DE1924594C3 - Vorrichtung zur ausfaellung von uranverbindungen aus waessriger loesung - Google Patents

Claims (2)

1. Bei der Produktion von Kernbrennstoffen aus an mit sicheren Geometrien angewandt. Sie sind deshalb U-235 angereichertem Uran wird UF, üblicherweise in als Flachbehälter mit sicherer Schichtdicke ausgeführt. Druckbehältern transportiert und ausgeliefert. Um Das Fällgefäß besteht aus dem Flachbeh .lter, UF₈ zu verarbeiten, wird es aus diesen Behältern in dessen Seiten heiz- und kühlbar sind und größere einen nachgeschalteten Reaktor verdampft, der ein 5 Wärmeübergangsflächen bieten, und dem angebauten Fällgefäß sein kann. Aus wäßrigen Lösungen wird Mischdüsentei! 3 mit Umwälzpumpe 4. Neben UF₈ Uran entweder mit einer ammoniakalischen Lösung können in den Mischdüsenteil sowohl gasförmige als als Ammoniumuranat (ADU) oder mit (NH₄), — CO₃ auch flüssige Fällungsreagenzien eingespeist werden,
   in Form einer Lösung oder der gasförmigen Kompo- Die Querschnitte der Düsennennweite zur Mischnenten NH₃ und CO₈ als Ammoniumuranylcarbonat io rohrnennweite müssen das Verhältnis 1:3 bis 1:5 (AUC) abgeschieden. Diese Fällungsoperationen wer- haben, wenn bei gutem Mischeffekt ein Zuwachsen der den zumeist in geeigneten beheizbaren Kesseln aus- Düsen verhindert werden soll. Für jede in das Fällgeführt, wobei die Fällungsreagenzien durch einfache gefäß eindosierte Komponente ist eine Mischdüse vor-Einleitsystemc unter Rühren der Lösung hinzu- gesehen. Das im Fällgefäß 1 vorgelegte Wasiäer wird gegeben werden. Sofern die Fällungsreagenzien iür 15 durch die Umwälzpumpe 4 in den Mischdüsenteil 3 wäßrige Systeme schwerlösliche Gase sind, bedient gedruckt, von dem die einzelnen Mischdüsen getrennt man sich häufig auch sogenannter Injektordüsen, die an geeigneter Stelle in das Fällgefäß einmünden. Um den Vorteil haben, die Absorption zu fördern. eine gute Durchmischung von Komponenten flüssig/

   Für den Fall der Verarbeitung von angereichertem flüssig oder flüssig/gasförmig zu erreichen, haben die

   Uran ist es nötig, von zumeist kompakt gebauten Re- ao in das Fällgefäß einmündenden Fällrohre eine Mindest-

   aktionsgefäßen abzugehen und diese nach den Er- länge von 1 m.

   fordernissen der nuklearen Sicherheit mit Geometrien Zur Vermeidung von Sedimentation eines Nieder-

   zu bauen, die in bezug auf die in ihnen auszuführenden Schlages befindet sich im konisch zulaufenden Boden

   Reaktionsführungen von Nachteil sein können. Flach- des Gefäßes ein Luft- oder Gaseinleitrohr 5 mit nach

   behälter mit sicheren Geometrien haben gegenüber as unten gerichteten Düsen.

   Kompaktbehältern zumeist den Nachteil, daß sie Der über die Abgasleitung 6 mit dem Fällgefäß verschlecht zugänglich und deshalb auch schwer zu rei- bundene Wäscher 2 besteht ebenso aus dem an den nigen sind. Seitenflächen kühlbaren Flachbehälter und der UmVorrichtungen zur Ausfällung von ^peststoffen aus wälzpumpe 7, die mit Hilfe der Mischdüse 8 einen Sog wäßrigen Lösungen sind an sich bekannt. 30 in der Abgasleitung 6 erzeugt. Der besondere Vorteil

   Bei diesen bekannten Vorrichtungen erfolgt z. B. der in 3 und 8 dargestellten Mischdüsen mit Fallrohr

   nach der deutschen Patentschrift 1 274 082 die Zu- führt durch den starken Mischeffekt auch bei schwer

   führung der flüssigen Medien durch mehrere Düsen, absorbierbaren Gasen zu guter Absorption. Gute Er-

   wobei ein Fällgefäß mit einem bestimmten Flüssig- folge mit der Vorrichtung der Erfindung wurden er-

   keitsspiegel nicht vorhanden ist. 35 zielt bei der Absorption radioaktiver Aerosol·;, bei der

   Auch bei anderen bekannten Vorrichtungen, z. B. Absorption von NO_g und CO_g.
   nach der britischen Patentschrift 638 564, erfolgt eine

   Zuführung der Reaktionskomponenten durch Düsen. Beispiel 1

   Ferner ist aus der USA.-Patentschrift 2 983 578 eine

   kontinuierliche Fällvorrichtung bekannt, die nach Art 40 In einen Flachbehälter, der zur Ausfällung von

   einer Austauschkolonne arbeitet. etwa 130 kg U als Ammoniumuranylcarbonat (AUC)

   Alle diese bekannten Ausführungen sind zur Aus- geeignet ist, werden als Vorlage 5001 Wasser unter

   fällung von Uranverbindungen nicht geeignet, da bei Verwendung des im nachgeschalteten Wäscher befind-

   diesen auf die Erfordernisse der nuklearen Sicherheit liehen Waschwassers eingefüllt und über die Misch-

   keine Rücksicht genommen wird. Sie entsprechen den 45 düsen umgepumpt,

   oben bereits erwähnten Fällvorrichtungen. Bei Umsetzung von UF, ist es vorteilhaft, das UF«

   Erfindungsgemäß werden die Nachteile der be- über die Mischdüse mit dem obersten Einleitrohr einkannten Vorrichtungen dadurch überwunden, daß von zuführen, weil so der F~-Gehalt des Fällproduktes einer Umwälzpumpe und von einem Mischdüsen- besonders klein gehalten werden kann (< 500 ppm F-). system ausgehende Fällrohre unterhalb des Flüssig- 50 Durch zwei weitere Düsen werden die Komponenten keitsspiegel» in ein als Flachbehälter ausgeführtes CO, und NH₁ eingebracht. Die Fällungstemperatur Fällgefäß einmünden und eine Waschvorrichtung zur wird auf 60°C gehalten. Nach beendeter Ausfällung Adsorption abgehender Gase und Aerosole angeschlos- bei pH-Werten zwischen 8 und 9 wird die Suspension sen ist, wobei die Querschnitte von Düse zu Mischrohr auf etwa 18⁰C abgekühlt und auf ein Filter absich verhalten wie 1: 3 bis 1:5. 55 gelassen.

   Vorzugsweise enthält auch der angeschlossene

   Wäscher eine Mischdüse, wobei .das Durchmesser' Beispiel 2 verhältnis von Düse zu Zuführungsrohr 1:5 bis 1:6

   beträgt. Die Fällung des Urans kann an Stelle von UF₄ auch

   In Verbindung mit der an der untersten Stelle des ίο mit einer hochkonzentrierten Uranylnitratlösung (etwa

   Fällbehälters die Suspension umwälzenden Pumpe ist 400 g U/l) ausgeführt werden. Wie im Beispiel 1 wird

   die erforderliche gute Durchmischung des gesamten auch die Urankomponente über die gesamte Fällzeit

   Inhalts gewährleistet. eindosiert.

   Die nach der Vorrichtung der Erfindung ent·

   wickelte Fällungsapparatur besteht aus zwei Teilen, «s Patentansprüche: dem eigentlichen Fällgefäß 1 und einem ihm angeschlossenen Wäscher 2. 1. Vorrichtung zur Ausfällung von Uranverbin-

   ReI Läiden Behältern werden Behälterdimenstonen düngen aus wäßriger Lösung mit Düsen, da«

   durch gekennzeichnet, daß von einer Umwälzpumpe (4) und von einem Mischdüsensystem (3) ausgehende Fällrohre unterhalb des Flüssigkeitsspiegels in ein als Flachbehälter ausgeführtes Fällgefäß (1) einmünden und eine Waschvorrichtung (2) zur Adsorption abgehender Gase und Aerosol« angeschlossen ist, wobei die Querschnitte von Düse zu Mischrohr sich verhalten wie 1: 3 bis 1: 5.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der angeschlossene Wäscher (2) eine Mischdüse (8) enthält, wobei das Durchmesiierverhältnis von Düse zu Zuführungsrohr 1: 5 bis 1: 6 beträgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen