CN219876176U - 一种电磁感应加热六氟化铀供料装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于核燃料生产铀化工技术领域，具体为一种电磁感应加热六氟化铀供料装置，包括支撑座、固定在支撑座上的筒体以及同轴设置在筒体内的保护笼架，保护笼架的外侧依次套装有热均层、保温层和电感线圈，保护笼架的内部装有六氟化铀罐；筒体的上开口端盖合有上盖组件，上盖组件与筒体通过扣环法兰密封连接；电感线圈与高频电源连接。本实用新型通过高频电流产生的磁带涡流效应实现对装有六氟化铀的六氟化铀罐进行快速有效的加热，热量迅速传递至晶体状的六氟化铀，实现六氟化铀的液化及气化供料，且筒体呈立式设置在支撑座上，筒体作为六氟化铀罐的包容边界，可防止六氟化铀泄露扩散至大气中，同时更便于工作人员加料和卸料。
Description
技术领域
本实用新型属于核燃料生产铀化工技术领域，具体为一种电磁感应加热六氟化铀供料装置。
背景技术
六氟化铀是一种无机化合物，常温常压下为无色或淡黄色的晶体，易升华，是一种极度危险的放射性物质。它与水或空气中的水蒸气反应会生成有毒的氟化氢气体和水溶性氟化铀酰，如果吸入或接触人体，极易造成致命性伤害。
利用六氟化铀制备二氧化铀粉末的工艺通常用干法工艺，干法工艺是将六氟化铀放置在密闭的气化罐加热容器内使其内的固态六氟化铀气化，然后将六氟化铀气体输入专用的干法转化炉，炉内通入水蒸气和氢气，直接制得二氧化铀粉末。利用干法工艺在六氟化铀气化过程中容器有发生泄漏的风险，一旦容器泄漏将会造成不可挽回的风险。
为了避免六氟化铀在转移过程中容器发生泄漏，通常在进行气化转移时将六氟化铀罐放置在六氟化铀供料装置内，供料装置作为六氟化铀罐的保护容器，在物料转移过程中产品容器一旦发生泄漏，供料装置将作为六氟化铀罐的包容边界，防止六氟化铀扩散至大气中。另外，在六氟化铀的转移过程中，供料装置内的六氟化铀的饱和蒸气压必须控制在一定范围内，外部加热温度需均匀可控；但目前的六氟化铀供料装置多为卧式供料方式，供料装置的自动化程度较低，且存在温度加热不均匀，加热速度较慢的现象。
因此，本领域技术人员亟需研发一款立式且能实现加热快速均匀的供料装置。
实用新型内容
为解决上述背景技术中的问题，本实用新型提供一种电磁感应加热六氟化铀供料装置，通过将电感线圈设置在六氟化铀罐的外周，利用高频电流产生的磁带涡流效应实现对装有六氟化铀的容器进行快速有效加热，且温度场均匀。
本实用新型采用以下技术方案：
一种电磁感应加热六氟化铀供料装置，包括支撑座、固定在支撑座上的筒体以及同轴设置在筒体内的保护笼架，保护笼架的外侧依次套装有热均层、保温层和电感线圈，保护笼架的内部装有六氟化铀罐；筒体的上开口端盖合有上盖组件，上盖组件与筒体通过扣环法兰密封连接；电感线圈与高频电源连接。
进一步的，六氟化铀罐的外侧壁上设置多个接触式热电偶，接触式热电偶和电感线圈均与控制系统通讯连接。
进一步的，电感线圈和保护笼架固定于支撑座上，且电感线圈的高度与六氟化铀罐内的固体物料高度一致，保温层和热均层的高度高于保护笼架的高度。
进一步的，保护笼架的内径与六氟化铀罐的外径相同，且保护笼架的上端开口为大口锥段。
进一步的，上盖组件的顶面固定有电机，电机的输出轴贯穿上盖组件后与风扇连接，风扇位于六氟化铀罐的上方，风扇外设置风罩。
进一步的，筒体的外表面上设有支撑扣环法兰的法兰支撑机构，扣环法兰的内壁面形成卡槽，筒体的上开口端向外凸出有第一卡接边沿，上盖组件的下开口端向外凸出有第二卡接边沿，盖合状态下，第一卡接边沿和第二卡接边沿密封卡接在卡槽内。
进一步的，第一卡接边沿的上表面设置第一斜齿，第二卡接边沿的下表面设置有第二斜齿，第一斜齿和第二斜齿啮合连接，第一卡接边沿和第二卡接边沿通过密封垫圈密封连接。
进一步的，上盖组件包括与筒体的上开口端密封连接的上盖、铰接连接在销轴支撑件上的电动推杆I，电动推杆I的推动端与扣环法兰的外侧壁通过推杆支座铰接连接。
进一步的，筒体的外侧壁上还铰接连接有电动推杆II,电动推杆II的推动端朝上设置，上盖的顶面上固定连接有上盖板支架，上盖板支架的另一端依次通过第一转动轴与销轴支撑件转动连接，通过第二转动轴与电动推杆II的推动端铰接连接，电动推杆II动作驱动上盖绕第一转动轴转动。
进一步的，上盖的上表面上设置有第一手轮，扣环法兰的外表面设置有第二手轮。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型在六氟化铀罐的外周套设有热均层、保温层和电感线圈，电感线圈与高频电源连接，通过高频电流产生的磁带涡流效应实现对装有六氟化铀的六氟化铀罐进行快速有效的加热，热量迅速穿过保温层传递热均层，通过热均层把热量分散开，再通过空气将热量均匀的传递至晶体状的六氟化铀，利用六氟化铀的温度相变关系，实现六氟化铀的液化及气化供料；且筒体呈立式设置在支撑座上，筒体作为六氟化铀罐的包容边界，可防止六氟化铀泄露扩散至大气中，立式的供料装置更便于工作人员加料和卸料。
(2)保温层和热均层的高度均高于保护笼架的高度，利用热均层的上方开口及热量向上传递的特性将热量传递至上方未加热区域，避免容器及阀门温度过低导致物料冷凝堵塞；由于电感加热速度快且热量集中，热均层可实现将热量均匀散开，实现了六氟化铀容器的均匀加热。
(3)本实用新型在电感线圈的中间设置保护笼架，且保护笼架的开口端为大口锥段，实现六氟化铀罐放置的导向功能，确保六氟化铀罐可对中放入，减少取出过程中六氟化铀罐与电感线圈的摩擦引起的加热不均。
(4)本实用新型的六氟化铀罐的外侧壁上设有多个接触式热电偶，且通过控制系统调节电感线圈的功率，可以快速调节因六氟化铀物料下降导致的局部温度过低的现象，最大限度的保证六氟化铀罐壁面温度的均匀。
(5)本实用新型配备有自动化的上盖组件，利用双电动推杆实现上盖的扣环式法兰密封以及自动开关盖，减少操作人员的劳动强度及接触辐射风险，确保整体设备的操作便捷性。另外，还在上盖及扣环法兰上均设有手轮结构，作为电动推杆失效后的驱动支撑点，确保上盖在任何状态下均可开关。
附图说明
为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
图1为本实用新型电磁感应加热六氟化铀供料装置的整体结构图；
图2为本实用新型的电感加热结构图；
图3为本实用新型的扣环法兰密封结构图；
图4为本发的上盖组件结构图；
其中：1-支撑座，2-筒体，3-保护笼架，4-电感线圈，5-六氟化铀罐，6-磁力联轴器，7-扣环法兰，8-电机，9-法兰支撑机构，10-卡槽，11-第一卡接边沿，12-第二卡接边沿，13-密封垫圈，14-销轴支撑件，15-上盖，16-电动推杆I，17-推杆支座，18-电动推杆II，19-上盖板支架，20-第一转动轴，21-第二转动轴，22-第一手轮，23-第二手轮，24-保温层，25-热均层。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。
下面结合附图1至附图4以及具体实施例详细论述本实用新型。
如图1-4所示，本实用新型提供一种电磁感应加热六氟化铀供料装置，包括支撑座1、固定在支撑座1上的筒体2以及同轴设置在筒体2内的保护笼架3，保护笼架3的外侧依次套装有热均层25、保温层24和电感线圈4，保护笼架3的内部装有六氟化铀罐5，保护笼架3的设置一方面为六氟化铀罐5的取放料提供导向作用，另一方面避免电感线圈4与六氟化铀罐5接触摩擦引起的加热不均，由于电感加热速度快且热量集中，直接传递至六氟化铀罐5会引起热量不均，通过设置保温层24和热均层25使热量先传递至保温层24，再迅速传递至热均层25，热均层25可将热量均匀的散开，再通过空气均匀的传递至六氟化铀罐5内；筒体2的上开口端盖合有上盖组件，上盖组件与筒体2通过扣环法兰7密封连接；电感线圈4与高频电源连接。
本实用新型由电感加热利用磁感线完成六氟化铀罐壁面的传热，故其加热过程中响应快，并且长时间运行节能效果好；具体加热原理为：通过高频电流产生的磁带涡流效应实现对装有六氟化铀的六氟化铀罐进行快速有效的加热，热量迅速穿过保温层24传递热均层25，通过热均层25把热量分散开，再通过空气将热量均匀的传递至晶体状的六氟化铀，利用六氟化铀的温度相变关系，实现六氟化铀的液化及气化供料。可以知道，本实用新型的六氟化铀物料在转移过程中，筒体2内始终处于负压状态，筒体内的气体物料不会泄露至空气中，即使在密封稍微不严实的情况下，外界的空气会通过负压进入筒体内。
还需要说明的是，本申请中的筒体2呈立式设置在支撑座1上，筒体2作为六氟化铀罐5的包容边界，在物料转移过程中六氟化铀罐或管道一旦发生泄漏，筒体2包容六氟化铀罐5，可防止六氟化铀泄露扩散至大气中，且立式的供料装置更便于工作人员加料和卸料。
具体的，如图2所示，保护笼架3的内径与六氟化铀罐5的外径相同，且保护笼架3的上端开口为大口锥段，便于六氟化铀罐5的对中放入，而无需设置多余的固定机构，减少了操作人员的劳动强度。优选的，保护笼架3包括下固定圈、上固定圈以及连接上固定圈和下固定圈的连接条。在本实施例中，连接条有三个，周向均匀设置在上固定圈和下固定圈的外周，相邻两个连接条之间的间隙为电感线圈与六氟化铀容器接触的间隙，保护笼架的大口锥段设置在上固定圈的上端开口上。
具体的，为了对加热温度进行实时控制，六氟化铀罐5的外侧壁上设置多个接触式热电偶，接触式热电偶和电感线圈均与控制系统通讯连接。控制系统用于调节电感线圈的功率，可以快速调节因六氟化铀物料下降导致的局部温度过低的现象，最大限度的保证六氟化铀罐壁面温度的均匀。
具体的，如图1、图2所示，电感线圈4和保护笼架3的下端固定于支撑座2上，且电感线圈4的高度与六氟化铀罐5内的固体物料高度一致。电感线圈4全包容固定物料，实现了对固体物料的均匀加热。由于物料在相变过程中体积会膨胀，所以在六氟化铀罐5内的固体物料高度通常为罐体高度的一半。
具体的，如图4所示，上盖组件的顶面固定有电机8，电机8的输出轴贯穿上盖组件后6与风扇连接，电机8的输出轴通过磁力联轴器6与上盖组件密封连接，风扇位于六氟化铀罐的上方，风扇外设置风罩。风扇为加热对流和热交换提供动力，保证热量均匀的扩散在整个筒体内。
具体的，如图3所示，筒体2的外表面上设有支撑扣环法兰7的法兰支撑机构9，扣环法兰7的内壁面形成卡槽10，筒体2的上开口端向外凸出有第一卡接边沿11，上盖组件的下开口端向外凸出有第二卡接边沿12，盖合状态下，第一卡接边沿11和第二卡接边沿12密封卡接在卡槽10内；卡槽10的上顶壁上环向间隔设置有若干个缺口，第二卡接边沿12间隔设置在上盖组件的下开口上，第二卡接边沿12的形状与缺口的形状相匹配，且第二卡接边沿12与缺口的数量相同；盖合时，第二卡接边沿12通过缺口进入卡槽10内，接着转动上盖组件使第二卡接边沿12卡接在卡槽10内，实现筒体2的密封。
具体的，第一卡接边沿11的上表面设置第一斜齿(图中未示出)，第二卡接边沿12的下表面设置有第二斜齿，第一斜齿和第二斜齿啮合连接，第一卡接边沿11和第二卡接边沿12通过密封垫圈13密封连接，其中，第一斜齿和第二斜齿的啮合为密封垫圈提供压紧力，避免六氟化铀罐内的物料泄露至空气中，减少人员接触辐射风险，而且该密封方式也可减少密封垫圈的磨损及更好频率，降低运行成本。
具体的，如图4所示，筒体2上靠近上开口端的一侧固定有销轴支撑件14，上盖组件包括与筒体2的上开口端密封连接的上盖15、铰接连接在销轴支撑件14上的电动推杆I16，电动推杆I16的推动端与扣环法兰7的外侧壁通过推杆支座17铰接连接。
具体的，筒体2的外侧壁上还铰接连接有电动推杆II18,电动推杆II18的推动端朝上设置，上盖15的顶面上固定连接有上盖板支架19，上盖板支架19的另一端依次通过第一转动轴20与销轴支撑件14转动连接，通过第二转动轴21与电动推杆II18的推动端铰接连接，电动推杆II18动作驱动上盖15绕第一转动轴20转动。
自动开合盖原理为：需要开盖时，首先启动电动推杆I16，电动推杆I16推动扣环法兰7转动一定角度，使第二卡接边沿12转动至缺口位置，之后启动电动推杆II18，电动推杆II18的推动端缩回，使上盖板支架19绕第一转动轴20向上转动，带动上盖15打开；当需要合盖时，首先启动电动推杆II18，电动推杆II18的推动端伸长，使上盖板支架19绕第二转动轴21向下转动，带动上盖15向下移动使第二卡接边沿12进入扣环法兰7的缺口内，之后启动电动推杆I16，电动推杆I16推动扣环法兰7转动一定角度，使第二卡接边沿12卡接在卡槽10内，完成上盖15的密封盖合。
具体的，上盖15的上表面上设置有第一手轮22，扣环法兰7的外表面设置有第二手轮23。第一手轮22和第二手轮23作为电动推杆失效后的驱动支撑点，确保上盖15在任何状态下均可开关。
以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。
Claims (10)
1.一种电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，包括支撑座、固定在所述支撑座上的筒体以及同轴设置在所述筒体内的保护笼架，所述保护笼架的外侧依次套装有热均层、保温层和电感线圈，所述保护笼架的内部装有六氟化铀罐；所述筒体的上开口端盖合有上盖组件，所述上盖组件与所述筒体通过扣环法兰密封连接；所述电感线圈与高频电源连接。
2.根据权利要求1所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述六氟化铀罐的外侧壁上设置多个接触式热电偶，所述接触式热电偶和所述电感线圈均与控制系统通讯连接。
3.根据权利要求1所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述电感线圈和保护笼架固定于所述支撑座上，且所述电感线圈的高度与所述六氟化铀罐内的固体物料高度一致，所述保温层和热均层的高度高于所述保护笼架的高度。
4.根据权利要求1所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述保护笼架的内径与所述六氟化铀罐的外径相同，且所述保护笼架的上端开口为大口锥段。
5.根据权利要求1所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述上盖组件的顶部固定有电机，所述电机的输出轴贯穿所述上盖组件后与风扇连接，所述风扇位于所述六氟化铀罐的上方，所述风扇外设置风罩。
6.根据权利要求1所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述筒体的外表面上设有支撑所述扣环法兰的法兰支撑机构，所述扣环法兰的内壁面形成卡槽，所述筒体的上开口端向外凸出有第一卡接边沿，所述上盖组件的下开口端向外凸出有第二卡接边沿，盖合状态下，所述第一卡接边沿和第二卡接边沿密封卡接在所述卡槽内。
7.根据权利要求6所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述第一卡接边沿的上表面设置第一斜齿，所述第二卡接边沿的下表面设置有第二斜齿，所述第一斜齿和第二斜齿啮合连接，所述第一卡接边沿和第二卡接边沿通过密封垫圈密封连接。
8.根据权利要求1所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述筒体的外表面还设有销轴支撑件，所述上盖组件包括与所述筒体的上开口端密封连接的上盖、铰接连接在所述销轴支撑件上的电动推杆I，所述电动推杆I的推动端与所述扣环法兰的外侧壁通过推杆支座铰接连接。
9.根据权利要求8所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述筒体的外侧壁上还铰接连接有电动推杆II,所述电动推杆II的推动端朝上设置，所述上盖的顶面上固定连接有上盖板支架，所述上盖板支架的另一端依次通过第一转动轴与所述销轴支撑件转动连接，通过第二转动轴与所述电动推杆II的推动端铰接连接，所述电动推杆II动作驱动所述上盖绕所述第一转动轴转动。
10.根据权利要求9所述的电磁感应加热六氟化铀供料装置，其特征在于，所述上盖的上表面上设置有第一手轮，所述扣环法兰的外表面设置有第二手轮。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |