[发明专利]二氧化铀粉末稳定化系统、后处理系统及稳定化方法

说明书

本发明提出了一种二氧化铀粉末稳定化系统，后处理系统以及稳定化处理方法。二氧化铀粉末稳定化系统包括处理单元，进料单元，稳定化进气单元，进料单元连接处理单元，二氧化铀粉末通过进料单元进入处理单元，稳定化进气单元连接处理单元，稳定化进气单元向处理单元通入含氧气体混合物，对处理单元内的二氧化铀粉末进行稳定化处理，其特征在于，还包括隔离单元，隔离单元连接进料单元，隔离单元控制进料单元的开启和闭合，并且防止在闭合状态下进料单元中的氢气和/或水蒸气进入处理单元。本申请提出的二氧化铀粉末稳定化系统，通过设置隔离单元，避免制备单元中的氢气和水蒸气进入处理单元，提高了二氧化铀的氧铀比，并且实现了连续化处理。

技术领域

本发明涉及核化工技术领域，具体而言，涉及二氧化铀粉末稳定化系统，后处理系统及稳定化方法。

背景技术

随着我国对环境保护的日益重视，我国核燃料元件制造领域逐渐由湿法工艺转变为干法工艺生产二氧化铀粉末。干法生产工艺已经十分成熟，其采用一体化转炉，将气态六氟化铀、水蒸气和氢气通过一体化反应生成二氧化铀粉末。

然而干法工艺在实际生产过程中为了尽量降低产物的氟含量，往往需要通入过量的氢气，过量的氢气使得二氧化铀粉体中的氧铀比较低，并且过量的氢气会进入二氧化铀粉体的后处理工序中，进一步影响最终二氧化铀的氧铀比。因此，如何对干法工艺产生的低氧铀比的二氧化铀粉末进行后处理，避免氢气进入后续处理工序，提高二氧化铀的氧铀比成为了迫切需要解决的问题。另一方面，干法转化为连续出料工艺，如何连续收集并且避免收集粉末过程中水蒸气进入粉末收集容器，也是一个迫切需要解决的问题。

专利CN1042321C公开了二氧化铀粉末的方法和设备，还原反应结束后打开回转阀将UO₂粉末卸入到稳定化床中，由夹套的水冷却，冷至40℃时引入含空气的氮气稳定化20分钟就制得陶瓷级的UO₂粉末，成品UO₂粉末被吸送到混料筒内。生产过程中过滤器可定时反吹。该专利并未解决氢气和水蒸气进入后处理系统的解决方案，也不能对二氧化铀的氧铀比进行调节。

专利CN101254950A公开了二氧化铀粉末表面氧化处理的方法，其特征在于有以下步骤：1)取UO₂粉末，放入管式气氛炉内，在氧化介质条件下加热，升温速率为5～20℃/min，加热至250℃～400℃，保温2～6小时；2)待UO₂粉末在炉内冷却到100℃至室温时，取出于空气中冷却，即得表面经氧化处理的二氧化铀粉末。虽然该专利提出了二氧化铀氧化处理方法，但是单独对粉体处理，不能实现二氧化铀粉体连续化后处理，并且不涉及对粉体中的水蒸气和氢气进行去除。

鉴于以上技术问题，特推出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种二氧化铀粉末稳定化系统，后处理系统及稳定化处理方法，防止氢气和水蒸气进入处理单元中，调节二氧化铀粉末的氧铀比。

为了实现上述目的，本发明提供了一种二氧化铀粉末稳定化系统，包括处理单元，进料单元，稳定化进气单元，进料单元连接处理单元，二氧化铀粉末通过进料单元进入处理单元，稳定化进气单元连接处理单元，稳定化进气单元向处理单元通入含氧气体混合物，对处理单元内的二氧化铀粉末进行稳定化处理，还包括隔离单元，隔离单元连接进料单元，隔离单元控制进料单元的开启和闭合，并且防止在闭合状态下进料单元中的氢气和/或水蒸气进入处理单元。

进一步的，隔离单元包括第一阀体，第一阀体设置在进料单元上。

进一步的，隔离单元还包括隔离气体管道，隔离气体管道与进料单元连通，并向第一阀体靠近处理单元的一侧通入中性气体，使第一阀体在靠近和远离处理单元的两侧形成压差。

进一步的，隔离单元还包括第二阀体，第二阀体与第一阀体串联设置在进料单元，并且位于第一阀体的进料下游。

进一步的，隔离气体管道位于第一阀体和第二阀体所在的进料单元的支路上。