RU119512U1

RU119512U1 - DEVICE FOR REMOVING THE SEDIMATION OF MOSS-FUEL FROM THE ELECTROLYZER CATHODE

Info

Publication number: RU119512U1
Application number: RU2012107740/07U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Донатович Варгасов; Юрий Васильевич Чамовских; Дмитрий Александрович Прохоров; Николай Гаврилович Сергеев; Леонид Вячеславович Шелепов; Сергей Александрович Редькин; Павел Иванович Давыдов
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-08-20

Abstract

Устройство для удаления осадка МОХ-топлива с катода электролизера, содержащее плиту-основание с размещенным в центре ее переносным цилиндрическим контейнером, снаружи которого установлены соединенные с плитой-основанием направляющие стержни, а на периферии плиты-основания расположены противоположно друг другу устройства для разрушения осадка МОХ-топлива и перпендикулярно им - устройства для подачи в контейнер струй жидкого азота или его паров, при этом контейнер снабжен двустворчатым дном и патрубками для приема струй жидкого азота или его паров, каждое устройство для разрушения осадка МОХ-топлива выполнено из горизонтально расположенных скалывающих рабочих органов, вертикальной стойки и пневмопривода, шток поршня которого кинематически связан со скалывающими рабочими органами, а цилиндр его кинематически связан с вертикальной стойкой, жестко соединенной с плитой-основанием, и каждое устройство для подачи жидкого азота или его паров в контейнер выполнено в виде сообщенного с источником жидкого азота или его паров корпуса, снабженного форсунками, расположенными напротив патрубков приема струй жидкого азота или его паров контейнера. A device for removing MOX fuel sediment from the electrolyzer cathode, containing a base plate with a portable cylindrical container located in its center, outside of which guide rods connected to the base plate are installed, and on the periphery of the base plate, devices for destruction of MOX sediment are located opposite each other - fuel and perpendicular to them - devices for supplying jets of liquid nitrogen or its vapors into the container, while the container is equipped with a double-leaf bottom and nozzles for receiving jets of liquid nitrogen or its vapors, each device for destroying MOX fuel sediment is made of horizontally located shearing working bodies , a vertical rack and a pneumatic drive, the piston rod of which is kinematically connected to the shearing working bodies, and its cylinder is kinematically connected to the vertical rack rigidly connected to the base plate, and each device for supplying liquid nitrogen or its vapors to the container is made in the form of a communication with the source liquid nitrogen or its vapors of a housing equipped with nozzles located opposite the branch pipes for receiving jets of liquid nitrogen or its vapors from the container.

Description

Полезная модель относится к технике для обработки материалов с радиоактивным заражением и может быть использована в радиохимическом производстве при получении смешанного оксидного уран-плутониевого топлива (МОХ-топлива), пригодного для снаряжения им тепловыделяющих элементов для ядерных энергетических реакторов на быстрых нейтронах (БН-реакторов).The utility model relates to techniques for processing materials with radioactive contamination and can be used in radiochemical production for the production of mixed oxide uranium-plutonium fuel (MOX fuel) suitable for equipping it with fuel elements for fast nuclear power reactors (BN reactors) .

Получение чистых и особо чистых металлов: плутония, бериллия, оксидов урана и плутония плотностью, близкой к теоретической, МОХ-топлива осуществляется методами высокотемпературной электрохимии и пирохимии, так как эти процессы являются безводными. А, как известно, безводная технология в радиохимической промышленности - самое перспективное направление в научно-техническом прогрессе производства ценных продуктов. Она более безопасна экологически и более экономична по материальным и энергетическим затратам в сравнении со всеми вариантами водной технологии. Это относится к процессам регенерации отработавшего ядерного топлива, синтеза уранового и уран-плутониевого оксидного топлива, а также электрохимического совместного осаждения диоксидов урана и плутония на твердом, преимущественно графитовом, катоде электролизера. При этом до осуществления электролиза производят смешивание исходных оксидов урана и плутония, затем растворение оксидов урана и плутония в расплаве хлорида щелочных металлов в аппарате для приготовления эвтектических расплавов хлоридов, откуда расплав подают в электролизер для электрохимического совместного осаждения диоксидов урана и плутония на графитовом катоде. Далее с катода следует удалить полученный осадок и с помощью вакуумной отгонки очистить его от солевых примесей и получить чистую смесь диоксидов урана и плутония, после чего полученный продукт транспортируют на следующий технологический передел - производство кондиционного МОХ-топлива, пригодного для снаряжения им тепловыделяющих элементов для БН-реакторов.The production of pure and highly pure metals: plutonium, beryllium, uranium oxides and plutonium with a density close to theoretical, MOX fuel is carried out by methods of high-temperature electrochemistry and pyrochemistry, since these processes are anhydrous. And, as you know, anhydrous technology in the radiochemical industry is the most promising direction in the scientific and technological progress in the production of valuable products. It is safer ecologically and more economical in terms of material and energy costs in comparison with all variants of water technology. This refers to the processes of spent nuclear fuel regeneration, synthesis of uranium and uranium-plutonium oxide fuel, as well as electrochemical co-deposition of uranium and plutonium dioxide on a solid, mainly graphite, cathode of the electrolyzer. In this case, before the electrolysis is carried out, the initial uranium and plutonium oxides are mixed, then the uranium and plutonium oxides are dissolved in the alkali metal chloride melt in the apparatus for preparing eutectic chloride melts, from where the melt is fed to the electrolyzer for the electrochemical co-deposition of uranium and plutonium dioxides on a graphite cathode. Next, the precipitate should be removed from the cathode and, using vacuum distillation, clean it of salt impurities and obtain a clean mixture of uranium and plutonium dioxides, after which the resulting product will be transported to the next process stage - production of conditioned MOX fuel suitable for equipping fuel elements for BN reactors.

Многолетние совместные работы ФГУП «ГНЦ НИИАР» и ОАО «СвердНИИхиммаш» по проблеме получения МОХ-топлива путем электрохимического соосаждения диоксидов урана и плутония на твердом катоде привели к положительному результату. Специалистами ОАО «СвердНИИхиммаш» создан электролизер для получения МОХ-топлива, на который получен патент РФ №101448. Первые опытные испытания подтвердили промышленную значимость этого аппарата и гарантированность решения поставленной задачи.Long-term joint work of FSUE “SSC RIAR” and OJSC “SverdNIIhimmash” on the problem of producing MOX fuel by electrochemical coprecipitation of uranium and plutonium dioxides on a solid cathode led to a positive result. Specialists of SverdNIIkhimmash OJSC created an electrolyzer for producing MOX fuel, for which a RF patent No. 101448 was obtained. The first experimental tests confirmed the industrial significance of this apparatus and the guarantee of solving the task.

При испытаниях нового электролизера появилась и новая серьезная проблема, а именно, как удалять с катода осадок из диоксидов урана и плутония. Дело в том, что катодный осадок представляет собой расположенный на графитовом катоде монолит весьма высокой твердости, а также имеет высокий уровень радиоактивности в связи с присутствием плутония в катодном осадке. Осадок должен быть удален с катода для того, чтобы осуществлять с ним следующие технологические операции с целью получения продукта, пригодного для производства ядерного топлива для БН-реакторов атомных электростанций. Наличие плутония в катодном осадке обязывает к обеспечению безопасности при удалении его с катода, а именно: удаление осадка допустимо только в биологически защитной камере, в режиме дистанционного обслуживания через манипуляторы и с помощью средств дистанционного автоматического управления.When testing a new electrolyzer, a new serious problem appeared, namely, how to remove sediment from uranium and plutonium dioxide from the cathode. The fact is that the cathode deposit is a monolith located on a graphite cathode of very high hardness, and also has a high level of radioactivity due to the presence of plutonium in the cathode deposit. The precipitate must be removed from the cathode in order to carry out the following technological operations with it in order to obtain a product suitable for the production of nuclear fuel for BN reactors of nuclear power plants. The presence of plutonium in the cathode deposit obliges to ensure safety when removing it from the cathode, namely: the removal of the precipitate is permissible only in a biologically protective chamber, in the remote maintenance mode through manipulators and using automatic remote control means.

Кроме того, устройство для удаления осадка МОХ-топлива должно работать в одном производственном ритме со всеми технологическими переделами от начала до конца процесса, чтобы исключить снижение производительности получения конечного продукта - МОХ-топлива из-за непроизводительных простоев оборудования на последующих технологических переделах в связи с большими затратами времени на удаление осадка МОХ-топлива с катода.In addition, the device for removing the sediment of MOX fuel should work in the same production rhythm with all technological stages from the beginning to the end of the process, in order to exclude a decrease in the productivity of obtaining the final product - MOX fuel due to unproductive downtime of the equipment at subsequent technological stages due to time consuming to remove the sediment MOX fuel from the cathode.

При проведении заявителями патентного поиска с целью выявления из уровня техники решений, аналогичных заявляемому по технической сущности и по достигаемому результату, таковых не выявлено. Обнаружено техническое решение - электролизер, в конструкции которого предусмотрено устройство для удаления осадка с катода электролизера.When the applicants carried out a patent search in order to identify solutions from the prior art that were similar to those claimed in terms of technical nature and the achieved result, those were not identified. A technical solution was discovered - an electrolyzer, in the design of which a device is provided for removing sediment from the cathode of the electrolyzer.

В известном по авт. свид. СССР №387031 электролизере в качестве устройства для удаления осадка с катода использован прижимной нож, выполненный в виде лотка, сообщенного с приемником катодного осадка. Катод этого электролизера выполнен в виде горизонтально расположенного вращающегося барабана, и образовавшийся на нем осадок «автоматически счищается с него ножом и попадает в лоток».In the famous author. testimonial. USSR No. 387031 electrolyzer as a device for removing sludge from the cathode used a clamping knife, made in the form of a tray in communication with the cathode deposit receiver. The cathode of this electrolyzer is made in the form of a horizontally located rotating drum, and the precipitate formed on it "is automatically cleaned from it with a knife and gets into the tray."

При сравнении конструкций заявляемого устройства для снятия осадка МОХ-топлива с катода и известного, описанного выше, устройства справедлив только один вывод - у них нет ни одного сходного признака, а потому известное устройство не является аналогом.When comparing the designs of the inventive device for removing the sediment of MOX fuel from the cathode and the known device described above, only one conclusion is valid - they do not have a single similar feature, and therefore the known device is not an analogue.

Известными сведениями об удалении осадка МОХ-топлива с катода являются результаты проводимых на территории одного из заявителей по настоящей заявке - ОАО «ГНЦ НИИАР» (г.Димитровград) опытных исследований по удалению с катода осадка-имитатора осадка МОХ-топлива (см. приложение 6 к материалам заявки). Процесс производили следующим образом: катод с осадком извлекали из электролизера, подвешивали его, давая возможность расплаву стечь с осадка в электролизер, затем переносили катод с осадком в пространстве защитной камеры, подвешивали на специальном приспособлении над поддоном. Во время проведения этих операций осадок остывал в течение значительного времени (3-4 часа), и в силу свойств осадка на его поверхности появлялись трещины, после чего с помощью манипулятора, в захвате которого была закреплена заостренная пластина, последнюю вставляли в трещины, поворотами пластины в разные стороны раздвигали их, нарушая целостность осадка. Фрагменты осадка падали в поддон, из которого разрушенный осадок выгружали и отправляли на следующий технологический передел процесса получения смешанного оксидного уран-плутониевого топлива.Known data on the removal of MOX fuel sediment from the cathode are the results of pilot studies conducted on the territory of one of the applicants on the present application - SSC RIAR (Dimitrovgrad) to remove MOX fuel sediment simulator from the cathode (see Appendix 6 to the application materials). The process was carried out as follows: the cathode with the precipitate was removed from the electrolyzer, suspended it, allowing the melt to drain from the precipitate into the electrolyzer, then the cathode with the precipitate was transferred in the space of the protective chamber, suspended on a special device above the pallet. During these operations, the precipitate cooled down for a considerable time (3-4 hours), and due to the properties of the sediment, cracks appeared on its surface, after which, using the manipulator, in the capture of which a pointed plate was fixed, the latter was inserted into the cracks by turning the plate spread them apart in different directions, violating the integrity of the sediment. Fragments of the sediment fell into the sump, from which the destroyed sediment was unloaded and sent to the next process stage of the process for producing mixed oxide uranium-plutonium fuel.

Такой процесс удаления осадка длителен и непроизводителен из-за того, что разрушение и удаление осадка производилось вручную (манипулятор - продолжение руки оператора) с помощью пластины. Поэтому замедлялся, или нарушался режим работы всей технологической линии, а значит и снижалась производительность.This process of sludge removal is long and unproductive due to the fact that the destruction and removal of sludge was carried out manually (the manipulator is a continuation of the operator’s hand) using a plate. Therefore, the mode of operation of the entire production line slowed down or was disrupted, and therefore productivity decreased.

Таким образом, используемое в ООО «ГНЦ НИИАР» устройство для удаления осадка МОХ-топлива с катода электролизера также не является аналогом заявляемого устройства.Thus, the device used in LLC “SSC RIAR” to remove the sediment MOX fuel from the cathode of the electrolyzer is also not an analogue of the claimed device.

При проведении совместных исследовательских работ специалистами - сотрудниками предприятий-заявителей удалось создать устройство для удаления осадка МОХ-топлива с катода электролизера, которое является объектом патентной защиты по настоящей заявке и не имеет аналогов.When conducting joint research work by specialists - employees of the applicant enterprises, it was possible to create a device for removing the sediment of MOX fuel from the cathode of the electrolyzer, which is the subject of patent protection in this application and has no analogues.

Заявляемое устройство для удаления осадка МОХ-топлива с катода электролизера содержит плиту-основание с размещенным в центре ее переносным цилиндрическим контейнером, снаружи которого установлены соединенные с плитой-основанием направляющие стержни, а на периферии плиты-основания расположены противоположно друг другу устройства для разрушения осадка МОХ-топлива и перпендикулярно им - устройства для подачи в контейнер струй жидкого азота и его паров, при этом контейнер снабжен двустворчатым дном и патрубками для приема струй жидкого азота или его паров, каждое устройство для разрушения осадка МОХ-топлива выполнено из горизонтально расположенных скалывающих рабочих органов, вертикальной стойки и пневмопривода, шток поршня которого кинематически связан со скалывающими рабочими органами, а цилиндр кинематически связан с вертикальной стойкой, жестко соединенной с плитой-основанием, и каждое устройство для подачи жидкого азота или его паров контейнер выполнено в виде сообщенного с источником жидкого азота или его паров корпуса, снабженного форсунками, расположенными напротив патрубков приема струй жидкого азота или его паров контейнера.The inventive device for removing the sediment of MOX fuel from the cathode of the electrolyzer contains a base plate with a portable cylindrical container located in the center, outside of which are installed guide rods connected to the base plate, and on the periphery of the base plate there are opposite devices for destroying the MOX deposit - fuel and perpendicular to them - devices for supplying jets of liquid nitrogen and its vapors to the container, while the container is equipped with a double bottom and nozzles for receiving jets of liquid nitrogen or its vapors, each device for destroying the sediment of MOX fuel is made of horizontally located shearing working bodies, a vertical strut and a pneumatic actuator, the piston rod of which is kinematically connected to the chipping working bodies, and the cylinder is kinematically connected to a vertical strut rigidly connected to the base plate , and each device for supplying liquid nitrogen or its vapor, the container is made in the form of a housing communicated with a source of liquid nitrogen or its vapor, equipped with nozzles located opposite the nozzles receiving jets of liquid nitrogen or its vapor container.

Заявляемая полезная модель отвечает всем условиям патентоспособности.The inventive utility model meets all conditions of patentability.

Она является новой, так как не известна из уровня техники.It is new, as it is not known from the prior art.

Полезная модель промышленно применима, так как она может быть использована в конкретной отрасли промышленности - радиохимическом производстве. Само устройство и каждый из его признаков воспроизводимы; вся совокупность признаков и каждый отдельно взятый признак формулы этой полезной модели не противоречат использованию устройства в промышленном производстве, что подтверждается приведенным ниже описанием его конкретного конструктивного исполнения и работы.The utility model is industrially applicable, as it can be used in a specific industry - radiochemical production. The device itself and each of its features are reproducible; the whole set of features and each individual feature of the formula of this utility model does not contradict the use of the device in industrial production, which is confirmed by the following description of its specific design and work.

На приведенных чертежах изображено заявляемое устройство: на фиг.1 - общий вид, на фиг.2 - общий вид устройства в разрезе, на фиг.3 - вид А, на фиг.4 - объемное изображение устройства.In the drawings, the claimed device is shown: in Fig. 1 is a general view, in Fig. 2 is a sectional general view of the device, in Fig. 3 is a view A, in Fig. 4 is a three-dimensional image of a device.

Устройство содержит плиту-основание 1 с размещенным в центре ее переносным цилиндрическим контейнером 2, снаружи которого установлены соединенные с плитой-основанием 1 направляющие стержни 3, а на периферии плиты-основания 1 расположены противоположно друг другу устройства для разрушения осадка МОХ-топлива и перпендикулярно им - устройства для подачи в контейнер 2 струй жидкого азота или его паров, при этом контейнер 2 снабжен двустворчатым дном 4(см. фиг.3) и патрубками 5 для приема струй жидкого азота или его паров. Каждое устройство для разрушения осадка МОХ-топлива выполнено из горизонтальных скалывающих рабочих органов 6, вертикальной стойки 7 и пневмопривода, шток 8 поршня 9 которого кинематически, то есть через подвижный рычаг 10, связан со скалывающими рабочими органами 6, а цилиндр 11 кинематически, то есть через ось 12, связан с вертикальной стойкой 7, жестко соединенной с плитой-основанием 1.The device comprises a base plate 1 with its portable cylindrical container 2 located in the center, outside of which guide rods 3 connected to the base plate 1 are installed, and on the periphery of the base plate 1 there are opposite devices for destroying the MOX fuel sediment and perpendicular to them - devices for feeding jets of liquid nitrogen or its vapors into container 2, while container 2 is provided with a bivalve bottom 4 (see FIG. 3) and nozzles 5 for receiving jets of liquid nitrogen or its vapors. Each device for destroying the sediment of MOX fuel is made of horizontal shearing working bodies 6, a vertical strut 7 and a pneumatic actuator, the piston rod 8 of which 9 is kinematically, that is, through the movable lever 10, connected to the cleaving working bodies 6, and the cylinder 11 is kinematically, i.e. through the axis 12, is connected with a vertical rack 7, rigidly connected to the base plate 1.

Каждое устройство для подачи в контейнер 2 струй жидкого азота или его паров выполнено в виде сообщенного с источником жидкого азота или его паров (на чертеже не показан) корпуса 13, снабженного форсунками 14, расположенными напротив патрубков 5 для приема струй жидкого азота или его паров контейнера 2.Each device for feeding 2 jets of liquid nitrogen or its vapors into a container is made in the form of a housing 13 provided with a source of liquid nitrogen or its vapors (not shown), equipped with nozzles 14 located opposite the nozzles 5 for receiving jets of liquid nitrogen or its vapors of a container 2.

Для обеспечения вертикального положения катода 15 с осадком 16 внутри контейнера 2 последний оснащен узлом крепления катода 15 с возможностью изменения высоты этого крепления. Узел может быть выполнен, например, в виде соединенных с контейнером опор 17 (см. фиг.1), сверху связанных между собой кольцом 18.To ensure the vertical position of the cathode 15 with the sediment 16 inside the container 2, the latter is equipped with a mounting unit of the cathode 15 with the ability to change the height of this mount. The node can be made, for example, in the form of supports connected to the container 17 (see figure 1), connected to each other by a ring 18.

Устройство работает следующим образомThe device operates as follows

По окончании работы электролизера на его катоде 15 образуется осадок 16 смешанного уран-плутониевого (МОХ-топлива), который необходимо удалить для получения на следующих технологических операциях кондиционного конечного продукта.Upon completion of the operation of the cell at its cathode 15, a precipitate 16 of mixed uranium-plutonium (MOX fuel) is formed, which must be removed to obtain a conditioned final product in the following technological operations.

Весь описанный ниже процесс реализуется дистанционно.The entire process described below is implemented remotely.

Для осуществления удаления осадка 16 МОХ-топлива с катода 15 над электролизером размещают снабженный двустворчатым дном 4 контейнер 2, в который необходимо поместить катод 15 с осадком 16 МОХ-топлива. Последний приподнимают над электролизером и некоторое время выдерживают над ним для того, чтобы расплав стек с осадка 16 МОХ-топлива, после чего через раскрытые створки двустворчатого дна 4 катод 15 вносят в контейнер 2 и закрепляют в нем вертикально с помощью узла крепления. Створки дна 4 закрывают, контейнер 2 переносят к устройству для удаления осадка 16 МОХ-топлива с катода 15 и устанавливают его на плиту-основание 1.Ориентирование контейнера 2 при установке его на плиту-основание 1 происходит благодаря направляющим стержням 3. Затем в корпус 13 устройства для подачи жидкого азота или его паров из источника, например, из сосуда Дьюара (на чертеже не показан) подают жидкий азот, который поступает в форсунки 14 эжекторного типа, а из них через расположенные напротив патрубки 5 струи жидкого азота с температурой -196°C или его паров с температурой -123°C попадают на поверхность осадка 16 МОХ-топлива, температура которого около 600°C. Благодаря значительной отрицательной температуре жидкого азота или его паров создается большая разность температур, вызывающая хладоломкость осадка 16 МОХ-топлива, в результате чего на его поверхности образуется множество трещин. Появлению трещин способствует и присутствие в осадке 16 МОХ-топлива на катоде 15 кроме оксидов урана и плутония солевых включений, притянутых в процессе электролиза катодом 15 из электролитического расплава, заливаемого в ванну электролизера. Как показали экспериментальные исследования именно по местам расположения в осадке 16 МОХ-топлива солевых включений и благодаря тому, что в этих местах находящиеся там материалы заметно отличаются коэффициентами теплового расширения, возникают значительные микронапряжения, и осадок 16 МОХ-топлива становится хрупким, непрочным. Поэтому при образовании множества трещин прекращают подачу жидкого азота или его паров на поверхность осадка 15 и далее осуществляют удаление его, для чего вступают в работу устройства для разрушения осадка 16 МОХ-топлива катода 15. Включают пневмоприводы, приводящие в движение с противоположных сторон поршни 9 и штоки 8. Через подвижные рычаги 10 движение передается скалывающим рабочим органам 6 в сторону катода 15 с расположенным на его поверхности осадком 16 МОХ-топлива. Скалывающие рабочие органы 6 ударяют по растресковавшемуся осадку 16 МОХ-топлива, не касаясь катода 15, и его куски падают на дно 4 контейнера 2. Скалывание осадка 16 МОХ-топлива может быть произведено несколько раз, чтобы на поверхности катода 15 не осталось ни одного кусочка осадка 16 МОХ-топлива, как строго учитываемого продукта. Куски разрушенного осадка 16 МОХ-топлива падают на двустворчатое дно 4 контейнера 1, откуда удаленное с катода 15 МОХ-топливо через открытые створки дна 4 перегружают в специальный сборник, в котором МОХ-топливо транспортируют на следующий за электролизом технологический передел. Следует отметить, что при проведении испытательных работ по электролизу и дальнейшему удалению осадка с катода были получены положительные результаты. Испытания проводили на имитаторе, но механические характеристики натурального продукта и имитатора были аналогичны. После первого же удара скалывающих рабочих органов по осадку он полностью разрушился и упал на дно контейнера.To carry out the removal of the MOX fuel sediment 16 from the cathode 15, a container 2 equipped with a bivalve bottom 4 is placed above the electrolyzer in which the cathode 15 with MOX fuel sediment 16 must be placed. The latter is lifted above the electrolyzer and kept above it for some time to melt the stack from the sediment 16 of MOX fuel, after which the cathode 15 is introduced into the container 2 through the open leaves of the bivalve bottom 4 and fixed in it vertically with the help of an attachment unit. The flaps of the bottom 4 are closed, the container 2 is transferred to the device for removing the sediment 16 of MOX fuel from the cathode 15 and installed on the base plate 1. The orientation of the container 2 when installing it on the base plate 1 is due to the guide rods 3. Then into the housing 13 Devices for supplying liquid nitrogen or its vapors from a source, for example, from a Dewar vessel (not shown in the drawing) supply liquid nitrogen, which enters the nozzles 14 of the ejector type, and from them through jets of liquid nitrogen with a temperature of -196 ° located opposite the nozzle 5 C silt and its vapors with a temperature of -123 ° C fall on the surface of the sediment 16 MOX fuel, the temperature of which is about 600 ° C. Due to the significant negative temperature of liquid nitrogen or its vapors, a large temperature difference is created, causing cold friability of the sediment 16 of MOX fuel, as a result of which many cracks form on its surface. The presence of cracks is also facilitated by the presence in the sediment 16 of MOX fuel at the cathode 15, in addition to uranium and plutonium oxides, salt inclusions drawn during the electrolysis by the cathode 15 from the electrolytic melt poured into the electrolysis bath. As experimental studies have shown precisely at the locations in the sediment of 16 MOX fuel of salt inclusions and due to the fact that the materials located there noticeably differ in thermal expansion coefficients, significant microstresses arise, and the sediment 16 of MOX fuel becomes brittle, fragile. Therefore, when many cracks are formed, the supply of liquid nitrogen or its vapors to the surface of the sediment 15 is stopped and then it is removed, for which purpose the devices for breaking the sediment 16 of MOX fuel of the cathode 15 come into operation. The pneumatic drives that drive the pistons 9 and rods 8. Through the movable levers 10, the movement is transmitted to the shearing working bodies 6 in the direction of the cathode 15 with the MOX fuel sediment 16 located on its surface. Chipping working bodies 6 hit the cracked sediment 16 of MOX fuel without touching the cathode 15, and its pieces fall to the bottom 4 of container 2. Cleavage of the sediment 16 of MOX fuel can be performed several times so that not a single piece remains on the surface of the cathode 15 sediment 16 MOX fuel, as a strictly accounted product. Pieces of the destroyed MOX fuel sediment 16 are dropped onto the bivalve bottom 4 of the container 1, from where MOX fuel removed from the cathode 15 is transferred via open leafs of the bottom 4 to a special collection box in which the MOX fuel is transported to the next technological stage after electrolysis. It should be noted that when conducting tests on electrolysis and further removal of sludge from the cathode, positive results were obtained. The tests were carried out on a simulator, but the mechanical characteristics of the natural product and the simulator were similar. After the first blow of the cleaving working bodies on the sediment, it completely collapsed and fell to the bottom of the container.

Преимущества заявляемого устройства значительны. Его использование в промышленном производстве позволит увеличить производительность процесса регенерации облученного ядерного топлива, а также сократит непроизводительные простои технологических переделов, следующих за осуществлением электрохимического процесса получения МОХ-топлива. Отсутствуют и потери учитываемого МОХ-топлива.The advantages of the claimed device are significant. Its use in industrial production will increase the productivity of the process of regeneration of irradiated nuclear fuel, as well as reduce unproductive downtime of technological conversions following the implementation of the electrochemical process for producing MOX fuel. There are no losses of the MOX fuel taken into account.

Claims

A device for removing the sediment of MOX fuel from the cathode of the electrolyzer, containing a base plate with a portable cylindrical container placed in the center, outside of which are installed guide rods connected to the base plate, and on the periphery of the base plate there are opposite devices for destruction of the MOX deposit -fuel and perpendicular to it - devices for feeding jets of liquid nitrogen or its vapors into the container, while the container is equipped with a bivalve bottom and nozzles for receiving jets of liquid nitrogen whether its vapor, each device for destroying the sediment of MOX fuel is made of horizontally located shearing working bodies, a vertical strut and a pneumatic actuator, the piston rod of which is kinematically connected to the cleaving working bodies, and its cylinder is kinematically connected to a vertical strut rigidly connected to the base plate , and each device for supplying liquid nitrogen or its vapor to the container is made in the form of a housing provided with a source of liquid nitrogen or its vapor, equipped with nozzles located By contrast nozzles receiving jets of liquid nitrogen or vapor of the container.