的溶解装置，其中，所述的夹套在溶解管外侧呈多段设置，每段单独设有蒸汽入口和冷凝液出口；所述的冷凝液出口能够作为冷却剂入口，所述的蒸汽入口能够作为冷却剂出口。

本实用新型的有益效果如下：

(1)工艺运行可靠，乏燃料处理量可以达到900kg/d；

(2)蒸汽夹套的设置方式避免了酸性废液与热交换管焊缝的接触，降低了焊缝材料腐蚀的概率；

(3)溶解管内部设置了中子吸收装置，可有效保证溶解装置的临界安全。

附图说明

图1为本实用新型一种处理乏燃料组件的溶解装置外形结构示意图；

图2为本实用新型一种处理乏燃料组件的溶解装置结构局部纵剖示意图；

图3为本实用新型一种处理乏燃料组件的溶解装置装置俯视图。

图中，1.循环槽；2.溶解管；3.溜槽；4.蛇形管；5.夹套；6.中子吸收装置；P1.排气管；P2.冷凝液回流管；P3.进液管；P4.备用管；P5.备用管；P6.循环槽上循环管；P7.循环槽中循环管；P8.循环槽下循环管；P9.溶解管回流管；P10～P15.压空管；P16～P19.加热/冷却蛇形管接口管；P20～P25.加热/冷却夹套接口管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。

如图1-图3所示，本实用新型所提供的处理乏燃料元件的溶解装置，包括溶解管2、循环槽1和溜槽3，溶解管2与循环槽1之间通过循环管(循环槽上循环管P6、循环槽中循环管P7、循环槽下循环管P8)相连接，用于加入乏燃料的溜槽3与溶解管2的侧壁连接。循环槽为弧状扁形容器，循环槽1的上封头设进液管P3和排气管P1，以实现料液的注入与废气的排出。循环槽与溶解管之间设有上、中、下三个循环管P6、P7、P8，同时在底部设有回流管P9。