CN108182981A - 一种球形核燃料元件生产线增稠剂熬制装置及其使用方法 - Google Patents

一种球形核燃料元件生产线增稠剂熬制装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于高温气冷堆核燃料元件生产线技术领域，具体涉及一种球形核燃料元件生产线增稠剂熬制装置及其使用方法。该装置包括进料口、变频搅拌减速机系统、槽体、机械密封、冷热水进口、冷热水出口、出料口、四氢糠醇专用漏斗、排风出口、槽体支架。上述设备采用上展阀底出口设计，可有效防止底出口堵塞。使用此增稠剂熬制设备，其批次间增稠剂粘度值相差较小，产品均一性较好。经试用，目前使用情况良好。

Description

一种球形核燃料元件生产线增稠剂熬制装置及其使用方法
技术领域
本发明属于高温气冷堆核燃料元件生产线技术领域，具体涉及一种球形核燃料元件生产线增稠剂熬制装置及其使用方法。
背景技术
中核北方核燃料元件有限公司高温气冷堆核燃料元件生产线，是以清华大学核能与新能源技术研究院的10MW高温气冷实验堆的球形燃料元件制造技术作为技术依托，进行适当的工程放大，建设一生产线。
其中，用于高温气冷堆示范工程燃料元件生产线的增稠剂，此液体具有粘度高、流动性相对较差等特点。清华大学核研院在实验室主要采用恒温热水浴、烧杯和电动搅拌等装置进行增稠剂熬制。
此套设备处理增稠剂的质量过低，一个批次只能处理不到10升的增稠剂，不适用与增稠剂的工业化生产。
为实现增稠剂的工业化生产，亟需研制带冷热水夹套和变频搅拌的专用不锈钢设备，通过该设备大批量熬制生产增稠剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，以解决上述问题。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，该装置包括进料口、变频搅拌减速机系统、槽体、机械密封、冷热水进口、冷热水出口、出料口、四氢糠醇专用漏斗、排风出口、槽体支架；
槽体分为两部分，上部分是一个圆柱形结构，下部分是一个向下凸出的椭球状结构；
在槽体上方连接排风出口、变频搅拌减速机系统、进料口；
变频搅拌减速机系统包括变频器、减速机和搅拌轴；通过变频器和减速机控制输出电源的频率和搅拌轴的转速；
在搅拌轴上安装有机械密封，通过机械密封防止变频搅拌减速机系统的机油进入槽体内；
通过进料口向槽体内加入聚乙烯醇；
当需要向槽体内加入四氢糠醇时，将四氢糠醇专用漏斗插入进料口，通过四氢糠醇专用漏斗向槽体内加入四氢糠醇；
槽体侧部设置冷热水夹套，通过冷热水夹套内的冷热水来控制槽体内工作介质的温度；
在槽体的冷热水夹套上分别开设冷热水进口和冷热水出口；
在槽体下端口设有出料口；
槽体底部焊有三个槽体支架，用来支撑整个槽体。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，槽体的容积为100～200升，上部分是一个内径为500mm的圆柱形结构。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，进料口的直径为20mm。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，槽体侧部设置冷热水夹套，通过冷热水夹套内的冷热水来控制槽体内工作介质的温度在25～95℃范围内调节。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，装置的材质为以下材料之一：321不锈钢、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni 11TiⅡ。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，在出料口上安装有上展阀，通过上展阀防止出料口堵塞。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，四氢糠醇专用漏斗的下出口直径为1mm，用来控制加料时四氢糠醇的流速。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，排风出口处安装有蝶阀，用来控制排风风量大小。
进一步的，如上所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，槽体的容积为100～200升，上部分是一个内径为500mm的圆柱形结构；
进料口的直径为20mm；
槽体侧部设置冷热水夹套，通过冷热水夹套内的冷热水来控制槽体内工作介质的温度在25～95℃范围内调节；
装置的材质为以下材料之一：321不锈钢、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11TiⅡ；
在出料口上安装有上展阀，通过上展阀防止出料口堵塞；
四氢糠醇专用漏斗的下出口直径为1mm，用来控制加料时四氢糠醇的流速；
排风出口处安装有蝶阀，用来控制排风风量大小。
一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置的使用方法，包括以下步骤：
一、球状核燃料元件生产线增稠剂熬制时，通过进料口向槽体内加水，再加入粒径为3mm的颗粒状聚乙烯醇；
二、通过变频搅拌减速机系统以0～400r/min的转速进行搅拌，通过冷热水夹套内通入的热水把槽体内的液体加热到95℃；
三、保温一小时后通过冷热水夹套内通入的冷水把槽体内的液体降温至40℃；
四、通过四氢糠醇专用漏斗向槽体内加入将四氢糠醇，控制四氢糠醇的流速为10～30L/h；
五、槽体内的液体降温至室温后关闭冷热水夹套内的冷水、停止变频搅拌减速机系统的搅拌；
六、静置12h后得到增稠剂。
本发明技术方案的有益效果在于：上述设备采用上展阀底出口设计，可有效防止底出口堵塞。使用此增稠剂熬制设备，其批次间增稠剂粘度值相差较小，产品均一性较好。经试用，目前使用情况良好。
附图说明
图1为增稠剂熬制设备示意图
图中：进料口(1)、变频搅拌减速机系统(2)、槽体(3)、机械密封(5)、冷热水进口(6)、冷热水出口(7)、出料口(8)、四氢糠醇专用漏斗(10)、排风出口(11)、槽体支架(12)。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
如图1所示，本发明一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，该装置包括进料口1、变频搅拌减速机系统2、槽体3、机械密封5、冷热水进口6、冷热水出口7、出料口8、四氢糠醇专用漏斗10、排风出口11、槽体支架12；
槽体3的容积为100～200升，分为两部分，上部分是一个内径为500mm的圆柱形结构，下部分是一个向下凸出的椭球状结构；
在槽体3上方连接排风出口11、变频搅拌减速机系统2、进料口1；进料口1的直径为20mm。排风出口11处安装有蝶阀9，用来控制排风风量大小。
变频搅拌减速机系统2包括变频器、减速机和搅拌轴；通过变频器和减速机控制输出电源的频率和搅拌轴的转速；
在搅拌轴上安装有机械密封5，通过机械密封5防止变频搅拌减速机系统2的机油进入槽体3内；
通过进料口1向槽体3内加入聚乙烯醇；
当需要向槽体3内加入四氢糠醇时，将四氢糠醇专用漏斗10插入进料口1，通过四氢糠醇专用漏斗10向槽体3内加入四氢糠醇；四氢糠醇专用漏斗10的下出口直径为1mm，用来控制加料时四氢糠醇的流速。
槽体3侧部设置冷热水夹套，通过冷热水夹套内的冷热水来控制槽体3内工作介质的温度在25～95℃范围内调节；
在槽体3的冷热水夹套上分别开设冷热水进口6和冷热水出口7；
在槽体3下端口设有出料口8；在出料口8上安装有上展阀4，通过上展阀4防止出料口8堵塞。
槽体3底部焊有三个槽体支架12，用来支撑整个槽体3。
装置中各部件的材质为以下材料之一：321不锈钢、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11TiⅡ。
一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置的使用方法，包括以下步骤：
一、球状核燃料元件生产线增稠剂熬制时，通过进料口1向槽体3内加水，再加入粒径为3mm的颗粒状聚乙烯醇；
二、通过变频搅拌减速机系统2以0～400r/min的转速进行搅拌，通过冷热水夹套内通入的热水把槽体3内的液体加热到95℃；
三、保温一小时后通过冷热水夹套内通入的冷水把槽体3内的液体降温至40℃；
四、通过四氢糠醇专用漏斗10向槽体3内加入将四氢糠醇，控制四氢糠醇的流速为10～30L/h；
五、槽体3内的液体降温至室温后关闭冷热水夹套内的冷水、停止变频搅拌减速机系统2的搅拌；
六、静置12h后得到增稠剂。

Claims (10)

1.一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：该装置包括进料口(1)、变频搅拌减速机系统(2)、槽体(3)、机械密封(5)、冷热水进口(6)、冷热水出口(7)、出料口(8)、四氢糠醇专用漏斗(10)、排风出口(11)、槽体支架(12)；
槽体(3)分为两部分，上部分是一个圆柱形结构，下部分是一个向下凸出的椭球状结构；
在槽体(3)上方连接排风出口(11)、变频搅拌减速机系统(2)、进料口(1)；
变频搅拌减速机系统(2)包括变频器、减速机和搅拌轴；通过变频器和减速机控制输出电源的频率和搅拌轴的转速；
在搅拌轴上安装有机械密封(5)，通过机械密封(5)防止变频搅拌减速机系统(2)的机油进入槽体(3)内；
通过进料口(1)向槽体(3)内加入聚乙烯醇；
当需要向槽体(3)内加入四氢糠醇时，将四氢糠醇专用漏斗(10)插入进料口(1)，通过四氢糠醇专用漏斗(10)向槽体(3)内加入四氢糠醇；
槽体(3)侧部设置冷热水夹套，通过冷热水夹套内的冷热水来控制槽体(3)内工作介质的温度；
在槽体(3)的冷热水夹套上分别开设冷热水进口(6)和冷热水出口(7)；
在槽体(3)下端口设有出料口(8)；
槽体(3)底部焊有三个槽体支架(12)，用来支撑整个槽体(3)。
2.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：槽体(3)的容积为100～200升，上部分是一个内径为500mm的圆柱形结构。
3.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：进料口(1)的直径为20mm。
4.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：槽体(3)侧部设置冷热水夹套，通过冷热水夹套内的冷热水来控制槽体(3)内工作介质的温度在25～95℃范围内调节。
5.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：装置的材质为以下材料之一：321不锈钢、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11TiⅡ。
6.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：在出料口(8)上安装有上展阀(4)，通过上展阀(4)防止出料口(8)堵塞。
7.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：四氢糠醇专用漏斗(10)的下出口直径为1mm，用来控制加料时四氢糠醇的流速。
8.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：排风出口(11)处安装有蝶阀(9)，用来控制排风风量大小。
9.如权利要求1所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置，其特征在于：槽体(3)的容积为100～200升，上部分是一个内径为500mm的圆柱形结构；
进料口(1)的直径为20mm；
槽体(3)侧部设置冷热水夹套，通过冷热水夹套内的冷热水来控制槽体(3)内工作介质的温度在25～95℃范围内调节；
装置的材质为以下材料之一：321不锈钢、06Cr18Ni11Ti、06Cr18Ni11TiⅡ；
在出料口(8)上安装有上展阀(4)，通过上展阀(4)防止出料口(8)堵塞；
四氢糠醇专用漏斗(10)的下出口直径为1mm，用来控制加料时四氢糠醇的流速；
排风出口(11)处安装有蝶阀(9)，用来控制排风风量大小。
10.如权利要求1～9中任一项所述的一种球状核燃料元件生产线增稠剂熬制装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
一、球状核燃料元件生产线增稠剂熬制时，通过进料口(1)向槽体(3)内加水，再加入粒径为3mm的颗粒状聚乙烯醇；
二、通过变频搅拌减速机系统(2)以0～400r/min的转速进行搅拌，通过冷热水夹套内通入的热水把槽体(3)内的液体加热到95℃；
三、保温一小时后通过冷热水夹套内通入的冷水把槽体(3)内的液体降温至40℃；
四、通过四氢糠醇专用漏斗(10)向槽体(3)内加入将四氢糠醇，控制四氢糠醇的流速为10～30L/h；
五、槽体(3)内的液体降温至室温后关闭冷热水夹套内的冷水、停止变频搅拌减速机系统(2)的搅拌；
六、静置12h后得到增稠剂。
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