BR112018001333B1 - Sistema para a preparação contínua de partículas combustíveis revestidas para uso em reatores refrigerados a gás de alta temperatura em grande escala - Google Patents
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Abstract
SISTEMA DE PREPARAÇÃO CONTÍNUA DE PARTÍCULAS REVESTIDAS EM UMA GRANDE ESCALA. Um sistema para a preparação contínua de partículas revestidas em grande escala compreende: um forno de revestimento (1), uma instalação de arrefecimento (2), um dispositivo de tratamento de subproduto sólido (3) e um dispositivo de tratamento de subproduto de gás (4) que estão conectados em sequência. O forno de revestimento (1) é usado para revestir partículas. A instalação de resfriamento (2) é usada para refrigerar as partículas revestidas. O dispositivo de tratamento de subprodutos sólidos (3) é usado para tratar subprodutos sólidos gerados no forno de revestimento durante o processo de revestimento de partículas. O dispositivo de tratamento de subproduto de gás (4) é utilizado para tratar subprodutos de gás gerados no forno de revestimento durante o processo de revestimento de partículas. O sistema para a preparação contínua de partículas revestidas resolve o problema de que um sistema na técnica anterior, com o objetivo de produção em lote, ou seja, preparação de lote único, tem um intervalo de tempo entre dois lotes, em que existe um processo de aumento de temperatura e um processo de diminuição de temperatura, e é pequeno em escala, não rompe completamente a pesquisa em laboratório e não pode alcançar verdadeira preparação contínua industrial.
Description
[001] A presente invenção refere-se a um dispositivo de preparação de partículas revestidas, e, em particular, a um sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala.
[002] O elemento combustível de cerâmica usado no Reator Refrigerado a Gás (HTR) de Alta Temperatura de leito de esferas possui uma estrutura que partículas revestidas isotrópicas tri-estruturais (TRISO) são dispersas em uma matriz de grafite de uma zona de combustível.
[003] A primeira garantia para a segurança intrínseca de uma usina nuclear HTR é que o combustível nuclear são partículas revestidas TRISO, as quais consistem de um núcleo de combustível nuclear, uma camada de carbono pirolítico desprendida, uma camada de carbono pirolítico densa interna, uma camada de carbeto de silício e uma camada de carbono pirolítico densa externa. Partículas de combustível revestidas constituem uma parte importante de um elemento combustível esférico do HTR. Partículas de combustível revestidas podem efetivamente prevenir a liberação de produtos de fissão, de modo a assegurar a excelente segurança do HTR. A presente invenção está direcionada à preparação contínua em grande escala de partículas de combustível revestidas, que está relacionada aos campos de preparação de combustível nuclear e HTR.
[004] Atualmente, as patentes envolvendo a preparação de partículas de combustível revestidas que foram publicadas estão principalmente voltadas aos dispositivos de revestimento e a sistemas auxiliares para produção em lotes, tais como as patentes 201110148907.9 e 201310314765.8. Essas patentes estão visando à produção em lotes, a saber, preparação de lote único, que possui um intervalo de tempo entre dois lotes, em que coexistem um processo de aumento de temperatura e um processo de diminuição de temperatura, e é pequena em escala, não representa um avanço significativo na pesquisa em laboratório e não pode alcançar verdadeira preparação contínua industrial. Ao mesmo tempo, elas falham em considerar a produtividade das partículas revestidas e as características econômicas do ciclo atômico, i.e., a economia das partículas de combustível revestidas.
[005] O problema técnico a ser resolvido pela presente invenção é que um sistema na técnica anterior, visando à produção em lotes, a saber, preparação de lote único, possui um intervalo de tempo entre dois lotes, e é pequena em escala, não representa um avanço significativo na pesquisa em laboratório e não pode alcançar preparação contínua industrial.
[006] Para este propósito, a presente invenção fornece um sistema para a preparação contínua de partículas revestidas em grande escala, que compreende: uma fornalha de revestimento, uma instalação de resfriamento, um dispositivo de tratamento de subproduto sólido e um dispositivo de tratamento de subproduto gasoso que estão conectados em sequência; a fornalha de revestimento é usada para o revestimento de partículas; a instalação de resfriamento é usada para o resfriamento das partículas revestidas; o dispositivo de tratamento de subproduto sólido é usado para tratar subprodutos sólidos gerados na fornalha de revestimento durante um processo de revestimento de partícula; o dispositivo de tratamento de subproduto gasoso é usado para tratar subprodutos gasosos gerados na fornalha de revestimento durante o processo de revestimento de partícula.
[007] Opcionalmente, a fornalha de revestimento compreende um bocal, um tubo de fluidização e uma fornalha de aquecimento; o bocal é conectado a um leito fluidizado do tubo de fluidização, o leito fluidizado é um leito fluidizado multiafunilado.
[008] Opcionalmente, o dispositivo de tratamento de subproduto sólido compreende: um separador ciclone, um primeiro filtro e um segundo filtro que são conectados em sequência; o primeiro filtro é usado para filtragem grosseira dos subprodutos sólidos obtidos pelo separador ciclone, de modo a obter subprodutos intermediários. segundo filtro é usado para filtragem fina dos subprodutos intermediários obtidos pelo primeiro filtro.
[009] Opcionalmente, o dispositivo de tratamento de subproduto gasoso compreende: um dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso, um dispositivo de separação de subproduto gasoso e um dispositivo de armazenamento de subproduto gasoso; um dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso é usado para armazenar temporariamente o subproduto gasoso do dispositivo de tratamento de subproduto sólido; um dispositivo de separação de subproduto gasoso é usado para separar subprodutos gasosos temporariamente armazenados no dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso, de modo a obter pelo menos hidrogênio H2, e argônio Ar; um dispositivo de armazenamento de subproduto gasoso é usado para armazenar o hidrogênio H2 obtido pelo dispositivo de separação de subproduto gasoso.
[010] Opcionalmente, o bocal compreende: um orifício do meio, uma pluralidade de orifícios circulares (loop) primários e uma pluralidade de orifícios circulares secundários; a pluralidade de orifícios circulares primários está uniformemente distribuída ao redor do orifício do meio; a pluralidade de orifícios circulares secundários está uniformemente distribuída uniformemente ao redor do orifício do meio; a pluralidade de orifícios circulares primários são dispostos entre o orifício do meio e a pluralidade de orifícios circulares secundários.
[011] Opcionalmente, um distribuidor de gás é fornecido no leito fluidizado; o distribuidor de gás compreende: um orifício central, uma pluralidade de orifícios retos anulares primários e uma pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários; o orifício central está no mesmo eixo com o orifício do meio do bocal; a pluralidade de orifícios retos anulares primários está uniformemente distribuída ao redor do orifício central; a pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários está uniformemente distribuída ao redor do orifício central; a pluralidade de orifícios retos anulares primários é disposta entre o orifício central e a pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários.
[012] Opcionalmente, um eixo do orifício do meio e um eixo do bocal estão em um mesmo plano, a saber, não possuem inclinação.
[013] Opcionalmente, os orifícios circulares primários e um eixo do bocal são dispostos em um mesmo plano, a saber, não possuem inclinação, ou uma inclinação igual a 0.
[014] Comparado com a técnica anterior, o sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala da presente invenção soluciona o problema de que a técnica anterior visa à produção em lotes, a saber, a preparação de lote único, que possui um intervalo de tempo entre dois lotes, em que coexistem um processo de aumento de temperatura e um processo de diminuição de temperatura, e é pequena em escala, não representa um avanço significativo na pesquisa em laboratório e não pode alcançar verdadeira preparação contínua industrial. DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS FIG. 1 é um diagrama estrutural de um sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala de acordo com uma modalidade da presente invenção; FIG. 2 é um diagrama de conexão de uma fornalha de revestimento e uma instalação de resfriamento de acordo com uma modalidade da presente invenção; FIG. 3 é um diagrama estrutural de uma fornalha de revestimento de diâmetro grande de acordo com uma modalidade da presente invenção; FIG. 4 é uma vista em corte A-A de uma base de um tubo de fluidização de diâmetro grande de acordo com uma modalidade da presente invenção; FIG. 5 é um diagrama estrutural de um dispositivo de tratamento de subproduto sólido de acordo com uma modalidade da presente invenção; FIG. 6 é um diagrama estrutural de um dispositivo de tratamento de subproduto gasoso de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[015] A fim de explicar com maior clareza os objetivos, soluções técnicas e vantagens das modalidades da presente invenção, as soluções técnicas nas modalidades da presente invenção serão descritas claramente doravante com referência aos desenhos acompanhantes das modalidades da presente invenção. Aparentemente, as modalidades descritas são algumas das modalidades da presente invenção, mas não todas. Baseado nas modalidades da presente invenção, todas as demais modalidades obtidas por um técnico no assunto, sem esforço criativo, deverão se enquadrar no escopo da proteção da presente invenção.
[016] FIG. 1 é um diagrama estrutural de um sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala de acordo com uma modalidade, o sistema compreendendo: uma fornalha de revestimento 1, uma instalação de resfriamento 2, um dispositivo de tratamento de subproduto sólido 3, um dispositivo de tratamento de subproduto gasoso 4 que estão conectados em sequência; fornalha de revestimento 1 é usada para o revestimento de partículas, em que um método de deposição química de vapor em leito fluidizado é usado para o processo de revestimento; a instalação de resfriamento 2 é usada para o resfriamento das partículas revestidas; o dispositivo de tratamento de subproduto sólido 3 é usado para tratar subprodutos sólidos gerados na fornalha de revestimento durante um processo de revestimento de partícula; o dispositivo de tratamento de subproduto gasoso 4 é usado para tratar subprodutos gasosos gerados na fornalha de revestimento durante o processo de revestimento de partícula.
[017] Na presente modalidade, a fornalha de revestimento 1 é fornecida de uma porta de alimentação 5 de partículas a serem revestidas e a instalação de resfriamento 2 é fornecida de uma porta de descarga 6 das partículas revestidas.
[018] Na presente modalidade, o sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima adicionalmente compreende: um dispositivo de distribuição de gás 7. Uma extremidade de entrada do dispositivo de distribuição de gás 7 é conectada ao dispositivo de tratamento de subproduto gasoso 4; uma extremidade de saída do dispositivo de distribuição de gás 7 é conectada à fornalha de revestimento 1.
[019] Em um exemplo específico, a fornalha de revestimento 1 no sistema para preparação contínua das partículas revestidas em grande escala descrito acima compreende: um bocal, um tubo de fluidização e uma fornalha de aquecimento.
[020] O bocal é conectado a um leito fluidizado do tubo de fluidização, e o leito fluidizado é um leito fluidizado multiafunilado.
[021] Em um exemplo específico, o dispositivo de tratamento de subproduto sólido compreende: um separador ciclone, um primeiro filtro e um segundo filtro que são conectados em sequência; o primeiro filtro é usado para filtragem grosseira dos subprodutos sólidos obtidos pelo separador ciclone, de modo a obter subprodutos intermediários; o segundo filtro é usado para filtragem fina dos subprodutos intermediários obtidos pelo primeiro filtro.
[022] Em um exemplo específico, o dispositivo de tratamento de subprodutos gasosos compreende: um dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso, um dispositivo de separação de subproduto gasoso e um dispositivo de armazenamento de subproduto gasoso; dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso é usado para armazenar temporariamente os subprodutos gasosos do dispositivo de tratamento de subproduto sólido; dispositivo de separação de subproduto gasoso é usado para separar subprodutos gasosos temporariamente armazenados no dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso, de modo a obter pelo menos hidrogênio H2, e argônio Ar; dispositivo de armazenamento de subproduto gasoso é usado para armazenar o hidrogênio H2 obtido pelo dispositivo de separação de subproduto gasoso.
[023] Em um exemplo específico, o bocal compreende um orifício do meio, uma pluralidade de orifícios circulares primários e uma pluralidade de orifícios circulares secundários;
[024] a pluralidade de orifícios circulares primários está uniformemente distribuída ao redor do orifício do meio;
[025] a pluralidade de orifícios circulares secundários está uniformemente distribuída ao redor do orifício do meio;
[026] a pluralidade de orifícios circulares primários está disposta entre o orifício do meio e a pluralidade de orifícios circulares secundários.
[027] Em um exemplo específico, um distribuidor de gás é fornecido no leito fluidizado; o distribuidor de gás compreende um orifício central, uma pluralidade de orifícios retos anulares primários e uma pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários; o orifício central está no mesmo eixo com o orifício do meio do bocal; a pluralidade de orifícios retos anulares primários está uniformemente distribuída ao redor do orifício central; a pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários está uniformemente distribuída ao redor do orifício central; a pluralidade de orifícios retos anulares primários está disposta entre o orifício central e a pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários.
[028] Em um exemplo específico, um eixo do orifício do meio e um eixo do bocal estão em um mesmo plano, a saber, não possuem inclinação;
[029] Em um exemplo específico, os orifícios circulares primários e o eixo do bocal estão em um mesmo plano, a saber, não possuem inclinação, ou uma inclinação igual a 0.
[030] A fornalha de revestimento do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima adota um projeto de tubo de fluidização de diâmetro grande, bocal de gradação, distribuidor de gás com múltiplos orifícios inclinados anulares e leito fluidizado com uma superfície inferior de multiafunilamentos, portanto, é capaz de revestir continuamente partículas de combustível nuclear.
[031] O tubo de fluidização de diâmetro grande do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em uma escala grande descrita acima é uma zona de fluidização de partículas, com um diâmetro entre 160 mm e 280 mm.
[032] O bocal de gradação do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima é um projeto de multigradação circular do meio, o meio é um único orifício, o círculo possui de 4 a 8 orifícios, e a característica é que elas são distribuídas uniformemente em torno do orifício único do meio.
[033] O distribuidor de gás com múltiplos orifícios inclinados anulares do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima é um projeto de orifício central e orifícios inclinados anulares, o orifício central está no mesmo eixo que o orifício do meio do bocal descrito acima, e os orifícios inclinados anulares estão em uma distribuição de rotação periódica.
[034] O fundo do leito fluidizado com uma superfície inferior de multiafunilamentos do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima possui um projeto de inclinações conectadas com múltiplos ângulos, o que ajuda a reduzir a agregação de partículas e aumentar a velocidade de circulação de partículas.
[035] A instalação de resfriamento do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima é um leito de jorro de único orifício com um diâmetro interno entre 160 a 250 mm, e o material do mesmo é um material resistente a altas temperaturas, de preferência material cerâmico.
[036] O dispositivo de tratamento de subproduto gasoso 4 do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima refere-se a um dispositivo de separação para argônio e hidrogênio, compreende um tanque de armazenamento temporário de gás de exaustão, uma câmara de separação por congelamento de gás e uma sala de armazenamento.
[037] O dispositivo de separação de gás do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima compreende duas partes principais de adsorção de temperatura variável e separação por congelamento.
[038] O dispositivo de tratamento de subproduto sólido 3 do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima compreende um dispositivo de filtragem de três níveis para remoção de pó por ciclone em linha, filtragem grosseira em linha e filtragem fina em linha, e uma instalação de substituição de armazenamento em linha de subproduto.
[039] A instalação de substituição de armazenamento em linha de subproduto do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrita acima é uma estrutura de partição de recipiente de válvula de gaveta de dois estágios, que é capaz de substituir o recipiente de armazenamento em linha sem interromper a operação de separação de gás- sólido.
[040] O gás de fluidização refere-se a argônio ou hidrogênio.
[041] As vazões do gás de fluidização e de reação são de 200 a 400 L/min (0,0033 a 0,0066 m3/s) e 400 a 800 L/min (0,0066 a 0,0133 m3/s) respectivamente.
[042] A temperatura de revestimento está entre 1200 a 1600 graus Celsius.
[043] A proporção do gás de fluidização/reação está entre 1:1 a 10:1.
[044] A temperatura do vapor líquido está entre 35 a 55 graus Celsius.
[045] A vazão do gás carregado pelo vapor líquido está entre 10 a 20 L/min (0,00016 a 0,00033 m3/s).
[046] O sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima possui as seguintes funções: 1) Uma função de revestimento de fornalha de revestimento vertical, um projeto de diâmetro aumentado, bocal de gradação, distribuidor de gás com múltiplos orifícios inclinados anulares/uma superfície de multiafunilamentos como o aspecto principal. 2) Uma função de descarga quente com transporte de partículas quentes, separação de gás-sólido quente, dispositivo de balanço de pressão de transporte e operação de interligação da fornalha de revestimento - instalação de resfriamento como os aspectos principais. O corpo principal de um sistema de descarga quente compreende um separador ciclone eficiente e tubulação e válvulas relacionadas, em que o sistema de descarga quente em geral está na instalação de resfriamento e dentro de um escopo de proteção de gás inerte.
[047] O balanço de pressão do sistema de descarga quente é alcançado pelo tanque a vácuo e pela válvula secundária.
[048] Os parâmetros de controle do processo intermediário da descarga quente incluem temperatura de descarga, grau de vácuo de descarga e velocidade do gás de resfriamento da instalação de resfriamento; a temperatura de descarga está entre 600 a 1000 graus Celsius; grau de vácuo de descarga está abaixo de -89 kPa; a velocidade do gás de resfriamento da instalação de resfriamento está entre 100 a 400 L/min (0,0016 a 0,0066 m3/s). 3) Uma função de reciclagem de gás com separação multinível em linha e ciclagem do gás de fluidização, do gás de reação e do subproduto gasoso como os aspectos principais. 4) Uma função de tratamento em linha de subprodutos com filtragem de três níveis, reciclagem em linha e reutilização dos subprodutos sólidos como os aspectos principais.
[049] Os parâmetros de processo do sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrito acima incluem: 1) Os parâmetros de processo do processo de revestimento, i.e., os parâmetros de processo da alimentação de 6 a 10 kg de UO2 para uma única vez, são especificamente como se segue: vazão do gás de fluidização/reação, temperatura de resfriamento, razão do gás de fluidização/reação e vazão do gás carregado pelo líquido. A presente modalidade é apenas para ilustrar, entretanto, não limita os parâmetros de processo específico do processo de revestimento. 2) A elevação e queda de temperatura da produção industrial contínua e os parâmetros de controle do processo intermediário da descarga quente.
[050] Os efeitos benéficos da presente invenção incluem: a presente invenção visa o processo de preparação contínua de partículas de combustível revestidas em grande escala, que possa alcançar uma produção real contínua de partículas revestidas, automação de controle e otimização econômica da produção, evitar erros de operação manual, e reduzir a possibilidade de acidentes e a taxa de falha em equipamentos. A presente invenção possui óbvios benefícios sociais e de valor econômico.
[051] FIG. 2 é um diagrama de conexão da fornalha de revestimento e da instalação de resfriamento de acordo com uma modalidade, em que, um tubo de alimentação quente 1-2 na fornalha de revestimento 1 é conectado a uma válvula de ajuste de alimentação 1-3; a válvula de ajuste de alimentação 1-3 é conectada a um separador ciclone 1-4 na instalação de resfriamento 2; o separador ciclone 1-4 é conectado a uma válvula de ajuste de vácuo 1-5; a válvula de ajuste de vácuo 1-5 é conectada a uma cavidade de geração de vácuo 1-6; uma saída de ar 1-7 da instalação de resfriamento 2 é conectada a um resfriador de gás 1-8 da instalação de resfriamento 2; resfriador de gás 1-8 é conectado a uma entrada de ar 1-9 da instalação de resfriamento 2; 1-10 refere-se a uma porta de descarga da instalação de resfriamento 2.
[052] FIG. 3 é um diagrama estrutural de uma fornalha de revestimento de diâmetro grande de acordo com uma modalidade, a fornalha de revestimento de diâmetro grande compreendendo: um tubo de fluidização de diâmetro grande 1-1-1 e o bocal 1-1-2; em que a base 1-1-3 do tubo de fluidização de diâmetro grande 1-1-1 possui uma estrutura de afunilamento duplo; o bocal 1-1-2 é projetado como um círculo do meio.
[053] FIG. 4 é uma vista em corte A-A de uma base de um tubo de fluidização de diâmetro grande de acordo com uma modalidade, em que, um orifício central 1-1-4, orifícios retos 1-1-5 e orifícios inclinados 1-1-6 para ventilação são fornecidos na base 1-1-3; na presente modalidade, quatro orifícios retos 1-1-5 são dispostos em torno do orifício central 1-1-4, quatro orifícios inclinados 1-1-6 são dispostos nas periferias dos quatro orifícios retos 11-5, os números dos orifícios retos e dos orifícios inclinados na presente modalidade são somente para ilustração, a presente modalidade não limita o número dos orifícios retos e dos orifícios inclinados.
[054] Na presente modalidade, o gás entra na fornalha de revestimento na direção indicada pela seta 1-1-7 sai da fornalha de revestimento na direção indicada pela seta 1-1-8; 1-1-9 refere-se a um duto de aquecimento e invólucro da fornalha de revestimento; 1-1-10 refere-se a uma porta de alimentação de partículas da fornalha de revestimento.
[055] FIG. 5 é um diagrama estrutural de um dispositivo de tratamento de subproduto sólido de acordo com uma modalidade, o dispositivo de tratamento de subprodutos sólidos compreendendo: um separador ciclone primário 2-1 para a primeira separação dos subprodutos sólidos gerados pela fornalha de revestimento durante o revestimento das partículas; um filtro de manga secundário 2-2 para a segunda separação dos subprodutos sólidos após a primeira separação; um filtro fino terciário 2-3, para a filtragem fina dos subprodutos sólidos após a segunda separação; uma primeira válvula de gaveta 2-4, uma primeira interface rápida 2-5 e um primeiro tanque de resíduos 2-6; uma segunda válvula de gaveta 2-7, uma segunda interface rápida 2-8 e um segundo tanque de resíduos 2-9.
[056] FIG. 6 é um diagrama estrutural de um dispositivo de tratamento de subproduto gasoso de acordo com uma modalidade, o dispositivo de tratamento de subprodutos gasosos compreendendo: um recipiente temporário de alta pressão de exaustão 3-1 e uma câmara de separação de gás 3-2; em que a câmara de separação de gás 3-2 compreende um absorvedor de variação de pressão 3-3 e um separador criogênico 3-4; o dispositivo de tratamento de subproduto gasoso adicionalmente compreende: dispositivo de armazenamento e redistribuição secundário de hidrogênio H2 3-5; sistema de reciclagem de argônio Ar 3-6.
[057] Partículas são revestidas pelo sistema para a preparação contínua de partículas revestidas em grande escala descrita acima como se segue: partículas a serem revestidas são adicionadas à fornalha de revestimento, introduz-se o gás de revestimento e o gás de fluidização, ao mesmo tempo em que os subprodutos gasosos e os subprodutos sólidos são coletados; após o revestimento estar completo, o gás de fluidização é mantido inalterado e a temperatura é reduzida para uma temperatura adequada (a temperatura adequada pode ser predefinida), um tubo de descarga é inserido, a velocidade do gás de fluidização na instalação de resfriamento é configurada e o vácuo de descarga é ajustado, as partículas são absorvidas na instalação de resfriamento por meio da abertura de uma válvula de descarga até que todas as partículas sejam absorvidas; em seguida, as partículas a serem revestidas são novamente adicionadas à fornalha de revestimento para o próximo revestimento.
[058] Após as partículas de revestimento serem completadas pelo sistema para preparação contínua de partículas revestidas em grande escala, o sistema é utilizado no processo de revestimento real de partículas de combustível nuclear revestidas, de modo a adicionalmente clarificar o efeito de revestimento das partículas.
[059] A vazão do gás de fluidização da fornalha de revestimento é configurada para ser 400 L/min (0,0066 m3/s), a vazão do gás de revestimento é configurada para ser 200 L/min (0,0066 m3/s), a quantidade de partículas carregadas é configurada para ser 10 kg, a vazão do gás de resfriamento é configurada para ser 90 L/min (0,0015 m3/s), o vácuo de descarga é configurado para ser -90 kPa, a temperatura de descarga é configurada para ser 950 graus Celsius, a válvula de descarga e a válvula de vácuo são ajustadas após o revestimento ser concluído de modo a completar todo o processo de revestimento-resfriamento. Os parâmetros de revestimento podem satisfazer aos requisitos do projeto, e não há nenhuma partícula a ser comprimida ou triturada.
[060] A presente invenção visa ao processo de preparação contínua de partículas de combustível revestidas em grande escala, que é capaz de alcançar uma produção real contínua de partículas revestidas, automação de controle e otimização econômica da produção, evitar erros de operação manual, e reduzir a possibilidade de acidentes e a taxa de falha em equipamentos. A presente invenção possui óbvios benefícios sociais e de valor econômico e tem forte aplicabilidade industrial.
[061] Embora as modalidades da presente invenção tenham sido descritas em conjunto com os desenhos acompanhantes, várias modificações e variações podem ser efetuadas pelos versados na técnica sem se afastar do espírito e escopo da invenção e tais modificações e variações estão dentro do escopo definido pelas reivindicações anexas.
Claims (6)
1. Sistema para a preparação contínua de partículas combustíveis revestidas para uso em reatores refrigerados a gás de alta temperatura em grande escala, compreendendo: uma fornalha de revestimento (1), uma instalação de resfriamento (2), um dispositivo de tratamento de subproduto sólido (3) e um dispositivo de tratamento de subproduto gasoso (4) que estão conectados em sequência; a fornalha de revestimento (1) é usada para revestir partículas; a instalação de resfriamento (2) é usada para refrigerar partículas revestidas; o dispositivo de tratamento de subproduto sólido (3) é usado para tratar subprodutos sólidos gerados na fornalha de revestimento (1) durante um processo de revestimento de partícula; o dispositivo de tratamento de subproduto gasoso (4) é usado para tratar subprodutos gasosos gerados na fornalha de revestimento (1) durante o processo de revestimento de partícula, em que a fornalha de revestimento (1) compreende um bocal (1-1-2), um tubo de fluidização (1-1-1) e uma fornalha de aquecimento, em que o bocal (11-2) está conectado com um leito fluidizado do tubo de fluidização (1-1-1), e o leito fluidizado é um leito fluidizado multiafunilado; caracterizado pelo fato de o bocal (1-1-2) compreender: um orifício do meio, uma pluralidade de orifícios circulares primários e uma pluralidade de orifícios circulares secundários, em que, a pluralidade de orifícios circulares primários está uniformemente distribuída ao redor do orifício do meio; em que a pluralidade de orifícios circulares secundários está uniformemente distribuída em torno do orifício do meio; e em que a pluralidade de orifícios circulares primários está disposta entre o orifício do meio e a pluralidade de orifícios circulares secundários.
2. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de tratamento de subproduto sólido (3) compreender: um separador de ciclone (1-4), um primeiro filtro e um segundo filtro que estão conectados em sequência; o primeiro filtro é para filtragem grosseira de subprodutos sólidos obtidos pelo separador ciclone (1-4), de modo a obter subprodutos intermediários; o segundo filtro é para filtragem fina dos subprodutos intermediários obtidos pelo primeiro filtro.
3. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o dispositivo de tratamento de subproduto gasoso (4) compreender: um dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso, um dispositivo de separação de subproduto gasoso e um dispositivo de armazenamento de subproduto gasoso; o dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso é para armazenar temporariamente subprodutos gasosos do dispositivo de tratamento de subproduto sólido (3); o dispositivo de separação de subproduto gasoso é para separar subprodutos gasosos armazenados temporariamente no dispositivo de armazenamento temporário de subproduto gasoso, de modo a obter pelo menos hidrogênio H2 e argônio Ar; o dispositivo de armazenamento de subproduto gasoso é para armazenar o hidrogênio H2 obtido pelo dispositivo de separação de subproduto gasoso.
4. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um distribuidor de gás ser fornecido no leito fluidizado; o distribuidor de gás compreende: um orifício central (1-1-4), uma pluralidade de orifícios retos anulares primários (1-1-5) e uma pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários (1-1-6); o orifício central (1-1-4) está no mesmo eixo com o orifício do meio do bocal; a pluralidade de orifícios retos anulares primários (1-1-5) está uniformemente distribuída em torno do orifício central (1-1-4); a pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários (1-1-6) está uniformemente distribuída em torno do orifício central (1-1-4); e a pluralidade de orifícios retos anulares primários (1-1-5) está disposta entre o orifício central (1-1-4) e a pluralidade de orifícios inclinados anulares secundários (1-1-6).
5. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um eixo do orifício do meio e um eixo do bocal (1-1-2) estarem em um mesmo plano, a saber, não possuem inclinação.
6. Sistema de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de os orifícios circulares primários e um eixo do bocal (1-1-2) estarem no mesmo plano, a saber, não possuem inclinação ou uma inclinação igual a 0.
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