JP4319000B2 - Ammonium uranate particle production equipment - Google Patents
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Description
本発明は、重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置に関し、さらに詳しくは、燃料核の原料となる重ウラン酸アンモニウム粒子を硝酸ウラニルとアンモニア水とから製造する際に、生成する重ウラン酸アンモニウム粒子の流動性を改良することのできる重ウラン酸アンモニウム粒子の製造に関し、さらに具体的には、硝酸ウラニルとアンモニア水との反応により生成する重ウラン酸アンモニウム及びその他の成分が滴下槽の内面に付着して重ウラン酸アンモニウム粒子との摩擦抵抗が増加し、重ウラン酸アンモニウム粒子の流動性が低下することを防止することのできる重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for producing ammonium heavy uranate particles, and more specifically, the flow of ammonium heavy uranate particles produced when producing ammonium heavy uranate particles as a raw material for fuel nuclei from uranyl nitrate and aqueous ammonia. More specifically, in the production of ammonium heavy uranate particles capable of improving the properties, more specifically, ammonium heavy uranate and other components produced by the reaction of uranyl nitrate and aqueous ammonia adhere to the inner surface of the dropping tank. The present invention relates to an apparatus for producing ammonium heavy uranate particles, which can prevent frictional resistance with ammonium heavy uranate particles from increasing and decrease the fluidity of ammonium heavy uranate particles.
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硝酸ウラニル原液とする。次に、この硝酸ウラニル原液に純水および増粘剤等を添加し、攪拌して滴下原液とする。調製された滴下原液は、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。 A fuel for a HTGR is generally manufactured through the following processes. First, uranium oxide powder is dissolved in nitric acid to obtain a uranyl nitrate stock solution. Next, pure water, a thickener and the like are added to the uranyl nitrate stock solution and stirred to obtain a dropping stock solution. The prepared dropping undiluted solution is cooled to a predetermined temperature, adjusted in 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、落下する前記液滴がアンモニア水溶液の表面に衝突した時に、ゲル化した液滴が変形することが、防止される。なお、ゲル化した液滴を、以下において「ゲル化液滴」と称することがある。アンモニア水溶液中におけるゲル化液滴は、その内部に存在する硝酸ウラニルがアンモニアと反応することにより、重ウラン酸アンモニウム粒子(以下において、「ADU粒子」と略することがある。)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 the gelled droplet from being deformed when the falling droplet collides with the surface of the aqueous ammonia solution. In addition, the gelled droplet may be hereinafter referred to as “gelled droplet”. The gelled droplets in the aqueous ammonia solution become ammonium heavy uranate particles (hereinafter sometimes abbreviated as “ADU particles”) by the reaction of uranyl nitrate existing in the ammonia with ammonia.
このADU粒子は、乾燥された後、大気中で焙焼され、三酸化ウラン粒子となる。さらに、三酸化ウラン粒子は、還元および焼結されることにより、高密度の二酸化ウラン粒子となる。この二酸化ウラン粒子をふるい分け、すなわち分級して、所定の粒子径を有する燃料核微粒子を得る。 The ADU particles are dried and then roasted in the air to become uranium trioxide particles. Furthermore, the uranium trioxide particles are reduced and sintered to become high-density uranium dioxide particles. The uranium dioxide particles are screened, that is, classified to obtain fuel core fine particles having a predetermined particle size.
この燃料核微粒子を流動床に装荷し、被覆層を形成するためのガスを熱分解して、燃料核微粒子表面に複数層から成る被覆層を形成する。被覆層における第一層は、約1400℃でアセチレンを熱分解することにより生成する低密度熱分解炭素で、形成される。また、被覆層における第二層、及び第四層は、約1400℃でプロピレンを熱分解することにより生成する高密度熱分解炭素で、形成される。さらに、被覆層における第三層は、約1600℃でメチルトリクロロシランを熱分解することにより、形成される。 The fuel core particles are loaded onto the fluidized bed, and the gas for forming the coating layer is pyrolyzed to form a coating layer composed of a plurality of layers on the surface of the fuel core particles. The first layer in the coating layer is formed of low density pyrolytic carbon produced by pyrolyzing acetylene at about 1400 ° C. In addition, the second layer and the fourth layer in the coating layer are formed of high-density pyrolytic carbon generated by pyrolyzing propylene at about 1400 ° C. Further, the third layer in the coating layer is formed by thermally decomposing methyltrichlorosilane at about 1600 ° C.
被覆層が形成された後、高温ガス炉用燃料は、一般的な燃料コンパクトとして成型される。この燃料コンパクトは、高温ガス炉用燃料を黒鉛粉末、粘結剤等からなる黒鉛マトリックス材とともに、中空円筒形等にプレス成型またはモールド成型したのち、焼成して得られる(非特許文献1参照)。 After the coating layer is formed, the HTGR fuel is molded as a general fuel compact. This fuel compact is obtained by press-molding or molding a high-temperature gas reactor fuel into a hollow cylindrical shape together with a graphite matrix material made of graphite powder, a binder, etc. (see Non-Patent Document 1). .
ところで、振動する滴下ノズルから硝酸ウラニル原液を、攪拌されていないアンモニア水中に滴下して重ウラン酸アンモニウム粒子を製造すると、アンモニア水中で形成される重ウラン酸アンモニウム粒子が滴下槽の底部に堆積する。そうすると、堆積した重ウラン酸アンモニウム粒子の堆積物における下部に存在する重ウラン酸アンモニウム粒子が、上部に堆積する重ウラン酸アンモニウム粒子の重みで、変形してしまい、所望形状である真球をした重ウラン酸アンモニウム粒子を製造することができない、という問題がある。この問題を解決するために、本発明者らの検討によると、アンモニア水を攪拌しつつこのアンモニア水に硝酸ウラニル原液を滴下すると、アンモニア水中でゲル化液滴が流動状態になるので、真球に近い形状の重ウラン酸アンモニウム粒子を製造する可能性のあることを、突き止めた。しかしながら、硫酸ウラニルとアンモニア水との反応で生成する重ウラン酸アンモニウム及び副生成物等が滴下槽の内面に付着することがあり、そうすると、滴下槽の内壁面と重ウラン酸アンモニウム粒子との摩擦が大きくなり、その結果、滴下槽内で流動するはずの重ウラン酸アンモニウム粒子の流動性が低下するという新たな問題を生じる。 By the way, when the uranyl nitrate stock solution is dropped from a vibrating dropping nozzle into unstirred ammonia water to produce ammonium heavy uranate particles, the ammonium heavy uranate particles formed in the ammonia water are deposited at the bottom of the dropping tank. . Then, the ammonium heavy uranate particles present in the lower part of the deposit of the deposited ammonium heavy uranate particles are deformed by the weight of the ammonium heavy uranate particles deposited on the upper part to form a true sphere of the desired shape. There is a problem that ammonium biuranate particles cannot be produced. In order to solve this problem, according to the study by the present inventors, if the uranyl nitrate stock solution is dropped into the ammonia water while stirring the ammonia water, the gelled droplets become a fluid state in the ammonia water. It has been found that there is a possibility of producing ammonium biuranate particles having a shape close to. However, ammonium heavy uranate and by-products generated by the reaction between uranyl sulfate and aqueous ammonia may adhere to the inner surface of the dropping tank, and the friction between the inner wall surface of the dropping tank and ammonium heavy uranate particles may occur. As a result, there arises a new problem that the fluidity of the ammonium heavy uranate particles that should flow in the dropping tank decreases.
本発明は、重ウラン酸アンモニウム粒子を製造する装置における滴下槽の内壁等に付着して重ウラン酸アンモニウム粒子の流動性を阻害する固形物の主成分が硝酸アンモニウムであることを突き止めたことに基づく。 The present invention is based on the fact that the main component of the solid matter that adheres to the inner wall of the dropping tank in the apparatus for producing ammonium heavy uranate particles and hinders the fluidity of ammonium heavy uranate particles is ammonium nitrate. .
本発明は、上記のような重ウラン酸アンモニウム粒子の流動性を阻害する滴下槽内面に生成付着する固形物たとえば硝酸ウラニルとアンモニアとの反応生成物である硝酸アンモニウムなどを、比較的簡便な装置と操作とにより容易に除去することを意図したものである。すなわち、本発明が解決しようとする課題は、アンモニア水中でゲル化粒子を良好な流動状態にすることができるように、滴下槽の内壁等に付着した付着物を簡単に除去することのできる重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置を提供することである。本発明が解決しようとする他の課題は、滴下槽内に貯留されるアンモニア水中に存在するゲル化粒子の流動性を高めてほぼ真球の重ウラン酸アンモニウム粒子を製造することのできる重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置を提供することである。 The present invention is a relatively simple apparatus for treating solid matter produced and attached to the inner surface of a dropping tank that inhibits the fluidity of ammonium heavy uranate particles as described above, such as ammonium nitrate, which is a reaction product of uranyl nitrate and ammonia. It is intended to be removed easily by operation. That is, the problem to be solved by the present invention is that the adhering matter adhering to the inner wall or the like of the dropping tank can be easily removed so that the gelled particles can be in a good fluid state in the ammonia water. It is to provide an apparatus for producing ammonium uranate particles. Another problem to be solved by the present invention is that heavy uranium that can improve the fluidity of gelled particles existing in ammonia water stored in a dropping tank and produce substantially spherical ammonium heavy uranate particles. It is to provide an ammonium acid particle production apparatus.
前記課題を解決するための手段として、
請求項1は、二酸化ウラン含有の燃料核を製造する工程で使用される重ウラン酸アンモニウム粒子の製造装置であって、アンモニア水を収容することのできる滴下槽と、前記滴下槽の底面に結合され、前記滴下槽内にアンモニアガス又はアンモニア水溶液を噴出する開口部を有する排出管と、前記排出管に連通し、前記滴下槽内にアンモニアガスを導入するアンモニアガス導入管と、前記滴下槽の内部を希硝酸で洗浄する洗浄手段とを有することを特徴とする重ウラン酸アンモニウム粒子の製造装置である、
請求項2は、前記洗浄手段が、滴下槽内に貯留された希硝酸を、滴下槽内に貯留されている希硝酸の液面下近傍から、滴下槽外に取り出し、取り出された希硝酸を滴下槽の下部に導入する循環流路と、この循環流路内の希硝酸を強制的に移送する移送手段とを有して成ることを特徴とする請求項1に記載の重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置であり、
請求項3は、前記洗浄手段が、希硝酸を滴下槽の壁面に向かって噴出させる噴射孔を備えた噴射ノズルと、前記噴射ノズルに希硝酸を供給する希硝酸供給手段とを備えて成ることを特徴とする前記請求項1に記載の重ウラン酸アンモニウムの製造装置であり、
請求項4は、前記噴射ノズルが、滴下槽の内壁面に沿って配置された環状体である前記請求項3に記載の重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置であり、
請求項5は、前記噴射ノズルが、前記滴下槽における縦方向の軸線上に配置され、回転しつつ半径方向に希硝酸を噴射可能に形成されてなる前記請求項3に記載の重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置であり、
請求項6は、前記噴射ノズルは、この噴射ノズルを滴下槽内で上下動させる上下動駆動装置に結合されてなる前記請求項3〜5のいずれか一項に記載の重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置であり、
請求項7は、前記洗浄手段は、滴下槽の少なくとも内壁を摺擦する強制摺擦手段を備えて成る前記請求項1に記載の重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置であり、
請求項8は、前記洗浄手段は、滴下槽内に貯留される希硝酸に超音波を照射する超音波照射装置を備えて成る前記請求項1に記載の重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置である。
As means for solving the problems,
[Claim 1] An apparatus for producing ammonium heavy uranate particles used in a process of producing a fuel nucleus containing uranium dioxide, which is connected to a dropping tank capable of containing ammonia water and a bottom surface of the dropping tank A discharge pipe having an opening for injecting ammonia gas or an aqueous ammonia solution into the dropping tank, an ammonia gas introducing pipe communicating with the discharge pipe and introducing ammonia gas into the dropping tank, and the dropping tank An apparatus for producing ammonium heavy uranate particles, characterized by having a cleaning means for cleaning the inside with dilute nitric acid,
According to a second aspect of the present invention, the cleaning means takes out the dilute nitric acid stored in the dropping tank from the vicinity of the liquid level of the dilute nitric acid stored in the dropping tank to the outside of the dropping tank. 2. The ammonium heavy uranate particles according to
According to a third aspect of the present invention, the cleaning means includes an injection nozzle having an injection hole for injecting dilute nitric acid toward the wall surface of the dropping tank, and a dilute nitric acid supply means for supplying dilute nitric acid to the injection nozzle. The apparatus for producing ammonium biuranate according to
A fourth aspect of the present invention is the apparatus for producing ammonium heavy uranate particles according to the third aspect, wherein the spray nozzle is an annular body disposed along the inner wall surface of the dropping tank.
5. The ammonium deuterated uranium according to claim 3, wherein the injection nozzle is disposed on a longitudinal axis of the dripping tank and is formed so as to be capable of injecting dilute nitric acid in the radial direction while rotating. Particle production equipment,
An eighth aspect of the invention is the apparatus for producing ammonium heavy uranate particles according to the first aspect, wherein the cleaning means includes an ultrasonic irradiation device that irradiates the diluted nitric acid stored in the dropping tank with ultrasonic waves .
本発明によると、以下のような効果を有する重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置を提供することができる。
(1) 洗浄装置で滴下槽の内壁等を希硝酸で洗浄するので、滴下槽内のアンモニウム水溶液中のゲル化粒子を流動状態にする際、滴下槽の内壁等に付着物が存在しないので、流動状態にあるゲル化粒子が滴下槽の内壁等に衝突してもゲル化粒子は破損せず、したがって、実質的に真球の重ウラン酸アンモニウム粒子を容易に製造することができる。
(2) 循環流路により滴下槽内外で希硝酸を循環させるので、滴下槽内に例えば下から上へと流通する希硝酸の流通状態が実現され、この希硝酸の流れの勢いによって滴下槽内の内壁等が洗浄されることになり、実質的に真球の重ウラン酸アンモニウム粒子を容易に製造することができる。
(3) 噴射ノズルから滴下槽の壁面に向かって希硝酸が噴射されるので、滴下槽の内壁等の付着物を容易に除去することができる。
(4) 噴射ノズルが滴下槽の内壁に沿って配置された環状体であると、滴下槽の内壁面に付着する付着物を効率的に除去することができる。
(5) 噴射ノズルが、滴下槽の縦軸線上に配置され、しかも回転しつつ半径方向に希硝酸を噴射可能に構成されているので、噴射力と回転力との加わった希硝酸の勢いによって滴下槽の内壁面を効率よく希硝酸で洗浄することができる。
(6) 噴射ノズルを滴下槽内で上下動させつつ、噴射ノズルから希硝酸を噴射するので、滴下槽の内壁面等を効率よく希硝酸で洗浄することができる。
(7) 滴下槽の内壁面を強制摺擦手段で摺擦するので、滴下槽の内壁面の付着物を強制的に除去することができる。
(8) 超音波を照射することにより滴下槽内に貯留されている希硝酸を微細動させるので、滴下槽の内壁面等に付着する大きな付着物は勿論のこと、微細な付着物をも効率的に除去することができる。
(9) 請求項1〜8に記載の洗浄手段で滴下槽内を洗浄し、清浄に成った滴下槽内にアンモニア水を張り、しかも滴下槽の下部からアンモニアガス又はアンモニア水を供給するからゲル化粒子の流動状態を現出することができ、流動するゲル化粒子が滴下槽の内壁に衝突してもゲル化粒子の変形を生じることがなく、またゲル化粒子の流動状態が阻害されることなく、結果としてほぼ真球になった重ウラン酸アンモニウム粒子を効率よく製造することができる。
According to the present invention, an apparatus for producing ammonium heavy uranate particles having the following effects can be provided.
(1) Since the inner wall of the dropping tank is washed with dilute nitric acid in the cleaning device, there are no deposits on the inner wall of the dropping tank when the gelled particles in the aqueous ammonium solution in the dropping tank are in a fluid state. Even if the gelled particles in a fluidized state collide with the inner wall of the dropping tank or the like, the gelled particles are not damaged. Therefore, substantially spherical ammonium biuranate particles can be easily produced.
(2) Since the dilute nitric acid is circulated inside and outside the dripping tank by the circulation channel, for example, a flow state of dilute nitric acid flowing from the bottom to the top is realized in the dripping tank, and the flow of the dilute nitric acid causes As a result, the true spherical ammonium biuranate particles can be easily produced.
(3) Since dilute nitric acid is sprayed from the spray nozzle toward the wall surface of the dropping tank, deposits such as the inner wall of the dropping tank can be easily removed.
(4) When the spray nozzle is an annular body arranged along the inner wall of the dropping tank, the deposits attached to the inner wall surface of the dropping tank can be efficiently removed.
(5) The injection nozzle is arranged on the vertical axis of the dropping tank, and is configured to be capable of injecting dilute nitric acid in the radial direction while rotating, so the force of dilute nitric acid to which injection force and rotational force are added The inner wall surface of the dropping tank can be efficiently washed with dilute nitric acid.
(6) Since dilute nitric acid is sprayed from the spray nozzle while moving the spray nozzle up and down in the dropping tank, the inner wall surface and the like of the dropping tank can be efficiently washed with diluted nitric acid.
(7) Since the inner wall surface of the dropping tank is rubbed with the forced rubbing means, the deposits on the inner wall surface of the dropping tank can be forcibly removed.
(8) Since dilute nitric acid stored in the dropping tank is finely moved by irradiating with ultrasonic waves, not only large deposits attached to the inner wall of the dropping tank, but also fine deposits are efficiently used. Can be removed.
(9) The gel is produced by washing the inside of the dropping tank with the cleaning means according to
図1に示されるように、この発明の一例である重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置1は、滴下槽2と、洗浄手段3とを備える。この滴下槽2は、略円筒状をしたタンクである。この滴下槽2には所定量の希硝酸が貯留される。滴下槽2の側面には、貯留された所定量の希硝酸の液面よりも低い位置に開口する配管4が接続される。この配管4の他端は、滴下槽2の底面に開口するように滴下槽2の底面に結合された排出管5の途中に結合される。この配管4の途中には、配管4内に存在する液を強制的に循環させる移送手段例えばポンプ6が介装される。前記配管4における滴下槽2の側面に開口する開口部には、フィルター4aが装着されている。このフィルター4aにより滴下槽2内の希硝酸中に存在する可能性のある固形分が、配管4内に進入しないようになっている。同様に、排出管5が滴下槽2の底面に開口するその開口部には、第2フィルター5aが装着されていて、滴下槽2内の固形分が排出管5の内部に落下しないようにされている。図1に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置1においては、前記配管4と排出管5とで循環流路が形成されている。
As shown in FIG. 1, an ammonium heavy uranate
なお、この滴下槽2の上部側面には、一対のアンモニアガス導出管7,7が結合され、アンモニアガスが滴下槽2の上部空間に導入されるようになっている。このアンモニアガス導出管7,7には、アンモニアガスを供給するアンモニアガス供給手段(図示しない。)が接続される。このアンモニアガス導出管7,7は、重ウラン酸アンモニウム粒子を製造する場合に、機能する。
A pair of ammonia
この滴下槽2の上部開口部には、滴下液滴が通過するように形成された開口部8を有する蓋9が装着される。そして、この開口部8の上方には、滴下原液を滴下する滴下ノズル(図示しない。)が配置される。この滴下ノズルには、滴下原液を貯留する滴下原液貯留槽(図示しない。)、この滴下原液貯留槽から滴下ノズルに滴下原液を輸送する配管(図示しない。)及び滴下原液貯留槽内の滴下原液を滴下ノズルに強制的に移送するポンプ(図示しない。)等からなる滴下原液供給手段(図示しない。)が配設される。
A lid 9 having an opening 8 formed so that the dropped droplets pass through is attached to the upper opening of the dropping
さらに、滴下槽2の下部に接続された排出管5には、切り替え弁10と、アンモニアガス導入管11とが接続される。このアンモニアガス導入管11は、排出管5とこのアンモニアガス導入管11とが連通するように切り替え弁10を切り替えてから、滴下槽2内にアンモニアガスを導入する手段となっている。なお。滴下槽2内にアンモニア水を導入する場合には、前記配管4内にアンモニアガスが逆流しないように、排出管5に近い配管4の適宜の箇所に逆止弁(図示しない。)が設けられる。
Further, a switching
図1に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置の作用について説明する。 The operation of the ammonium heavy uranate particle production apparatus shown in FIG. 1 will be described.
この重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置1を使用して重ウラン酸アンモニウム粒子を製造すると、既述したように、滴下槽2の内壁面等に硝酸ウラニルとアンモニアとの反応により生成した物質、主に硝酸アンモニウム等からなる固形物が付着している。内壁面に付着する物質が、洗浄手段3により除去される。すなわち、滴下槽2内に所定量の希硝酸が装入される。ポンプ6が駆動される。ポンプ6の駆動により、配管4内を希硝酸が流通する。つまり、滴下槽2の側部に開口する開口部から配管4内に希硝酸が吸い込まれ、配管4内を流通し、滴下槽2の底面に開口する排出管5を経由して滴下槽2の底に開口する開口部から滴下槽2の中に戻される。これによって、滴下槽2と循環流路とで希硝酸が循環する。
When ammonium heavy uranate particles are produced using this ammonium heavy uranate
滴下槽2の内壁等に付着する固形物は、主として硝酸アンモニウムであるから、希硝酸を循環させることにより、所定の時間が経過すると、前記固形物が希硝酸に溶解し、消失する。
Since the solid matter adhering to the inner wall and the like of the dropping
滴下槽2の内壁等に付着していた硝酸アンモニウム等の固形物が消失すると、次に重ウラン酸アンモニウム粒子の製造を次のようにして行う。
When the solid matter such as ammonium nitrate adhering to the inner wall of the dropping
滴下槽2内にアンモニア水を装入する。図示しない滴下ノズルから滴下原液を前記アンモニア水に滴下する。滴下ノズルから滴下された液滴は、滴下ノズルからアンモニア水迄の落下行程中、アンモニアガス導出管7,7から噴出するアンモニアガスが吹き付けられる。吹き付けられたアンモニアガスにより硝酸ウラニルから成る液滴の表面が一部ゲル化する。一方、滴下槽2においては、切り替え弁10の切り替え操作によりアンモニアガス導入管11から滴下槽2内にアンモニアガスが導入される。滴下槽2の底部に導入されたアンモニアガスはアンモニア水中をバブルとなって上昇し、滴下槽2内にアンモニア水の上昇流と下降流とを生じさせる。アンモニア水に投下されたゲル化粒子は、表面がゲル化した滴下粒子内に存在する硝酸ウラニルとアンモニアとがさらに反応を継続して重ウラン酸アンモニウムを形成するとともに、前記上昇流及び下降流に乗って流動する。ゲル化し、流動する液滴が滴下槽2の内壁に接触することがあったとしても、滴下槽2の内壁には、洗浄手段3により固形分が取り除かれているので、液滴の流動状態が阻害されることなく、滴下槽2内のアンモニア水中を円滑に循環し、前記硝酸ウラニルとアンモニアとの反応も円滑に進行し、遂にはほぼ真球に近い重ウラン酸アンモニウム粒子が形成される。
Ammonia water is charged into the dropping
所定量の滴下原液の滴下が終了すると、滴下槽2の下部からアンモニアガスを導入することを停止する。滴下槽2内のアンモニア水を除去し、適宜の手法、たとえば滴下槽2を傾斜反転させることにより、又は滴下槽2内の内容物を掻きだすことにより、又は滴下槽2内の内容物を吸引除去することにより、生成した重ウラン酸アンモニウム粒子を取り出す。
When the dropping of the predetermined amount of dropping stock solution is completed, the introduction of ammonia gas from the lower part of the dropping
図2は、本発明の重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置の他の例を示す説明図である。 FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the apparatus for producing ammonium heavy uranate particles of the present invention.
図2に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置が図1に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置と相違するところは、洗浄手段3Aである。 The ammonium heavy uranate particle production apparatus shown in FIG. 2 is different from the ammonium heavy uranate particle production apparatus shown in FIG. 1 in the cleaning means 3A.
この洗浄手段3Aは、滴下槽2内に装入されるアンモニア水の液面よりも高い位置に、滴下槽2の内壁面に沿うように配置されたところの、図3に示されるように、周面に複数の噴射孔12を備えた環状体13からなる噴射ノズル14と、前記環状体13の内部に希硝酸を供給する希硝酸供給手段(図示しない。)とを備えて成る。噴射孔12は、環状体13の、滴下槽2の内壁面に向かうように多数設けられている。
This cleaning means 3A is arranged at a position higher than the liquid level of the ammonia water charged in the dropping
なお、この滴下槽2には、図1に示されるような排出管(図2に示されていない。)が滴下槽2の底部に設けられ、図1に示されるようなアンモニアガス導入管(図2に示されていない。)が設けられている。
The dropping
この洗浄手段3Aにおいては、滴下槽2を空の状態にしてから、前記噴射孔12から内壁面に向けて希硝酸を噴射する。噴射された希硝酸は、滴下槽2の内壁面に衝突し、滴下槽2の内壁面に沿って流下する。滴下槽2の内壁面に付着する、硝酸アンモニウムを主成分とする固形物は、流下する希硝酸により溶解され、内壁面から除去される。
In this cleaning means 3A, after the
図2に示される洗浄ノズル14は、滴下槽2に固定されているが、滴下槽2の縦軸線方向に沿って、適宜の駆動装置(図示しない。)により、滴下槽2内を上下動可能に形成することもできる。洗浄ノズル14を上下動可能に構成すると、噴射孔12から希硝酸を噴射しながら洗浄ノズル14を上下動させることにより、滴下槽2の内壁をくまなく洗浄することができ、取り残しなく内壁に付着する固形分を除去することができる。
The cleaning
洗浄手段3Aにより滴下槽2の内壁面を洗浄しておくと、この滴下槽2内にアンモニウム水を装填し、滴下ノズルから滴下原液を滴下しつつ滴下槽2の下部からアンモニアガスを噴出させることにより重ウラン酸アンモニウム粒子を製造する場合に、アンモニウム水中を流動するゲル化粒子及び/又は重ウラン酸アンモニウム粒子の流動状態が良好になり、滴下槽2の内壁に付着する固形分により重ウラン酸アンモニウム粒子が衝突して重ウラン酸アンモニウム粒子が破損することもなく、また重ウラン酸アンモニウム粒子の破損が起こらないとしても重ウラン酸アンモニウム粒子の滴下槽2のアンモニア水中での流動性が阻害されることもない。その結果として、真球に近い形状をした重ウラン酸アンモニウム粒子を効率よく製造することができる。
When the inner wall surface of the dropping
図4に重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置の他の例を示す。 FIG. 4 shows another example of an apparatus for producing ammonium heavy uranate particles.
図4に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置は、洗浄手段3Bを除き、図1及び図2に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置と同様の構成を有する。 The ammonium heavy uranate particle manufacturing apparatus shown in FIG. 4 has the same configuration as the ammonium heavy uranate particle manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 except for the cleaning means 3B.
図4に示される洗浄手段3Bは、回転軸15と、この回転軸15の先端部に装着された洗浄ノズル14Aと、この回転軸15を回転させる回転軸駆動手段(図示しない。)と、洗浄ノズル14Aに希硝酸を供給する希硝酸供給手段(図示しない。)とを備えて形成される。前記回転軸15には、前記希硝酸供給手段から前記洗浄ノズル14Aに希硝酸を導入する希硝酸導入路(図示しない。)が設けられている。前記洗浄ノズル14Aは、この例においては、略円筒体をなし、その円筒体の周側面には多数の噴出孔12Aが開設されている。
The cleaning means 3B shown in FIG. 4 includes a
なお、この滴下槽2には、図1に示されるような排出管(図2に示されていない。)が滴下槽2の底部に設けられ、図1に示されるようなアンモニアガス導入管(図2に示されていない。)が設けられている。
The dropping
この洗浄手段3Bにおいては、滴下槽2を空の状態にしてから、前記噴射孔12Aから滴下槽2の内壁面に向けて希硝酸を噴射する。噴射された希硝酸は、滴下槽2の内壁面に衝突し、滴下槽2の内壁面に沿って流下する。滴下槽2の内壁面に付着する、硝酸アンモニウムを主成分とする固形物は、流下する希硝酸により溶解され、内壁面から除去される。この場合、噴射ノズル14Aは回転しつつ希硝酸を噴射孔12Aから噴射するので、滴下槽2の内壁面を効率的に洗浄することができる。
In this cleaning means 3B, after the
図4に示される洗浄ノズル14Aは、滴下槽2に固定されているが、滴下槽2の縦軸線方向に沿って、適宜の駆動装置(図示しない。)により、滴下槽2内を上下動可能に形成することもできる。洗浄ノズル14Aを上下動可能に構成すると、噴射孔12Aから希硝酸を噴射しながら洗浄ノズル14Aを上下動させることにより、滴下槽2の内壁をくまなく洗浄することができ、取り残しなく内壁に付着する固形分を除去することができる。
The cleaning
図4に示される重ウラン酸アンモニウム粒子の製造操作は、図1及び図2に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置による製造操作と同様である。 The production operation of ammonium heavy uranate particles shown in FIG. 4 is the same as the production operation by the ammonium heavy uranate particle production apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
図5に重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置の他の例を示す。 FIG. 5 shows another example of an apparatus for producing ammonium heavy uranate particles.
図5に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置は、図1に示される洗浄手段3、図2に示される洗浄手段3A又は図4に示される洗浄手段3Bに加えて、強制摺擦手段16を備えることのほかは、図1、図2又は図4に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置と同様の構成を有する。 In addition to the cleaning means 3 shown in FIG. 1, the cleaning means 3A shown in FIG. 2, or the cleaning means 3B shown in FIG. 4, the apparatus for producing ammonium heavy uranate particles shown in FIG. Other than the provision, it has the same configuration as the ammonium biuranium particle production apparatus shown in FIG. 1, FIG. 2 or FIG.
この強制摺擦手段16は、滴下槽2の少なくとも内壁面を摺擦して内壁面に付着する固形分を除去することができる限り様々の形態を採用することができる。図4に示される強制摺擦手段16は、図示しない駆動手段により回転可能に形成された回転軸15Aと、回転軸15Aに設けられると共に滴下槽2の内壁面を摺擦可能に形成されたブラシ17とを備えて成る。
The forced rubbing
図5に示される強制摺擦手段16は、強制的に滴下槽2の内壁面を摺擦するので、内壁面に付着する固形分を強制的にかきとることができ、単に希硝酸を噴射乃至流延するだけで固形分を溶解除去するよりも短時間に内壁面に付着する固形分を除去することができる。
The forcible rubbing means 16 shown in FIG. 5 forcibly rubs the inner wall surface of the dropping
図5に示される強制摺擦手段16は、滴下槽2に固定されているが、滴下槽2の縦軸線方向に沿って、適宜の駆動装置(図示しない。)により、滴下槽2内を上下動可能に形成することもできる。強制摺擦手段16を上下動可能に構成すると、滴下槽2の内壁をくまなく洗浄することができ、取り残しなく内壁に付着する固形分を除去することができる。
The forced rubbing
図5に示される重ウラン酸アンモニウム粒子の製造操作は、図1及び図2に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置による製造操作と同様である。 The production operation of ammonium heavy uranate particles shown in FIG. 5 is the same as the production operation by the ammonium heavy uranate particle production apparatus shown in FIGS. 1 and 2.
図6に重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置の他の例を示す。 FIG. 6 shows another example of an apparatus for producing ammonium heavy uranate particles.
図6に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置は、図1に示される洗浄手段3、図2に示される洗浄手段3A又は図4に示される洗浄手段3Bの代わりに、洗浄手段として超音波照射装置18を備えることの外は、図1、図2又は図4に示される重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置と同様の構成を有する。
The apparatus for producing ammonium deuterated uranium particles shown in FIG. 6 uses ultrasonic irradiation as a cleaning means instead of the cleaning means 3 shown in FIG. 1, the cleaning means 3A shown in FIG. 2, or the cleaning means 3B shown in FIG. Except for the provision of the
図6に示されるように、超音波照射装置18は、滴下槽2内に装入された所定量の希硝酸に没するように配置され、超音波を発振することができるように形成された超音波発振子19と、この超音波発振子19を支持する支持棒20とを有する。
As shown in FIG. 6, the
この超音波発振装置18を備えていると、滴下槽2内に装入された所定量の希硝酸中で超音波を発振するので、滴下槽2の内壁に付着する固形分に微小振動を惹起させることになり、希硝酸への固形分の溶解が促進される。したがって、滴下槽2の内壁に付着する微小固形分まで取り残しなく除去することができる。なお、この超音波照射装置18は、滴下ノズルから滴下原液を滴下槽2内のアンモニウム水に滴下する際に、滴下槽2から取り除かれるようになっている。
When the
以上、本発明の一形態についていくつかの例を挙げて本発明を説明したが、本発明は前記例に係る重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置に限定されるものではなく、種々の設計変更が可能であることは言うまでもない。 The present invention has been described above with some examples of one embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to the ammonium biuranium particle production apparatus according to the above examples, and various design changes are possible. Needless to say.
本発明は、原子力産業に利用される。 The present invention is used in the nuclear industry.
1・・・重ウラン酸アンモニウム粒子製造装置
2・・・滴下槽
3,3A,3B・・・洗浄手段
4・・・配管
4a・・・フィルター
5・・・排出管
5a・・・第2フィルター
6・・・ポンプ
7・・・アンモニアガス導出管
8・・・開口部
9・・・蓋
10・・・切り替え弁
11・・・アンモニアガス導入管
12,12A・・・噴出孔
13・・・環状体
14,14A・・・洗浄ノズル
15,15A・・・回転軸
16・・・強制摺擦手段
17・・・ブラシ
18・・・超音波照射装置
19・・・超音波発振子
DESCRIPTION OF
Claims (8)
アンモニア水を収容することのできる滴下槽と、
前記滴下槽の底面に結合され、前記滴下槽内にアンモニアガス又はアンモニア水溶液を噴出する開口部を有する排出管と、
前記排出管に連通し、前記滴下槽内にアンモニアガスを導入するアンモニアガス導入管と、
前記滴下槽の内部を希硝酸で洗浄する洗浄手段と
を有することを特徴とする重ウラン酸アンモニウム粒子の製造装置。 An apparatus for producing ammonium heavy uranate particles used in a process for producing a fuel nucleus containing uranium dioxide,
A dropping tank capable of containing ammonia water;
A discharge pipe coupled to the bottom surface of the dropping tank and having an opening for ejecting ammonia gas or an aqueous ammonia solution into the dropping tank;
An ammonia gas introduction pipe that communicates with the discharge pipe and introduces ammonia gas into the dropping tank;
An apparatus for producing ammonium heavy uranate particles, comprising: a cleaning means for cleaning the inside of the dropping tank with dilute nitric acid.
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