JP2007084375A - Dissolving and mixing tank - Google Patents

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和俊 大久保
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dissolving and mixing tank with which a raw liquid containing uranyl nitrate can be easily prepared. <P>SOLUTION: The dissolving and mixing tank comprises a rotary shaft whose axis line is directed in a substantially horizontal direction and a dissolving and mixing tank main body which is formed so as to be rotated together with the rotary shaft and whose cross section orthogonal to the horizontal direction is a polygonal shape. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、溶解混合槽に関し、特に詳しくは、硝酸ウラニル含有原液を容易に調製することができる溶解混合槽に関する。   The present invention relates to a dissolution and mixing tank, and more particularly to a dissolution and mixing tank in which a uranyl nitrate-containing stock solution can be easily prepared.

非特許文献1〜5によると、高温ガス炉用燃料は、一般的に以下のような工程を経て製造される。まず、酸化ウランの粉末を硝酸に溶かして、硝酸ウラニル溶液とする。次に、この硝酸ウラニル溶液に純水及び増粘剤等を添加し、攪拌して硝酸ウラニル含有原液とする。調製された硝酸ウラニル含有原液は、所定の温度に冷却され、粘度を調製後、細径の滴下ノズルを用いてアンモニア水溶液に滴下される。   According to Non-Patent Documents 1 to 5, HTGR fuel is generally manufactured through the following steps. First, uranium oxide powder is dissolved in nitric acid to form a uranyl nitrate solution. Next, pure water, a thickener and the like are added to the uranyl nitrate solution and stirred to obtain a uranyl nitrate-containing stock solution. The prepared uranyl nitrate-containing stock solution is cooled to a predetermined temperature, adjusted to a viscosity, and then dropped into an aqueous ammonia solution using a small-diameter dropping nozzle.

このアンモニア水溶液に滴下された液滴は、アンモニア水溶液表面に達するまでの間に、アンモニアガスを吹きかけられる。このアンモニアガスによって、液滴表面がゲル化され、これにより、アンモニア水溶液表面到達時における変形が防止される。アンモニア水溶液中における硝酸ウラニルは、アンモニアと十分に反応し、重ウラン酸アンモニウム粒子(以下、「ADU粒子」と略する場合がある。)となる。   The droplets dropped on the aqueous ammonia solution are sprayed with ammonia gas before reaching the surface of the aqueous ammonia solution. The surface of the droplet is gelled by the ammonia gas, thereby preventing deformation when reaching the surface of the aqueous ammonia solution. Uranyl nitrate in the aqueous ammonia solution sufficiently reacts with ammonia to form ammonium heavy uranate particles (hereinafter sometimes abbreviated as “ADU particles”).

この重ウラン酸アンモニウム粒子は、乾燥された後、大気中で焙焼され、二酸化ウランよりも酸素を多く含み、酸素:ウランのモル比が2を超える酸化ウラン、例えば、三酸化ウランとなり、さらに還元及び焼結されることにより、高密度のセラミックス状の二酸化ウラン粒子となる。この二酸化ウラン粒子を篩い分け、すなわち分級して、所定の粒子径を有する燃料核を得る。   The ammonium deuterated uranium particles are dried and then roasted in the atmosphere to contain more oxygen than uranium dioxide, resulting in uranium oxide having an oxygen: uranium molar ratio greater than 2, eg, uranium trioxide, Reduction and sintering result in high-density ceramic-like uranium dioxide particles. The uranium dioxide particles are sieved, that is, classified to obtain fuel nuclei having a predetermined particle size.

この燃料核を流動床に装荷し、被覆ガスを熱分解させることにより被覆を施す。被覆層は、燃料核表面から第一層、第二層、第三層、および第四層を被覆することにより形成されている。第一層の低密度炭素の場合は、約1400℃でアセチレン(C)を熱分解して得られる。第二層および第四層の高密度熱分解炭素の場合は、約1400℃でプロピレン(C)を熱分解して得られる。第三層のSiCの場合は約1600℃でメチルトリクロロシラン(CHSiCl)を熱分解して得られる。 The fuel nuclei are loaded onto a fluidized bed, and coating is performed by thermally decomposing the coating gas. The coating layer is formed by coating the first layer, the second layer, the third layer, and the fourth layer from the fuel core surface. In the case of the first layer of low density carbon, it is obtained by pyrolyzing acetylene (C 2 H 2 ) at about 1400 ° C. In the case of the high density pyrolytic carbon of the second layer and the fourth layer, it is obtained by pyrolyzing propylene (C 3 H 6 ) at about 1400 ° C. In the case of SiC of the third layer, it is obtained by thermally decomposing methyltrichlorosilane (CH 3 SiCl 3 ) at about 1600 ° C.

一般的な燃料コンパクトは、以上のようにして得られた被覆燃料粒子を黒鉛粉末、粘結剤等からなる黒鉛マトリックス材とともに、中空円筒形状または円筒形状にプレス成型またはモールド成型した後、焼成して得られる。   In general fuel compacts, the coated fuel particles obtained as described above are pressed or molded into a hollow cylindrical shape or cylindrical shape together with a graphite matrix material composed of graphite powder, a binder, etc., and then fired. Obtained.

S.Kato ”Fabrication of HTTR First Loading fuel”,IAEA-TECDOC-1210,187 (2001)S. Kato "Fabrication of HTTR First Loading fuel", IAEA-TECCDOC-1210, 187 (2001) N.Kitamura ”Present status of initial core fuel fabrication for the HTTR” IAEA−TECDOC−988,373(1997)N. Kitamura "Present status of initial core fuel fabrication for the HTTR" IAEA-TECCDOC-988, 373 (1997) 林 君夫、”高温工学試験研究炉の設計方針、製作性及び総合的健全性評価”JAERI−M 89−162(1989)Kimio Hayashi, “High Temperature Engineering Test Reactor Design Policy, Manufacturability and Comprehensive Soundness Evaluation” JAERI-M 89-162 (1989) 湊 和生、”高温ガス炉燃料製造の高度技術の開発”JAERI−Reseach 98−070(1998)Kazuo Tsuji, “Development of Advanced Technology for HTGR Fuel Production” JAERI-Research 98-070 (1998) 長谷川正義、三島良績 監修「原子炉材料ハンドブック」昭和52年10月31日発行 221−247頁、日刊工業新聞社Hasegawa Masayoshi, Mishima Yoshimi supervision "Reactor Material Handbook", published on October 31, 1977, pages 221-247, Nikkan Kogyo Shimbun

一方、ウランなどの核燃料物質を使用して核燃料を製作する場合、臨界事故を防ぐための方法としては、一般的に、取り扱うウラン量を臨界質量以下とする「質量制限」と、ウラン量には関係なく臨界が生じない形状・寸法内でウランを取り扱う「形状制限」とが上げられる。   On the other hand, when manufacturing nuclear fuel using nuclear fuel materials such as uranium, as a method to prevent criticality accidents, in general, the "mass limit" that makes the amount of uranium handled less than the critical mass, Regardless of the shape and dimensions that do not cause criticality, the “shape restriction” for handling uranium is raised.

「質量制限」の場合には、濃縮度10%以下のウランに対する取扱最大量は、9.6kgであり、濃縮度20%以下のウランに対する取扱最大量は、4.0kgである。したがって、各製造工程におけるバッチサイズは、これらの値以下にする必要がある。さらに、安全性の観点から、誤って2重装荷した場合を考慮すると、各製造工程におけるバッチサイズは、これらの値の1/2以下にする必要がある。そのため、核燃料の生産性は悪くなり、量産設備に対する臨界管理方法として適しているとはいえない。   In the case of “mass restriction”, the maximum handling amount for uranium having a concentration of 10% or less is 9.6 kg, and the maximum handling amount for uranium having a concentration of 20% or less is 4.0 kg. Therefore, the batch size in each manufacturing process needs to be below these values. Further, from the viewpoint of safety, considering the case of double loading by mistake, the batch size in each manufacturing process needs to be 1/2 or less of these values. Therefore, the productivity of nuclear fuel deteriorates and it cannot be said that it is suitable as a criticality management method for mass production facilities.

一方、「形状制限」の場合には、ウランの濃縮度や形状によって規定される大きさも異なってくる。例えば、濃縮度10%以下のウランに対する製造設備の大きさが、製造設備の形状が円筒形状である場合、円筒の直径で19.8cm以下であり、製造設備の形状が平板状である場合、平板の厚みで8.3cm以下である。   On the other hand, in the case of “shape restriction”, the size defined by the enrichment and shape of uranium varies. For example, when the size of the manufacturing equipment for uranium with a concentration of 10% or less is a cylindrical shape, the diameter of the cylinder is 19.8 cm or less, and the shape of the manufacturing equipment is a flat plate, The thickness of the flat plate is 8.3 cm or less.

また、濃縮度20%以下のウランに対する製造設備の大きさが、製造設備の形状が円筒形状である場合、円筒の直径で17.4cm以下であり、製造設備の形状が平板状である場合、平板の厚みで6.7cm以下である。   In addition, when the size of the manufacturing equipment for uranium with a concentration of 20% or less is a cylindrical shape, the diameter of the cylinder is 17.4 cm or less, and the shape of the manufacturing equipment is a flat plate, The thickness of the flat plate is 6.7 cm or less.

これらの製造設備で取り扱うウランの量には制限がないため、「形状制限」は、量産設備に対する臨界管理方法としては好ましい。しかしながら、上記したように、高濃縮度のウランになるに従い、「形状制限」での寸法制限値は小さくなるため、燃料核を製造する設備は、細長い円筒形状や薄い平板状にならざるを得ない。   Since there is no limit to the amount of uranium handled in these production facilities, “shape limitation” is preferable as a criticality management method for mass production facilities. However, as described above, since the dimensional limit value in the “shape limit” becomes smaller as the uranium becomes highly enriched, the facility for manufacturing the fuel core must be an elongated cylindrical shape or a thin flat plate shape. Absent.

例えば、酸化ウランを硝酸に溶かす工程において、いわゆる「質量制限」では溶けにくい酸化ウランを溶かすために、プロペラ等で回転攪拌を行っている。また、いわゆる「形状制限」の場合、収納する設備が細長い円筒形状や薄い平板状になるため、プロペラ等による攪拌効果が一部の領域に限られる。そのため、酸化ウランの溶け残りが生じ、所定の濃度の溶液が得られず、内部欠陥の原因になり、ひいては燃料核の品質のバラツキが生じる原因となる。   For example, in the step of dissolving uranium oxide in nitric acid, rotary stirring is performed with a propeller or the like in order to dissolve uranium oxide which is difficult to dissolve by so-called “mass restriction”. Further, in the case of so-called “shape restriction”, the equipment to be housed is an elongated cylindrical shape or a thin flat plate shape. As a result, undissolved uranium oxide is generated, a solution having a predetermined concentration cannot be obtained, causing internal defects, and in turn causing variations in the quality of fuel nuclei.

また、調製された硝酸ウラニル含有原液に純水や増粘剤を添加し、攪拌を行い、アンモニア水溶液に滴下する原液を生成する工程においても、いわゆる「形状制限」の場合、収納する設備が細長い円筒形状や薄い平板状になるため、プロペラ等による攪拌効果が一部の領域に限られる。そのため、硝酸ウラニル、純水、増粘剤が均一に混合されず、その結果、滴下される原液の濃度、粘度が不均一となるという問題点がある。   Also, in the process of adding pure water or a thickener to the prepared uranyl nitrate-containing stock solution, stirring, and producing a stock solution dropped into an aqueous ammonia solution, in the case of so-called “shape restriction”, the equipment to be stored is elongated. Since it becomes a cylindrical shape or a thin flat plate shape, the stirring effect by a propeller or the like is limited to a part of the region. Therefore, uranyl nitrate, pure water, and a thickener are not uniformly mixed, and as a result, there is a problem that the concentration and viscosity of the dripping stock solution are not uniform.

滴下される原液の濃度、粘度が不均一となると、アンモニア水溶液に滴下して、重ウラン酸アンモニウム粒子を生成する際に、粒子径や密度を揃えることが困難であるという問題点があった。その結果として、燃料核の粒子径にバラツキが生じたり、焼結後の燃料核の密度のバラツキが生じたり、燃料核の内部に欠陥が生じたりするという問題点があった。   If the concentration and viscosity of the dripping stock solution are not uniform, there is a problem that it is difficult to make the particle size and density uniform when dropping into an aqueous ammonia solution to produce ammonium deuterated uranate particles. As a result, there are problems that the particle diameters of the fuel nuclei are varied, the density of the fuel nuclei after sintering is varied, and defects are generated inside the fuel nuclei.

本発明は、このような従来の問題点を解消し、硝酸ウラニル含有原液を容易に調製することができる溶解混合槽を提供することをその課題とする。   An object of the present invention is to solve such conventional problems and to provide a dissolution and mixing tank capable of easily preparing a uranyl nitrate-containing stock solution.

前記課題を解決するための手段としては、
請求項1は、軸線が実質的に水平方向に向いた回転軸体と、前記回転軸体と共に回転可能に形成され、前記水平方向に対して直交する断面の形状が多角形状である溶解混合槽本体とを備えてなることを特徴とする溶解混合槽であり、
請求項2は、前記回転軸体は、前記溶解混合槽本体内に原料を供給する供給路と、前記溶解混合槽本体内の内容物を排出する排出路とを備えてなることを特徴とする前記請求項1記載の溶解混合槽であり、
請求項3は、前記溶解混合槽本体の外周面には、前記溶解混合槽本体内の温度を調節する温度調節手段が設けられていることを特徴とする前記請求項1または請求項2記載の溶解混合槽であり、
請求項4は、前記溶解混合槽本体の対向する外周面には、それぞれ中性子吸収材を含んでなる板状部材が設けられていることを特徴とする前記請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の溶解混合槽である。
As means for solving the above-mentioned problems,
The first aspect of the present invention is a dissolution and mixing tank that is formed so as to be able to rotate together with a rotating shaft body whose axis is oriented substantially in the horizontal direction and the rotating shaft body, and has a polygonal cross-sectional shape perpendicular to the horizontal direction. A dissolution mixing tank characterized by comprising a main body,
According to a second aspect of the present invention, the rotating shaft body includes a supply path for supplying the raw material into the dissolution and mixing tank body and a discharge path for discharging the contents in the dissolution and mixing tank body. The dissolution mixing tank according to claim 1,
According to a third aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the dissolution and mixing tank main body is provided with temperature adjusting means for adjusting the temperature in the dissolution and mixing tank main body. Dissolution and mixing tank,
According to a fourth aspect of the present invention, a plate-like member including a neutron absorbing material is provided on each of the opposing outer peripheral surfaces of the dissolution and mixing tank main body. The dissolution and mixing tank according to Item 1.

本発明によれば、回転軸体と、溶解混合槽本体とを備えてなることにより、静止状態において溶解混合槽本体内に収容される、例えば、酸化ウラン、硝酸、純水、増粘剤等の原料は、溶解混合槽本体の最も下方側に位置する多角形状の頂点側に溜まることとなる。次に、回転軸体とともに、回転軸体の軸線を中心にして溶解混合槽本体が回転をすると、前記内側壁面に溜まっていた内容物が、溶解混合槽本体の下方側の内側壁面に沿って、移動する。そして、溶解混合槽本体が、回転に応じて、多角形状の他の頂点が、溶解混合槽本体の最も下方側に位置するようになる。したがって、溶解混合槽本体の内容物は、上記の動作を繰り返すことで、攪拌作用と同様の作用を奏することとなるので、硝酸ウラニル含有原液を容易に調製することができる。   According to the present invention, the rotating shaft body and the dissolution / mixing tank main body are provided so as to be accommodated in the dissolution / mixing tank main body in a stationary state, for example, uranium oxide, nitric acid, pure water, thickener, etc. The raw material is accumulated on the apex side of the polygonal shape located on the lowermost side of the dissolution and mixing tank main body. Next, together with the rotating shaft body, when the dissolution and mixing tank main body rotates around the axis of the rotating shaft body, the contents accumulated on the inner wall surface are along the inner wall surface on the lower side of the dissolving and mixing tank body. ,Moving. And, as the dissolution and mixing tank main body rotates, the other apex of the polygonal shape comes to be located on the lowest side of the dissolution and mixing tank main body. Therefore, the contents of the dissolution and mixing tank main body exhibit the same action as the stirring action by repeating the above-described operation, so that a uranyl nitrate-containing stock solution can be easily prepared.

また、本発明によれば、前記回転軸体は、供給路と、排出路とを備えてなることにより、溶解混合槽本体が回転し、動作している間も、供給、排出を行うことができるので、作業効率を向上させることができる。   Further, according to the present invention, the rotary shaft body includes a supply path and a discharge path, so that the supply and discharge can be performed while the dissolution and mixing tank main body rotates and operates. Therefore, work efficiency can be improved.

さらに、本発明によれば、前記溶解混合槽本体の外周面には、温度調節手段が設けられていることにより、例えば、内部に収容される液体の温度を変更して、所定の濃度や粘度の溶液を得ることができる。   Further, according to the present invention, the temperature adjusting means is provided on the outer peripheral surface of the dissolution and mixing tank main body, so that, for example, the temperature of the liquid stored in the inside is changed, and the predetermined concentration and viscosity are changed. Solution.

そして、本発明によれば、前記溶解混合槽本体の対向する外周面には、それぞれ中性子吸収材を含んでなる板状部材が設けられていることにより、臨界状態を生じさせる中性子を吸収するので、いわゆる「形状制限」における寸法制限値を大きくすることができる。したがって、溶解混合槽本体自体の寸法を大きく形成できるので、生産性を向上させることができる。   And according to this invention, since the plate-shaped member which contains a neutron absorber is provided in the outer peripheral surface which the said melt | dissolution mixing tank main body opposes, since the neutron which produces a critical state is absorbed, Thus, the dimension limit value in so-called “shape limitation” can be increased. Accordingly, the size of the dissolution / mixing tank body itself can be formed large, so that productivity can be improved.

以下、図1を参照しながらこの発明の一実施形態に係る溶解混合槽について説明する。溶解混合槽2は、回転軸体3と、溶解混合槽本体4とを備えてなる。   Hereinafter, a dissolution and mixing tank according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The dissolution / mixing tank 2 includes a rotating shaft body 3 and a dissolution / mixing tank body 4.

回転軸体3は、その軸線が水平方向に向いており、溶解混合槽本体4内に原料を供給する供給路5と、前記溶解混合槽本体4内の内容物を排出する排出路6とを備えてなる。本実施形態においては、回転軸体3は、二重管構造を有している。ここで、内側の管内部が供給路5を形成している。また、内側の管外壁と外側の管内壁とで囲まれた空間が排出路6を形成している。   The rotary shaft 3 has an axis line oriented in the horizontal direction, and includes a supply path 5 for supplying the raw material into the dissolution and mixing tank body 4 and a discharge path 6 for discharging the contents in the dissolution and mixing tank body 4. Prepare. In the present embodiment, the rotating shaft body 3 has a double tube structure. Here, the inside of the inner pipe forms the supply path 5. A space surrounded by the inner pipe outer wall and the outer pipe inner wall forms a discharge path 6.

供給路5は、硝酸ウラニル含有原液の原料となる酸化ウラン、硝酸、水、及び増粘剤等を溶解混合槽本体4内に供給する。供給路5から溶解混合槽本体4内に供給された原料、及びこれら原料が反応することにより得られる生成物は、溶解混合槽本体4に存在する内容物となる。また、排出路6には、例えば、ポンプ6Aが接続されている。このポンプ6Aが、吸引することにより溶解混合槽本体4に存在する内容物を排出することができる。特に、酸化ウラン及び硝酸が反応することにより生成するNOxガスをこの排出路6から溶解混合槽本体4の外に排出することができる。   The supply path 5 supplies uranium oxide, nitric acid, water, a thickener, and the like, which are raw materials for the uranyl nitrate-containing stock solution, into the dissolution and mixing tank body 4. The raw material supplied from the supply path 5 into the dissolution and mixing tank main body 4 and the product obtained by the reaction of these raw materials become the contents present in the dissolution and mixing tank main body 4. Moreover, the pump 6A is connected to the discharge path 6, for example. This pump 6A can discharge the contents present in the dissolution and mixing tank main body 4 by suction. In particular, NOx gas generated by the reaction of uranium oxide and nitric acid can be discharged out of the dissolution and mixing tank body 4 from the discharge path 6.

溶解混合槽本体4は、回転軸体3と共に回転可能に形成され、前記水平方向に対して直交する断面の形状が多角形状である。本実施形態においては、この断面形状は、四角形である。なお、この断面形状は、四角形の他、五角形、六角形、七角形、八角形等の多角形状としてもよい。この中でも、溶解混合槽本体4を製造することが容易であるので、四角形又は八角形が好ましい。   The dissolution / mixing tank body 4 is formed so as to be rotatable together with the rotating shaft 3, and the cross-sectional shape orthogonal to the horizontal direction is a polygonal shape. In the present embodiment, the cross-sectional shape is a quadrangle. In addition, this cross-sectional shape is good also as polygonal shapes, such as a pentagon, a hexagon, a heptagon, and an octagon other than a rectangle. Among these, since it is easy to manufacture the dissolution and mixing tank main body 4, a quadrangular or octagonal shape is preferable.

また、前記溶解混合槽本体4の外周面、例えば、角隅部には、溶解混合槽本体4に存在する硝酸ウラニル含有原液を排出する排出口4Aが設けられている。排出口4Aは、硝酸ウラニル含有原液を排出時のみ開放可能に、スライド式、又は蝶番式等に形成されてなる。なお、排出口4Aの設けられる位置は、一例にすぎず、他の箇所に設けられていてもよい。   Further, a discharge port 4 </ b> A for discharging the uranyl nitrate-containing stock solution present in the dissolution / mixing tank body 4 is provided on the outer peripheral surface of the dissolution / mixing tank body 4, for example, at a corner portion. The discharge port 4A is formed in a slide type or a hinge type so that it can be opened only when the uranyl nitrate-containing stock solution is discharged. The position where the discharge port 4A is provided is merely an example, and may be provided at another location.

前記溶解混合槽本体4の外周面には、前記溶解混合槽本体4内の温度を所定の値に調節する温度調節手段7が設けられている。温度調節手段7としては、公知の電気ヒータと、熱電対等の組み合わせからなる手段を挙げることができる。   On the outer peripheral surface of the dissolution / mixing tank body 4, temperature adjusting means 7 for adjusting the temperature in the dissolution / mixing tank body 4 to a predetermined value is provided. Examples of the temperature adjusting means 7 include means comprising a combination of a known electric heater and a thermocouple.

前記溶解混合槽本体4の対向する外周面側には、それぞれ中性子吸収材を含んでなる板状部材8が設けられている。ここで、中性子吸収材を構成する物質としては、ホウ素、カドミウム、キセノン、ガドリウム、ハフニウム等を含むものであればよい。   On the opposing outer peripheral surface side of the dissolution and mixing tank body 4, plate-like members 8 each containing a neutron absorbing material are provided. Here, the substance constituting the neutron absorber may be any substance containing boron, cadmium, xenon, gadolinium, hafnium, or the like.

[溶解混合槽の使用方法および作用]
上記した溶解混合槽の使用方法および作用を以下に述べる。本発明の溶解混合槽によると、酸化ウランと硝酸とを混合し、場合により、増粘剤としての水溶性ポリマーを添加し、次いで純水を添加することにより粘度を調節された硝酸ウラニル含有原液が調製される。
[Use and action of dissolution and mixing tank]
The use method and operation of the above-described dissolution and mixing tank will be described below. According to the dissolution and mixing tank of the present invention, a uranium nitrate-containing stock solution whose viscosity is adjusted by mixing uranium oxide and nitric acid, optionally adding a water-soluble polymer as a thickener, and then adding pure water. Is prepared.

前記酸化ウランとしては、二酸化ウラン、三酸化ウランまたは八酸化三ウラン等を挙げることができ、特に八酸化三ウランが好ましい。   Examples of the uranium oxide include uranium dioxide, uranium trioxide, and triuranium octoxide, and uranium trioxide is particularly preferable.

前記水溶性ポリマーとしては、ポリビニルアルコール(以下、PVAと略する。)、ポリアクリル酸ナトリウム及びポリエチレンオキシド等の合成ポリマー、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、及びエチルセルロース等のセルロース系ポリマー、可溶性でんぷん、及びカルボキシメチルでんぷん等のでんぷん系ポリマー、デキストリン、及びガラクタン等の水溶性天然高分子等を挙げることができる。   Examples of the water-soluble polymer include polyvinyl alcohol (hereinafter abbreviated as PVA), synthetic polymers such as sodium polyacrylate and polyethylene oxide, cellulose polymers such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, and ethyl cellulose, soluble starch, And starch-based polymers such as carboxymethyl starch, water-soluble natural polymers such as dextrin, and galactan.

これら各種の水溶性ポリマーは、その一種を単独で使用されても、また、それらの二種以上が併用されていても良い。これらの中でも、水溶性ポリマーとして前記合成ポリマーが好ましく、特にポリビニルアルコールが好ましい。   One of these various water-soluble polymers may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. Among these, the synthetic polymer is preferable as the water-soluble polymer, and polyvinyl alcohol is particularly preferable.

ここで、具体的に、溶解、混合を説明する。予め、図1に示すように、温度調節手段7により、溶解混合槽本体4内の温度を所定の温度に調節する。まず、供給路5から、酸化ウランと硝酸とを溶解混合槽本体4内に供給する。溶解混合槽本体4中では、図2に示されるように、静止状態において、鉛直方向側面から見た場合における4角形の各頂点のうち、溶解混合槽本体4の最も下方側に位置する頂点Aを下にした状態で混合溶解槽本体4内に、内容物が溜まる。   Here, specifically, dissolution and mixing will be described. As shown in FIG. 1, the temperature in the dissolution and mixing tank body 4 is adjusted to a predetermined temperature by the temperature adjusting means 7 in advance. First, uranium oxide and nitric acid are supplied from the supply path 5 into the dissolution and mixing tank main body 4. In the dissolution / mixing tank body 4, as shown in FIG. 2, in a stationary state, the vertex A located on the lowermost side of the dissolution / mixing tank body 4 among the respective vertexes of the quadrangle when viewed from the vertical side surface. The contents accumulate in the mixing dissolution tank main body 4 in a state where the value is lowered.

次に、図3に示されるように、回転軸体3とともに、溶解混合槽本体4が、図2の状態から約30度程度、半時計回りに、回転軸を中心にして回転をすると、前記内容物が、溶解混合槽本体4の下方側に位置する頂点A近傍の内側壁面に沿って、移動する。   Next, as shown in FIG. 3, together with the rotating shaft body 3, the dissolution and mixing tank body 4 rotates about 30 degrees counterclockwise from the state of FIG. The contents move along the inner wall surface in the vicinity of the vertex A located on the lower side of the dissolution and mixing tank main body 4.

さらに、図4に示されるように、回転軸体3とともに、溶解混合槽本体4が、図2の状態から約45度程度、半時計回りに、回転軸を中心にして回転をすると、頂点A及び頂点Dが最も下方側に位置するようになる。この場合には、頂点A及び頂点Dとの間に前記内容物が溜まる。   Further, as shown in FIG. 4, together with the rotating shaft body 3, when the dissolution and mixing tank body 4 rotates about the rotating shaft about 45 degrees from the state of FIG. And vertex D comes to be located in the lowermost part. In this case, the contents are accumulated between the vertex A and the vertex D.

また、図5に示されるように、回転軸体3とともに、溶解混合槽本体4が、図2の状態から約90度程度、半時計回りに、回転軸を中心にして回転をすると、前記内容物が、溶解混合槽本体4の下方側に位置する頂点D近傍の内側壁面に沿って、移動し、頂点Dを下にした状態で前記内容物が溜まる。   Further, as shown in FIG. 5, when the dissolution and mixing vessel main body 4 together with the rotating shaft body 3 is rotated about the rotating shaft about 90 degrees counterclockwise from the state of FIG. A thing moves along the inner wall surface in the vicinity of the vertex D located on the lower side of the dissolution and mixing tank main body 4, and the contents accumulate in a state where the vertex D is lowered.

したがって、この溶液は、上記の動作を繰り返すことで、攪拌作用と同様の作用を奏されることになり、硝酸と酸化ウランとの反応が進行し、硝酸ウラニル含有原液が調製される。   Therefore, this solution exhibits the same action as the stirring action by repeating the above operation, the reaction between nitric acid and uranium oxide proceeds, and a uranyl nitrate-containing stock solution is prepared.

また、酸化ウランと硝酸との溶解終了後、温度調節手段7により、硝酸ウラニル溶液を冷却し、供給路5から、水溶性ポリマーを、次いで純水を溶解混合槽本体4内に供給する。その後、上記図2〜図5に示されるように、溶解混合槽本体4を回転させ、同様の攪拌作用により、硝酸ウラニル含有原液が調製される。   After the dissolution of uranium oxide and nitric acid is completed, the uranyl nitrate solution is cooled by the temperature adjusting means 7, and the water-soluble polymer and then pure water are supplied from the supply path 5 into the dissolution and mixing tank body 4. Thereafter, as shown in FIGS. 2 to 5, the dissolution and mixing tank main body 4 is rotated, and a uranyl nitrate-containing stock solution is prepared by the same stirring action.

図2に示されるように、溶解混合槽本体4の回転を止めた後、調製された硝酸ウラニル含有原液は、排出口4Aを開けることにより、図示しない容器に収納される。   As shown in FIG. 2, after the rotation of the dissolution and mixing tank body 4 is stopped, the prepared uranyl nitrate-containing stock solution is stored in a container (not shown) by opening the discharge port 4A.

その後、図示しない反応槽に所定濃度、所定量のアンモニア水溶液を収容する。次に、図示しない滴下装置に、容器に収納された硝酸ウラニル含有原液を流通させ、図示しない滴下装置より硝酸ウラニル含有原液の液滴を前記アンモニア水溶液に滴下する。その後、公知の方法によって、重ウラン酸アンモニウム粒子が製造される。   Thereafter, an ammonia aqueous solution having a predetermined concentration and a predetermined amount is accommodated in a reaction tank (not shown). Next, the uranyl nitrate-containing stock solution stored in the container is circulated through a dropping device (not shown), and droplets of the uranyl nitrate-containing stock solution are dropped from the dropping device (not shown) into the aqueous ammonia solution. Thereafter, ammonium biuranate particles are produced by a known method.

上述のような本実施形態によれば、次のような効果がある。
(1)硝酸ウラニル含有原液を容易に調製することができる。
According to this embodiment as described above, the following effects are obtained.
(1) A uranyl nitrate-containing stock solution can be easily prepared.

(2)前記回転軸体3は、供給路5と、排出路6とを備えてなることにより、溶解混合槽本体4が回転し、動作している間も、原料を供給することができ、また、溶解混合槽本体4内の内容物を排出することができるので、作業効率を向上させることができる。 (2) The rotary shaft body 3 includes the supply path 5 and the discharge path 6 so that the raw material can be supplied while the dissolution and mixing tank body 4 rotates and operates. Moreover, since the contents in the dissolution and mixing tank main body 4 can be discharged, the working efficiency can be improved.

(3)前記溶解混合槽本体4の外周面には、温度調節手段7が設けられていることにより、例えば、内部に収容される液体の温度を変更して、所定の濃度や粘度の溶液を得ることができる。 (3) Since the temperature adjusting means 7 is provided on the outer peripheral surface of the dissolution and mixing tank main body 4, for example, the temperature of the liquid stored in the inside is changed, and a solution having a predetermined concentration or viscosity is applied. Obtainable.

(4)板状部材8が設けられていることにより、臨界状態を生じさせる中性子等の溶解混合槽本体内への侵入を防止するので、いわゆる「形状制限」における寸法制限値を大きくすることができる。したがって、溶解混合槽本体4自体の寸法を大きく形成できるので、生産性を向上させることができる。 (4) Since the plate-like member 8 is provided to prevent the entry of neutrons or the like causing a critical state into the dissolution and mixing tank body, the size limit value in the so-called “shape limit” can be increased. it can. Accordingly, the size of the dissolution / mixing tank main body 4 itself can be formed large, so that the productivity can be improved.

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は、本発明に含まれるものである。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and improvements within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.

また、前記実施形態においては、回転軸体3は、二重管構造を有しているものであったが、これに限られず、例えば、図6に示されるように、内径の大きい外挿管9の内部に、外挿管9よりも外径の小さい内挿管10を2本設ける構造としてもよい。ここで、内挿管10の一方が、供給路を形成し、内挿管10の他方が、排出路を形成するようにしてもよい。   Moreover, in the said embodiment, although the rotating shaft body 3 had a double tube structure, it is not restricted to this, For example, as FIG. 6 shows, the external insertion tube 9 with a large internal diameter is shown. It is good also as a structure which provides the two internal intubation tubes 10 whose outer diameter is smaller than the external intubation tube 9 inside. Here, one of the intubation tubes 10 may form a supply path, and the other of the intubation tubes 10 may form a discharge path.

図1は、本発明に係る溶解混合槽を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing a dissolution and mixing tank according to the present invention. 図2は、本発明に係る溶解混合槽の作用を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing the operation of the dissolution and mixing tank according to the present invention. 図3は、本発明に係る溶解混合槽の作用を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing the operation of the dissolution and mixing tank according to the present invention. 図4は、本発明に係る溶解混合槽の作用を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing the operation of the dissolution and mixing tank according to the present invention. 図5は、本発明に係る溶解混合槽の作用を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing the operation of the dissolution and mixing tank according to the present invention. 図6は、回転軸体の変形例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing a modification of the rotating shaft.

符号の説明Explanation of symbols

2 溶解混合槽
3 回転軸体
4 溶解混合槽本体
4A 排出口
5 供給路
6 排出路
6A ポンプ
7 温度調節手段
8 板状部材
9 外挿管
10 内挿管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 Melting | mixing mixing tank 3 Rotating shaft body 4 Dissolving mixing tank main body 4A Discharge port 5 Supply path 6 Discharge path 6A Pump 7 Temperature control means 8 Plate-shaped member 9 Outer tube 10 Inner tube

Claims (4)

軸線が実質的に水平方向に向いた回転軸体と、前記回転軸体と共に回転可能に形成され、前記水平方向に対して直交する断面の形状が多角形状である溶解混合槽本体とを備えてなることを特徴とする溶解混合槽。   A rotating shaft body having an axis substantially oriented in the horizontal direction, and a dissolution and mixing tank main body formed so as to be rotatable together with the rotating shaft body and having a polygonal cross-sectional shape perpendicular to the horizontal direction. A dissolution and mixing tank characterized by comprising: 前記回転軸体は、前記溶解混合槽本体内に原料を供給する供給路と、前記溶解混合槽本体内の内容物を排出する排出路とを備えてなることを特徴とする前記請求項1記載の溶解混合槽。   The said rotating shaft body is equipped with the supply path which supplies a raw material in the said dissolution mixing tank main body, and the discharge path which discharges the contents in the said dissolution mixing tank main body, The said Claim 1 characterized by the above-mentioned. Dissolution and mixing tank. 前記溶解混合槽本体の外周面には、前記溶解混合槽本体内の温度を調節する温度調節手段が設けられていることを特徴とする前記請求項1または請求項2記載の溶解混合槽。   The dissolution / mixing tank according to claim 1 or 2, wherein a temperature adjusting means for adjusting a temperature in the dissolution / mixing tank body is provided on an outer peripheral surface of the dissolution / mixing tank body. 前記溶解混合槽本体の対向する外周面には、それぞれ中性子吸収材を含んでなる板状部材が設けられていることを特徴とする前記請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の溶解混合槽。



The plate-like member which respectively contains a neutron absorber is provided in the outer peripheral surface which the said melt | dissolution mixing tank main body opposes, The said any one of the Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Dissolving mixing tank.



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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010006618A (en) * 2008-06-24 2010-01-14 Nuclear Fuel Ind Ltd Method and apparatus for regulating uranium enrichment for high-temperature gas-cooled reactor

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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