[发明专利]一种将固态六氟化铀转化为气态六氟化铀的装置

说明书

本发明提供一种将固态六氟化铀转化为气态六氟化铀的装置，其中，收供料容器包括中空的容器本体和设置于其内的六氟化铀罐，六氟化铀罐分别与收料通道和供料通道连接；冷却装置用于将六氟化铀罐内部温度降至第一预设温度，然后控制装置用于使收料通道导通以接收固态六氟化铀来料；加热装置用于将六氟化铀罐内部温度升至第二预设温度以使六氟化铀罐内部的固态六氟化铀气化，然后控制装置用于使供料通道导通以向外提供气态六氟化铀。本发明通过冷却装置、加热装置、六氟化铀罐和控制装置相配合，完成了从1L六氟化铀容器冷却状态下收料到对外提供气态六氟化铀，实现了将复杂冗长的工艺线缩短在一个设备内完成的操作，可操作性好。

技术领域

本发明涉及核燃料技术领域，具体涉及一种将固态六氟化铀转化为气态六氟化铀的装置。

背景技术

核燃料元件是装载在反应堆内进行自持核裂变而产生中子并释出热能的反应堆核心部件。随着反应堆技术的不断发展，核燃料元件的制造技术也在不断地发展和创新，特别是核燃料元件材料和结构的不断推陈出新，对核燃料元件的制造技术提出了更新、更高的要求。有了富集U-235的核燃料，还要做成适于反应堆使用的核燃料元件，其中涉及许多制作工艺，对制成的核燃料元件要求非常高、难度非常大。

制造核燃料元件的原料六氟化铀(UF₆)采用国际标准容器来盛装。六氟化铀常温常压下为无色或淡黄色晶体。

利用六氟化铀制备二氧化铀粉末的工艺分为湿法工艺和干法工艺。其中，湿法工艺具体为：首先在密闭气化罐内加热容器使其内的固态六氟化铀气化，然后通过严格密封的管道将六氟化铀气体输入水解槽内与去离子水发生反应，生成氟化铀酰，再使氟化铀铣溶液进入沉淀槽与氢氧化铵反应生成铀酸铵沉淀物(俗称ADU)，然后将经离心脱水的ADU浆送入流化干燥塔被热风干燥，再将干ADU粉末送入还原转炉被氢气还原成二氧化铀；干法工艺具体为：首先在密闭气化罐内加热容器使其内的固态六氟化铀气化，然后将六氟化铀气体输入专用干法转换炉，炉内通水蒸汽和氢气，直接制得二氧化铀粉末。这两种工艺均用于核电燃料元件厂生产，干法工艺优点明显、流程短、基本无废水产生、氢氟酸可回收利用。

然而，发明人发现，在核燃料循环过程中，固态六氟化铀来料盛装在1L容器中，如果直接将其气化供料的话，算上加热、赶残料和冷却时间，所需使用的气化罐数量为30台左右，数量庞大，可操作性差。

发明内容

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本发明。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种将固态六氟化铀转化为气态六氟化铀的装置，其包括：冷却装置、加热装置、收供料容器和控制装置，所述收供料容器包括中空的容器本体和设置在所述容器本体内部的六氟化铀罐，所述六氟化铀罐分别与端部伸出至所述容器本体外部的收料通道和供料通道连接；所述冷却装置用于将所述六氟化铀罐内部温度降至第一预设温度，然后所述控制装置用于使所述收料通道导通以接收固态六氟化铀来料；所述加热装置用于将所述六氟化铀罐内部温度升至第二预设温度以使所述六氟化铀罐内部的固态六氟化铀气化，然后所述控制装置用于使所述供料通道导通以向外提供气态六氟化铀。

可选地，所述冷却装置包括：冷却机组和储液容器，所述储液容器中容纳有待冷却液；所述冷却机组通过管道与缠绕于所述六氟化铀罐外部的软管的一端连接，所述储液容器通过管道分别与所述冷却机组和所述软管的另一端连接。

可选地，所述收料通道上设置有第一控制阀，所述供料通道上设置有第二控制阀；所述控制装置具体用于在所述六氟化铀罐内部温度降至第一预设温度后，打开所述第一控制阀，直至收料完毕后关闭所述第一控制阀，以及在所述六氟化铀罐内部温度升至第二预设温度后打开所述第二控制阀，直至供料完毕后关闭所述第二控制阀。

可选地，所述六氟化铀罐上设置有多个测温元件，所述测温元件与所述控制装置电连接，用于将其测量的温度实时输出至所述控制装置。