CN112823397A - 核燃料粉末的生产设备 - Google Patents
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Abstract
用于生产核燃料粉末的设备包括用于将六氟化铀(UF6)转化为二氧化铀(UO2)并具有用于将UF6转化为氟氧化铀(UO2F2)粉末的水解反应器(4)和用于将UO2F2粉末转化为UO2粉末的高温水解炉(6)的设备(2)，以及用于封装UO2粉末并包括填充台(22)的单元(20)，所述填充台具有用于接收要填充的容器(24)的容纳腔室(26)、从炉(6)进行供给的填充管(28)和抽吸系统(32)，该抽吸系统包括定位在填充管(28)的出口(30)处以围绕从填充管(28)的出口(30)落入容器(24)中的UO2粉末的流(P)抽吸环形空气流(A)的抽吸环(34)。
Description
技术领域
本发明涉及二氧化铀(UO2)粉末的生产领域，该UO2粉末特别是用于制造用于核燃料棒的UO2粒料。
背景技术
有可能以六氟化铀(UF6)的形式浓缩铀。但是，然后需要将UF6转化为UO2来制成UO2粒料。
为此，可以通过将气态的UF6和干燥水蒸汽注入到反应器中而通过在反应器中水解来将气态的UF6转化为氟氧化铀(UO2F2)以获得UO2F2粉末，然后通过使UO2F2粉末在炉中循环并在炉中注入干燥水蒸汽和氢气(H2)而通过在炉中高温水解来将UO2F2粉末转化为UO2粉末。
US6136285公开了一种用于将UF6转化为UO2的设备，该设备包括用于实现这种转化方法的水解反应器和高温水解炉。
必须封装获得的UO2粉末，以便可以将其转移并用于制造核燃料粒料。但是，UO2粉末易挥发，可能容易分散到大气中，并污染UF6到UO2的转化设备。
出于放射线清洁和处理转化设备的操作员的安全的原因，需要限制裂变材料扩散的风险。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种用于生产核燃料粉末的设备，该设备能够限制铀污染的风险。
为此，本发明提供了一种用于生产核燃料粉末的设备，该设备包括：
-用于将六氟化铀(UF6)转化为二氧化铀(UO2)的设备，该转化设备包括：
-水解反应器，其用于通过注入到反应器中的气态的UF6和干燥水蒸汽之间的反应，将UF6转化为氟氧化铀(UO2F2)粉末；以及
-高温水解炉，其用于通过使UO2F2粉末与在炉中循环的干燥水蒸汽和氢气(H2)气体反应，将UO2F2粉末转化为UO2粉末；以及
-用于UO2粉末的封装单元，该封装单元包括用于用UO2粉末填充容器的台，该填充台包括容纳腔室、填充管道和抽吸系统，填充管道用来自炉的UO2粉末进行供给并具有通向容纳腔室的出口，抽吸系统包括抽吸环，该抽吸环设置在填充管道的出口处，以用于围绕从填充管道的出口落入容器中的UO2粉末流抽吸环形空气流。
根据特定的实施方式，转化设备可以包括以下一个或多个可选特征，这些特征被单独采用或以任何技术上可行的组合采用：
-填充台包括用于对容纳腔室进行减压并抽吸和过滤腔室中存在的空气的通风系统；
-容纳腔室是包括门的舱室，该门用于将容器引入舱室中或从舱室中取出；
-设备包括警报系统，该警报系统包括设置在容纳腔室中以用于测量容纳腔室中的压力的传感器以及用于在容纳腔室内发生过压的情况下发出警报信号的警报器；
-腔室配备有放射性污染控制装置，该放射性污染控制装置放置在腔室中以在容纳腔室内进行污染控制；
-设备包括至少两个UO2粉末储罐和用于将UO2粉末依次分配到储罐的分配器，填充管道依次从储罐进行供给；
-分配器具有带有平坦底部的槽和用于刮擦槽的底部的至少一个刮具；
-分配器在槽的底部包括用于UO2粉末的出口孔，每个出口孔向相应的储罐进行供给；
-设备包括中性气体注入装置，该中性气体注入装置被设计为将中性气体注入到分配器内；
-设备包括用于翻转和排空填充有UO2的容器的转动台；
-转动台包括抽吸系统，该抽吸系统包括抽吸环，该抽吸环被布置为位于通过转动台返回的容器的入口孔附近；
-转动台包括：框架；用于夹持容器的容器保持器；至少一个提升臂，该提升臂枢转地安装在框架上并承载容器保持器；以及转动机构，该转动机构用于相对于提升臂控制容器保持器的旋转，转动机构被设计为使得提升臂相对于框架的旋转引起容器保持器相对于提升臂旋转；
-转动机构包括：第一小齿轮，该第一小齿轮可旋转地安装在提升臂上，同时可旋转地固定到框架上；第二小齿轮，该第二小齿轮可旋转地安装在提升臂上，同时可旋转地固定到容器保持器上；以及驱动机构，该驱动机构将第一小齿轮连接至第二小齿轮；
-转动台包括设置在框架上以用于将容器阻挡在翻转位置的阻挡装置；
-转动台包括用于检测处于翻转位置的容器的存在的存在传感器，容器包括用于打开或关闭容器的打开系统，转动台被设计为仅在存在传感器检测到处于翻转位置的容器的存在时，才打开打开系统；
-设备包括：设置在炉的入口处的密封件、设置在炉的出口处的密封件和/或设置在反应器与转移装置之间的密封件，所述转移装置被设计为将UO2F2粉末从反应器转移到炉，设备被设计为用惰性气体对所述或每个密封件进行加压；
-设备被设计为向反应器中注入中性气体，以在中性气体气氛下将UF6转化为UO2F2粉末；以及
-中性气体是氮气(N2)。
附图说明
通过阅读下面仅作为例子给出并参照附图进行的描述，将更好地理解本发明及其优点，在附图中：
-图1是用于生产核燃料粉末的设备的示意图；
-图2是图1的核燃料粉末生产设备的填充台的细节的示意图，其示出了在用UO2粉末填充容器期间用于抽吸悬浮颗粒的系统；
-图3是图1的核燃料粉末生产设备的分配器的详细视图；
-图4是容纳UO2粉末的容器的转动台的示意性透视图；
-图5和图6是图4的转动台的示意性侧视图，该转动台处于两种不同的构造中。
具体实施方式
如图1所示，核燃料粉末生产设备1包括被设计为将UF6转化为UO2的转化设备2。
转化设备2包括水解反应器4，其用于通过注入到反应器4中的气态的UF6和干燥水蒸汽(H2O)之间的反应，将UF6转化为UO2F2粉末。
转化设备2包括高温水解炉6，其用于通过使UO2F2粉末与注入到炉6中的来自高温水解的干燥水蒸汽(H2O)和H2气体反应，将UO2F2粉末转化为UO2粉末。
转化设备2包括供给装置8，其被设计为将反应性气体(UF6气体、干燥水蒸汽和H2气体)注入到反应器4和炉6中。
供给装置8还被设计为将惰性气体注入到反应器4中，从而使UF6到UO2的转化在中性气体气氛下进行。中性气体优选是氮气(N2)。
注入到反应器4中的UF6和干燥水蒸汽形成UO2F2粉末，该粉末落到反应器4的底部。
炉6包括连接至反应器4以接收UO2F2粉末的入口10和用于输出UO2粉末的出口12。
转化设备2包括分别在炉6的入口10的水平处和炉6的出口12的水平处的密封件11，以在炉6的入口10处和炉6的出口12处提供密封。
炉6是连续炉，其被设计为使得UO2F2粉末从入口10进入炉6中行进到出口12，同时暴露于注入到炉中的干燥水蒸汽(H2O)和H2气体中。
在此，转化设备2被设计为使注入到炉6中的干燥水蒸汽(H2O)和气态的H2逆着UO2F2粉末的流动(即，从出口12朝向入口10)循环。供给装置8被设计为通过炉6的出口12将干燥水蒸汽(H2O)和气态的H2注入到炉6中。
炉6包括旋转转筒14，其沿着中心轴线C延伸并且具有分别形成入口10和出口12的第一端部和相对的第二端部。使转筒14倾斜以使入口10高于出口12。在操作中，由于转筒14的倾斜和旋转，UO2F2粉末从入口10前进到出口12。
炉6包括用于加热转筒14的加热元件16。在所示的例子中，加热元件16围绕转筒14。
转化设备2包括回收装置17，其用于回收过量的反应性气体、惰性气体和由转化产生的气态的副产物，即氟化氢HF。
回收装置17在此设置在反应器4中，以回收反应器4中存在的气体以及由于炉6中的气体的逆流循环而从炉6上升到反应器4中的气体。
转化设备2包括用于将UO2F2粉末从反应器4的底部转移到炉6的入口10的转移装置18。转移装置18在此是机动的环形螺杆。
转化设备2包括密封件11，其被设置为在转移装置18与反应器4之间，更确切地说在转移装置18与反应器4的开口之间提供密封，转移装置18通过该开口插入反应器4中。
转化设备2被设计为通过连续注入惰性气体(优选氮气(N2))对每个密封件11进行加压，优选在比转化设备2中存在的压力大的压力下。
在比转化设备2中存在的压力大的压力下，在设置在炉的入口10、出口12处和/或反应器4与转移装置18之间的密封件11的水平处注入中性气体可以防止反应性产物和反应产物从转化设备2中逸出，并确保将所述产物限制在转化设备2中。
转化设备2包括用于封装来自炉6的UO2粉末的封装单元20。
反应器4和炉6被设计为连续操作，并连续生产UO2粉末。调节单元20被设计为用由反应器4和炉6连续供给的UO2粉末填充容器。
封装单元20包括用于用UO2粉末填充容器24的台22。
填充台22包括容纳腔室26、填充管道28和抽吸系统32，该填充管道28用来自炉6的UO2粉末进行供给并具有通向该容纳腔室26的出口30。
在图2中可以看出，抽吸系统32包括抽吸环34，该抽吸环设置在填充管道28的出口30处，以围绕从填充管道28的出口30落入容器24的入口孔35中的UO2粉末流P抽吸环形空气流A。
抽吸环34被布置为使得从填充管道28的出口30离开的粉末流P穿过抽吸环34。抽吸环34围绕使填充管道28的出口30伸长的假想的圆柱体设置。
抽吸环34包括围绕中心轴线B延伸的环形管36。管36具有环形形状。管36设有围绕中心轴线B分布在管36上的抽吸孔38。抽吸孔38布置在管36的壁的一部分上，该部分面对抽吸环34的内部。
抽吸环34包括连接至管36的出口管道40。
当在管36内产生抽吸力时，抽吸环34吸引空气A的环形流动。
随着UO2粉末从填充管道28流到容器24，粉末颗粒不可避免地悬浮在周围的空气中。
利用在抽吸环34中产生的适当的抽吸力，当围绕填充管道28的出口30抽吸悬浮在空气中的粉末颗粒时，可以不干扰粉末从填充管道28流到容器24中。因此，有效地限制了周围空气的污染。
有利地，填充台22包括中性气体注入管道39，用于在用UO2粉末填充容器24之前和期间中和容器24。这种构造可以防止UO2粉末与空气接触，从而限制UO2粉末的氧化和粉尘爆炸的风险。注入的中性气体例如是氮气(N2)。
返回图1，抽吸系统32包括用于产生抽吸力的抽吸机42。抽吸机42连接至抽吸环34的出口管道40，以通过抽吸环34抽吸空气。
抽吸系统32包括用于将粉末颗粒与通过抽吸环34抽吸的空气分离的颗粒分离器44。颗粒分离器44在此是旋风分离器。
抽吸系统32包括用于滤出抽吸空气中存在的粉末颗粒的过滤器装置46。
在所示的例子中，过滤装置46位于颗粒分离器44的下游，而抽吸机42设置在过滤装置46的下游。这可以将颗粒与空气分离，然后过滤残留在空气中的任何颗粒，从而限制抽吸机42的污染。
填充台22包括通风系统48，以通过吸入容纳腔室26中存在的空气来更新容纳腔室26内的空气。
通风系统48可以将填充台22的内部保持在真空中，从而避免粉末到填充台22的外部的任何散布。
通风系统48包括用于对容纳腔室26中存在的空气产生抽吸力的抽吸机50和用于对抽吸空气中存在的粉末颗粒进行过滤的过滤器装置52。
由于通风系统48通过抽吸而工作，因此容纳腔室26的环境空气中存在的任何粉末都不会排放到外部，而由通风系统48抽吸和过滤。
如图1所示，容纳腔室26是限定封闭容积体的封闭舱室。作为变型，容纳腔室26是罩。
容纳腔室26包括通道门54，通道门的开口允许将容器24引入腔室26中或从腔室26中取出。
填充台22包括用于自动控制门54的打开和关闭的门控制系统56。
容纳腔室26优选配备有放射性污染控制装置57，该放射性污染控制装置57设置在容纳腔室26的下部中，以在容纳腔室26内进行控制并且特别是检测裂变材料的可能污染。放射性污染控制装置57包括例如α射线检测器和/或用于采集容纳腔室26中存在的大气样本并测量其放射性的装置。
容纳腔室26还可以配备有警报系统58，该警报系统58包括设置在容纳腔室26内以测量其中的压力的传感器60。警报系统58包括警报器62，以在容纳腔室26内发生过压的情况下发出警报信号，该警报信号优选可被舱室外部的操作员感知。
可选地，填充台22的警报系统58可以包括设置在通风系统48的抽吸管道中的传感器63以及被设计为在进气压力降低的情况下(过滤装置52堵塞的迹象)发出警报信号的警报器65。
与传感器63相关联的警报器65和与设置在封闭外壳26内部的传感器60相关联的警报器不同。作为变型，它可以是相同的警报器。
在填充台22与炉6的出口12之间，封装单元20包括由炉6用UO2粉末供给的分配器64和与分配器64并联连接的至少两个储罐66，从而选择性地一次供给一个储罐66，每个储罐66连接至填充台22，以一次从一个储罐66选择性地供给填充台22。
分配器64具有用于接收UO2粉末的槽68。
供给台20具有中性气体注入装置69，其被设计为将惰性气体，优选氮气(N2)注入到分配器64中，更确切地注入到分配器64的槽68中，以防止在出口12的水平处注入的氢气(H2)进入槽68。实际上，使氢气气体与分配器64中可能存在的氧气接触会产生氢气爆炸的风险，从而会产生裂变材料(铀)和有害产品到环境中的散布。如图3所示，槽68具有侧壁70以及优选平坦的底部72，而分配器64包括用于刮擦槽68的底部72的刮具74。刮具74相对于底部72可旋转地安装，并且联接至用于驱动刮具74的马达76(图1)。
槽68的底部72设置有出口孔78，每个出口孔78向相应的储罐66进行供给。
分配器64包括与每个出口孔78相关联以打开或关闭相应的出口孔78的相应的封闭系统80(图1)。
刮具74被设计为由于刮具74的旋转而将搁在槽68的底部72上的UO2粉末推向出口孔78。
如图3所示，侧壁70是以中心轴线R为中心的圆柱形，并且底部72包括分布在底部72上的多个出口孔78(在这种情况下为三个)。出口孔78在此优选均匀地分布在以中心轴线R为中心的假想圆上。
刮具74围绕中心轴线R可旋转地安装。刮具74包括沿径向延伸并具有凹形的刮具面82A的至少一个刮具臂82。
刮具面82A的凹面使得刮具面82A从中心轴线R径向向外延伸，逐渐远离穿过中心轴线R的参考半径和刮擦面82A的距中心轴线R最远的端部，然后逐渐接近所述参考半径。
每个凹形的刮具面82A的距所述参考半径最远的部分优选与出口孔78径向相对。换句话说，每个凹形的刮具面82A的距所述参考半径最远的部分横穿设置出口孔78所沿的假想圆。
这种形状允许由于刮具74的旋转而使粉末返回到出口孔78。朝向槽68的中心的粉末被推回周边，而使朝向槽68的周边的粉末回到槽68的中心。
这允许罐68的完全排空而无需停止UO2粉末的生产或供给。
刮具74在此具有沿直径相对的两个刮具臂82。刮具74沿中心轴线R具有S形视图。替代地，刮具74可以具有单个刮具臂82或超过两个刮具臂82。
在所示的构造中，槽68是圆形的，出口孔78被定位成圆，并且刮具74的运动是圆形的。
更一般地，槽68、出口孔78和刮具74具有的几何形状、位置和运动被设计为允许完全排空槽68而无需停止UO2粉末的生产或供给。
向每个储罐66的供给由封闭系统80控制，该封闭系统80控制向该储罐66进料的出口孔78的打开。
每个储罐66被设置用于在将UO2粉末转移到填充台22之前临时储存UO2粉末，当储罐66充满时，将所储存的粉末充分冷却并且使空的容器24处于待填充的位置。
每个储罐66被设计为冷却被接收在储罐66中的UO2粉末。
每个储罐66具有气体冷却装置83，该气体冷却装置83被设置为产生通过储罐66的气流。气体优选是惰性气体，例如氮气(N2)。这样将UO2粉末保持在中性气体气氛中并确保其冷却。
在此，每个气体冷却装置83包括用于将中性气体注入到储罐66的下部中的注入装置84和用于在储罐66的上部中回收并过滤中性气体的收集和过滤装置86。
有利地，注入装置84被设计为以均匀的方式将中性气体注入到被接收在储罐66中的UO2粉末中。这特别是可以提取可能被捕集在粉末中的残留水分，避免粉末在其冷却过程期间被压实，从而使粉末流化并有利于将其装载到容器24中。为此，注入装置84包括例如由烧结金属制成的多孔扩散器。
每个储罐66具有由出口阀85控制的出口，出口阀85控制UO2粉末从储罐66中流出。每个储罐66的出口连接至专用于该储罐66的输出蜗杆87，输出蜗杆87向装载蜗杆88进行供给，该装载蜗杆88被提供用于用UO2粉末供给填充台22的填充管道28。
填充管线28的入口由入口阀90控制。
在操作中，反应器4和炉6被连续地供给反应性气体并连续地产生UO2粉末。离开炉6的UO2粉末由分配器64收集，分配器64将UO2粉末以依次且周期性的方式分配于储罐66中。分配器64填充储罐66，然后前进到下一个储罐66，直到所有储罐66已被填充，然后循环重复此过程。储罐66在被充满时进行排空，从而它们不会同时全部被充满。
在每个储罐66中冷却UO2粉末。
当容纳在储罐66中的UO2粉末被冷却并且准备填充容器24时，打开该储罐66的出口阀85以向该储罐66的输出蜗杆87进行供给，该输出蜗杆又向装载蜗杆88进行进料，该装载蜗杆88向填充管道28进行供给。
为了向储罐66进行供给，旋转刮具74并打开与供给该储罐66的出口孔78相关联的封闭系统80。由于刮具74的旋转，粉末被推到打开的出口孔78，并流到储罐66。
由于与刮具74相关联的底部72的平坦设计，在分配器64中不存在UO2粉末可能在其中形成团块的死区。这样的团块可能在操作员进行维护干预期间导致大气污染，或导致临界风险。
容器24允许将UO2粉末转移到例如造粒台，以由UO2粉末例如通过烧结形成UO2粒料。在所示的构造中，需要将容器24倒转过来以将其排空并将UO2粉末装载到造粒台中。
有利地，分配器64被设计为平行地接收四个储罐66。当四个储罐66中的一个正在被填充时，四个储罐66中的第二个正在冷却，四个储罐66中的第三个正在被排空，并且四个储罐66中的第四个是空的。因此，在意外关停核燃料粉末生产设备1的情况下，四个储罐66中的第四个仍可用，以允许将转化设备2中存在的所有裂变材料移走并使转化设备2处于安全关停状态下。
如图4所示，核燃料粉末生产设备1包括用于翻转和排空容器24的翻转台100。
转动台100包括：框架102；用于夹持容器24的容器保持器104；至少一个提升臂106，该提升臂围绕第一旋转轴线R1枢转地安装在框架102上，容器保持器104可围绕第二旋转轴线R2旋转地安装在提升臂106上，第二旋转轴线R2与第一旋转轴线R1分开并平行于第一旋转轴线R1；以及转动机构108，其用于仅由于提升臂106相对于框架102的旋转而引起容器保持器104相对于提升臂106的旋转。
容器保持器104包括两个提升臂110，这两个提升臂110被设置为装配到固定到容器24上的框架112的凹部111中。
容器保持器104包括锁定装置114，该锁定装置包括锁定构件116，该锁定构件可移动以装配到框架112的凹部(不可见)中，从而锁定沿着提升臂110滑动的容器24。
在此，转动台100包括通过轴118旋转地联接的两个提升臂106。轴118围绕第一旋转轴线R1可旋转地安装在框架102上，并且提升臂106固定到轴118的两个端部上，每个提升臂106均附接至轴118的相应的端部。
转动台100包括提升系统119，该提升系统用于使提升臂106围绕第一旋转轴线R1旋转。提升系统119包括致动器120，该致动器连接至提升臂106以使它们绕第一旋转轴线R1旋转。
致动器120在此是液压千斤顶，该液压千斤顶具有连接至框架102的第一端部和与第一端部相对并连接至连杆122的第二端部，连杆122旋转地连接至提升臂106。连杆122在此固定到轴118上。替代地，致动器120可以是气动缸或电动千斤顶。
框架102包括锁定装置124，锁定装置124包括锁定构件126，锁定构件126可移动以装配到框架112的锁定凹部128中，以在容器24处于翻转位置时相对于框架102固定容器24。
每个锁定构件126由相应的锁定致动器130控制。如图4所示，将锁定构件126移开以允许容器24翻转，并且将其汇集在一起以装配到锁定凹部128中并阻挡翻转的容器24。
图5和图6分别示出了处于用于夹持容器24的夹持位置(图5)和处于使容器24翻转的翻转位置(图6)的转动台100。在图6中，容器24被锁定装置124阻挡。
在图5和图6中可以看出，转动机构108包括：第一小齿轮132，该第一小齿轮可旋转地安装在提升臂106上，同时可旋转地固定到框架102上；第二小齿轮134，该第二小齿轮可旋转地安装在可旋转地固定到容器保持器104上的提升臂106上；以及驱动机构135，该驱动机构将第一小齿轮132连接至第二小齿轮134。
第一小齿轮132在此借助于锁定臂136旋转地连接至框架102，锁定臂136的一个端部旋转地连接至第一小齿轮132，并且其另一个端部固定到框架102上，使得锁定臂136并且因此第一小齿轮132相对于框架102旋转静止。
驱动机构135包括例如在第一小齿轮132和第二小齿轮134上经过的驱动链138。
随着提升臂106旋转，第一小齿轮132相对于提升臂106枢转，使得第二小齿轮134也相对于提升臂106枢转。第二小齿轮134在围绕其轴线枢转的同时围绕第一小齿轮132作弧线运动。
通过转动台100的这种安装构造，提升臂106的简单旋转引起容器保持器104和容器24的周转圆运动。容器保持器104在其围绕旋转轴线R2旋转的同时描述了围绕旋转轴线R1的圆弧。这可以在同一运动中获得容器24的提升和旋转。容器保持器104的旋转的控制以简单且易于实现的方式获得。
转动台100包括用于接收从返回的容器24离开的粉末的接收器140。
转动台100设有类似于填充台22的抽吸系统32的抽吸系统。转动台100的抽吸系统特别地包括抽吸环142，粉末通过抽吸环142从返回的容器24的入口孔35流到接收器140的入口。抽吸环142类似于填充台22的抽吸环。
如图1所示，翻转台100包括存在传感器144，以检测处于翻转位置的容器24的存在。存在传感器144例如是感应传感器。存在传感器144在此布置在阻挡装置124附近。
阻挡装置124被设计为根据由存在传感器144提供的信号来阻挡容器24。
容器24设有控制容器24的打开和关闭的打开系统146。
转动台100被设计为根据由存在传感器144提供的信号来控制容器24的打开系统146，并且特别是仅在存在传感器144检测到处于翻转位置的容器24的存在时，才控制容器24的打开。
转动台100被设计为基于由存在传感器144提供的信号来激活通过抽吸环142的抽吸。仅当检测到翻转容器24的存在时才激活通过抽吸环142的抽吸。
可选地，转动台100可以包括用于将容器24与接收器140对接的可充气密封件。考虑到定位公差，这确保了密封对接。
转动台100允许在最少人工干预下安全地处理容器24。另外，转动台100是简单的，坚固的且易于清洁的。使用液压或气动致动器120同时提升和翻转容器24的翻转机构108允许容器24平顺地翻转，从而确保UO2粉末完全排空，而不在容器24中留下任何粉末，并且在粉末从容器24转移到接收器140中期间不使任何粉末分散。
核燃料粉末生产设备1整体上允许在生产期间和维护操作期间生产和供给UO2粉末，特别是供给到UO2粒料生产台，限制了转化设备2中团块的形成并限制了容器24的排空和填充期间UO2粉末向大气中的分散。
Claims (18)
1.一种用于生产核燃料粉末的设备，该设备包括：
-用于将六氟化铀(UF6)转化为二氧化铀(UO2)的转化设备(2)，该转化设备(2)包括：
-水解反应器(4)，其用于通过注入到反应器(4)中的气态的UF6和干燥水蒸汽之间的反应，将UF6转化为氟氧化铀粉末(UO2F2)；以及
-高温水解炉(6)，其用于通过使UO2F2粉末与在炉(6)中循环的干燥水蒸汽和气态的氢(H2)反应，将UO2F2粉末转化为UO2粉末；以及
-用于UO2粉末的封装单元(20)，该封装单元(20)包括具有UO2粉末的容器(24)的填充台(22)，填充台(22)包括容纳腔室(26)、填充管道(28)和抽吸系统(32)，填充管道(28)用来自炉(6)的UO2粉末进行供给并具有通向容纳腔室(26)的出口(30)，抽吸系统(32)包括抽吸环(34)，抽吸环(34)设置在填充管道(28)的出口(30)处，以用于围绕从填充管道(28)的出口(30)落入容器(24)中的UO2粉末流(P)抽吸环形空气流(A)。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，填充台(22)包括用于对腔室(26)进行减压并抽吸和过滤腔室(26)中存在的空气的通风系统(48)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，容纳腔室(26)是包括门(54)的舱室，门(54)用于将容器(24)引入所述舱室中或从所述舱室中取出。
4.根据前述任一项权利要求所述的设备，其包括警报系统(58)，该警报系统包括设置在腔室(26)中以用于测量容纳腔室(26)中的压力的传感器(60)以及用于在腔室(26)内发生过压的情况下发出警报信号的警报器(62)。
5.根据前述任一项权利要求所述的设备，其中，容纳腔室(26)配备有放射性污染控制装置(57)，该放射性污染控制装置设置在容纳腔室(26)中以实现对容纳腔室(26)内的污染的控制。
6.根据前述任一项权利要求所述的设备，其包括用于UO2粉末的至少两个储罐(66)和用于将UO2粉末依次分配到储罐(66)的分配器(64)，填充管道(28)依次从储罐(66)进行供给。
7.根据权利要求6所述的设备，其中，分配器(64)具有带有平坦底部(72)的槽(68)和用于刮擦槽(68)的底部(72)的至少一个刮具(74)。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，分配器(64)包括在槽(68)的底部(72)形成的用于UO2粉末的出口孔(78)，每个出口孔(78)向相应的储罐(66)进行供给。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其包括中性气体注入装置(69)，该中性气体注入装置被设计为将惰性气体注入到分配器(64)内。
10.根据前述任一项权利要求所述的设备，其包括用于翻转和排空填充有UO2的容器(24)的转动台(100)。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，转动台(100)包括抽吸系统，该抽吸系统包括抽吸环(142)，该抽吸环被设置为位于由转动台(100)翻转的容器(24)的入口孔(35)附近。
12.根据权利要求10或11所述的设备，其中，转动台(100)包括：框架(102)；用于夹持容器(24)的容器保持器(104)；至少一个提升臂(106)，该提升臂枢转地安装在框架(102)上并承载容器保持器(104)；以及转动机构(108)，该转动机构用于相对于提升臂(106)控制容器保持器(104)的旋转，转动机构(108)被设计为使得提升臂(106)相对于框架(102)的旋转引起容器保持器(104)相对于提升臂(106)旋转。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，转动机构(108)包括：第一小齿轮(132)，该第一小齿轮可旋转地安装在提升臂(106)上，同时可旋转地固定到框架(102)上；第二小齿轮(134)，该第二小齿轮可旋转地安装在提升臂(106)上，同时可旋转地固定到容器保持器(104)上；以及驱动机构(135)，该驱动机构将第一小齿轮(132)连接至第二小齿轮(134)。
14.根据权利要求12和13中任一项所述的设备，其中，转动台(100)包括设置在所述框架(102)上以用于将容器(24)锁定在翻转位置的锁定装置(124)。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的设备，其中，转动台(100)包括用于检测处于翻转位置的容器(24)的存在的存在传感器(144)，容器(24)包括用于打开或关闭容器(24)的打开系统(146)，转动台(100)被设计为仅在存在传感器(144)检测到处于翻转位置的容器(24)的存在时，才打开打开系统(146)。
16.根据前述任一项权利要求所述的设备，其包括：设置在炉(6)的入口(10)处的密封件(11)、设置在炉(6)的出口(12)处的密封件(11)和/或设置在反应器(4)与转移装置(18)之间的密封件(11)，转移装置(18)被设计为将UO2F2粉末从反应器(4)转移到炉(6)，所述设备被设计为用惰性气体对所述或每个密封件(11)进行加压。
17.根据前述任一项权利要求所述的设备，其被设计为向反应器(4)中注入惰性气体，以在惰性气体气氛中进行UF6向UO2F2粉末的转化。
18.根据权利要求16或17所述的设备，其中，所述惰性气体是氮气(N2)。
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