CN103310858B - 一种颗粒装料装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种颗粒装料装置，包括：装料器、球阀和闸板阀，其中，所述装料器包括：螺旋杆、圆柱形料筒、锥形料筒、下料管、球形密封端头。本发明还提供上述装置所实现的装料方法。本发明提供的颗粒装料装置及方法，实现了高温状态下加入高密度颗粒，使之加入之初就能正常喷动流化，避免常温下不易流化的高密度颗粒在反应器底部堆积带来的不利影响，也避免了高温气体喷出和颗粒溅落的可能性，适应未来规模生产的需要。

Description

一种颗粒装料装置及方法
技术领域
本发明属于设备制造领域，特别涉及一种颗粒装料装置及装料方法。
背景技术
我国球床式高温气冷堆所使用的核燃料是直径为6cm陶瓷型燃料元件，结构为球形包覆颗粒（TRISO）弥散在燃料区的石墨基体中。高温气冷堆核电站的固有安全性的第一道保证就是所使用的核燃料为TRISO型包覆颗粒，其由UO2核燃料核芯颗粒和疏松热解碳层、内致密热解碳层、碳化硅层和外致密热解碳层组成。这种具有四层复合结构的核燃料颗粒是在喷动床中采用化学气相沉积的方法制备得到的，需要在包覆气体通入之前将一定量UO2核燃料核芯装入到喷动床包覆炉中，并通入流化气体使之充分喷动流化起来。
因为UO2核燃料核芯的密度很大（10.8g/cm3），常温下很难将之喷动流化，所以无法采用常规加料方法，即先通入流化气体，再加入UO2核芯颗粒，然后加热反应器，这样UO2核芯颗粒在低温下无法正常流化，会较长时间堆积在反应器底部，造成加热不均匀等不利后果。所以通常是先将喷动床反应器通入流化气体，然后加热到较高温度（例如1000摄氏度），再加入UO2核芯颗粒，使颗粒在加入之初就能正常喷动流化，从而整个反应器内温度均匀。但是高温状态下将颗粒装入立式反应炉，一是要避免高温气体喷出，二是要防止颗粒溅落，同时面对高温气冷堆的商业化趋势，燃料元件生产走向规模化，迫切需要一套适应生产要求的加料设备。因此本发明设计了一种适宜于高温状态的颗粒装料设备，避免了直接加入引起的颗粒洒落等可能性，其设备简化，工艺简单，易于清洗和操控。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的在于实现高温状态下加入高密度颗粒，使之加入之初就能正常喷动流化，避免常温下不易流化的高密度颗粒在反应器底部堆积带来的不利影响，也避免了高温气体喷出和颗粒溅落的可能性，适应未来规模生产的需要。
（二）技术方案
为解决上述问题，本发明提供一种颗粒装料装置，包括：装料器、球阀和闸板阀，所述球阀位于闸板阀的上方；所述装料器包括：螺旋杆、圆柱形料筒、锥形料筒、下料管、球形密封端头；
所述圆柱形料筒和锥形料筒之间、锥形料筒和下料管之间均可拆卸连接。
优选地，圆柱形料筒和锥形料筒均用透明材料制作。优选地，所述透明材料为有机玻璃。
优选地，球形密封端头的直径大于下料管直径。优选地，所述球形密封端头的直径为下料管直径的1.5倍。
优选地，所述球形密封端头在螺旋杆的带动下与锥形料筒之间紧密配合。
优选地，所述下料管的高度与立式炉配合。优选地，所述下料管的高度为能够插入到立式炉1/3-1/2处。
优选地，下料管的内径与颗粒直径配合。优选地，下料管的内径颗粒直径的3-4倍。
优选地，圆柱形料筒的一端封闭，封闭端面中央设置螺纹孔，与螺旋杆之间通过螺纹连接，另一端通过螺纹与锥形料筒连接。
优选地，所述螺旋杆能够旋转，带动球形密封端头上下移动。
优选地，圆柱形料筒的体积为要装入颗粒量的2倍。
本发明还提供一种颗粒装料方法，包括：打开锥形料筒，将颗粒装入圆柱形料筒；安装锥形料筒、下料管，转动螺杆，直至球形密封端头与锥形料筒紧密配合；翻转装料器，依次打开球阀、闸板阀，将下料管插入立式炉反应器；转动螺杆，将球形密封端头与锥形料筒分开，颗粒依靠重力自动装入立式炉反应器。
（三）有益效果
本发明提供的颗粒装料装置及方法，实现了高温状态下加入高密度颗粒，使之加入之初就能正常喷动流化，避免常温下不易流化的高密度颗粒在反应器底部堆积带来的不利影响，也避免了直接装入颗粒带来高温气体喷出和颗粒溅落的可能性，适应未来规模生产的需要。
附图说明
图1为本发明的装料系统示意图；
图2为本发明的装料器示意图；
图3为本发明的装料方法示意图。
图中：1、装料器，2、球阀，3、闸板阀，4、立式炉反应器，1-1、螺旋杆，1-2、圆柱形料筒，1-3、锥形料筒，1-4、下料管，1-5、球形密封端头。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明的目的是通过装料器1、球阀2、闸板阀3等一系列装置来实现的，如图1所示。
所述装料器1由螺旋杆1-1、圆柱形料筒1-2、锥形料筒1-3、下料管1-4、球形密封端头1-5组成，如图2所示。
所述圆柱形料筒1-2、锥形料筒1-3均用透明材质制作，例如有机玻璃等。
所述圆柱形料筒1-2一端封闭，封闭端面中央设置螺纹孔，与螺旋杆配合。
所述螺旋杆1-1可以旋转，带动球形密封端头上下移动。
所述球形密封端头1-5可在螺旋杆1-1的带动下和锥形料筒1-2紧贴接触，达到颗粒密封的效果。
所述装料器1为中空直管，一端设有螺纹，可与锥形料筒链接。
所述锥形料筒两端设有螺纹，一端与装料管链接，一端与圆柱形料筒链接。
所述球阀2在装料器1下方，为取样结束后将冷却室和立式炉隔开所用。球阀2和闸板阀3，其位置顺序为球阀在上，起密闭作用，闸板阀3在下，起隔热作用。
所述闸板阀3在球阀2下方，为取样结束后隔温所用，即将球阀和立式高温炉隔开所用。
所述装料方法主要分为4个步骤，如图3所示：
打开锥形料筒1-3，将颗粒装入圆柱形料筒1-2。
安装锥形料筒1-3、下料管1-4，转动螺杆，直至球形密封端头与锥形料筒紧密配合。
翻转装料器，打开球阀、闸板阀，将下料管插入立式炉反应器。
转动螺杆，将球形密封端头与锥形料筒分开，颗粒依靠重力自动装入立式炉反应器4。
该装料装置也适合于其他需要在高温状态加入颗粒状物料的场合。
本发明的装料方法是通过如下的操作步骤完成颗粒装料的：
1、检查各个部件链接是否正常，例如圆柱形料筒和锥形料筒之间、锥形料筒与下料管之间，尤其需要检查球形密封端头与锥形料筒的配合是否紧密。
2、确定工艺过程中可以进行加料操作，即温度条件和气体条件是否具备。
3、打开锥形料筒，将颗粒装入圆柱形料筒。
4、安装锥形料筒、下料管，转动螺杆，直至球形密封端头与锥形料筒紧密配合。
5、翻转装料器，依次打开球阀、闸板阀，将下料管插入立式炉反应器。
6、转动螺杆，将球形密封端头与锥形料筒分开，颗粒依靠重力自动装入立式炉反应器。
7、拔出下料管，依次关闭闸板阀、球阀。
8、拆卸装料器，清洗各个部件，包括圆柱形料筒、锥形料筒和下料管，等待下一次实验。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种颗粒装料装置，其特征在于，用于在高温状态下加入高密度颗粒，包括：装料器、球阀和闸板阀，所述球阀位于闸板阀的上方；所述装料器包括：螺旋杆、圆柱形料筒、锥形料筒、下料管、球形密封端头；
所述圆柱形料筒和锥形料筒之间、锥形料筒和下料管之间均可拆卸连接。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆柱形料筒和锥形料筒均用透明材料制作。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述球形密封端头的直径大于下料管的直径。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述球形密封端头在螺旋杆的带动下与锥形料筒之间紧密配合。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述下料管的高度与立式炉配合。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述下料管的高度为能够插入到立式炉1/3-1/2处。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，下料管的内径与颗粒直径配合。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，下料管的内径是颗粒直径的3-4倍。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆柱形料筒的一端封闭，封闭端面中央设置螺纹孔，与螺旋杆之间通过螺纹连接，另一端通过螺纹与锥形料筒连接。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述螺旋杆能够旋转，带动球形密封端头上下移动。
11.一种颗粒装料方法，其特征在于，包括：
打开锥形料筒，将颗粒装入圆柱形料筒；
安装锥形料筒、下料管，转动螺杆，直至球形密封端头与锥形料筒紧密配合；
翻转装料器，依次打开球阀、闸板阀，将下料管插入立式炉反应器；
转动螺杆，将球形密封端头与锥形料筒分开，颗粒依靠重力自动装入立式炉反应器；
装料完毕，拔出下料管，依次关闭闸板阀，球阀。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765453A (en) * 1987-04-27 1988-08-23 Westinghouse Electric Corp. Pellet-press-to-sintering-boat nuclear fuel pellet loading system
CN101815730A (zh) * 2007-10-01 2010-08-25 道达尔石油化学产品研究弗吕公司 向聚合反应器供应粒状物料的方法
CN102231290A (zh) * 2011-06-01 2011-11-02 清华大学 高温气冷堆燃料取料装置及取料方法
CN102496395A (zh) * 2011-11-23 2012-06-13 清华大学 分散柱系统
CN102677156A (zh) * 2012-06-11 2012-09-19 曾泽斌 用于直拉硅单晶炉的块状多晶硅加料装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4765453A (en) * 1987-04-27 1988-08-23 Westinghouse Electric Corp. Pellet-press-to-sintering-boat nuclear fuel pellet loading system
CN101815730A (zh) * 2007-10-01 2010-08-25 道达尔石油化学产品研究弗吕公司 向聚合反应器供应粒状物料的方法
CN102231290A (zh) * 2011-06-01 2011-11-02 清华大学 高温气冷堆燃料取料装置及取料方法
CN102496395A (zh) * 2011-11-23 2012-06-13 清华大学 分散柱系统
CN102677156A (zh) * 2012-06-11 2012-09-19 曾泽斌 用于直拉硅单晶炉的块状多晶硅加料装置

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