[发明专利]一种乏燃料后处理工艺的固液分离系统

说明书

本发明属于乏燃料后处理工艺，具体涉及一种乏燃料后处理工艺的固液分离系统，用于分离四价铀料液中混有的不溶性固体杂质，包括离心设备以及分别与离心设备相连的进料管、出料管和排杂管；离心设备为中空结构；进料管连接于离心设备侧壁上部，出料管伸入离心设备内部，排杂管连接于离心设备底部；进料管、出料管和排杂管上分别设置有控制阀门；四价铀料液由进料管进入离心设备进行固液离心分离，分离后的料液由出料管排出，固体杂质由排杂管排出。与现有技术相比，本发明可以将四价铀料液中的不溶性固体杂质小颗粒充分分离，保护了管路中使用的高精度计量泵以及其他设备。

技术领域

本发明属于乏燃料后处理工艺，具体涉及一种乏燃料后处理工艺的固液分离系统。

背景技术

在以普雷克斯流程为核心的乏燃料后处理工艺中，铀、钚的分离需要将钚由四价还原至三价，而后利用六价铀与三价钚在TBP中的分配系数差异实现铀钚分离。目前使用的还原剂为四价铀，另包含肼作为支持还原剂，这样既不引入杂质，又能实现对钚的还原。目前四价铀主要通过电解槽电解还原六价铀制得，调料(调整酸度)后通过二极管泵将四价铀料液输送至缓冲罐，由于所需的四价铀料液流量较小，需通过高精度计量泵将其从缓冲罐送至铀钚分离单元。

由于四价铀料液内会含有不溶性固体杂质小颗粒，在系统长期运行中，这些固体小颗粒逐渐积累在四价铀料液通往铀钚分离单元的管路上，造成相关的管线被堵塞，进而使得四价铀料液出料不畅，流量不稳，因而导致铀钚分离效果变差；进一步地，在堵塞严重时，极有可能会导致高精度的计量泵损坏，四价铀料液完全不出，最终导致系统停车，严重影响生产进度，并可能会引发安全事故。同时，高精度计量泵的频繁损坏，也大大增加了运行和维护成本。

如何快速、便捷地分离出四价铀料液中的不溶性固体杂质小颗粒，以保护管路中的高精度计量泵以及其他设备，已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种乏燃料后处理工艺的固液分离系统，可以将四价铀料液中的不溶性固体杂质小颗粒充分分离，保护了管路中使用的高精度计量泵以及其他设备。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种乏燃料后处理工艺的固液分离系统，用于分离四价铀料液中混有的不溶性固体杂质，包括离心设备以及分别与离心设备相连的进料管、出料管和排杂管；

所述的离心设备为中空结构；

所述的进料管连接于离心设备侧壁上部，所述的出料管伸入离心设备内部，所述的排杂管连接于离心设备底部；所述的进料管、出料管和排杂管上分别设置有控制阀门；

所述的四价铀料液由进料管进入离心设备进行固液离心分离，分离后的料液由出料管排出，固体杂质由排杂管排出。

进料管的进料一端与二极管泵相连，出料管的出料一端与缓冲罐相连，即相当于将本发明的固液分离系统连接在原有工艺中的二极管泵与缓冲罐之间。

适用于乏燃料后处理工艺的四价铀料液的过固液分离系统，包括设备、管路和阀门等，的材料选用316L型不锈钢，其标准牌号为022Cr17Ni12Mo2。四价铀料液的酸度约1mol/L，此材料可耐酸腐蚀。

优选地，所述的进料管以与离心设备侧壁相切的切线方向接入离心设备。通过设计与加工料液进口管线，使得入口管线(进料管)与离心设备的内壁面相切，保证料液进入离心设备后速度方向与壳体内壁相切，减小料液与内壁面的撞击程度，从而减小流体的速度损失。

优选地，所述的离心设备的内侧壁设置为倾斜的斜纹结构，相邻的斜纹之间形成控制料液运动方向的通道。在壳体内壁设置了斜纹结构，使流过的流体能够保持其速度和方向始终为沿内壁面进行的圆周运动，起到辅助作用。