RU2145306C1 - Device for production of plutonium compounds - Google Patents

Device for production of plutonium compounds Download PDF

Info

Publication number
RU2145306C1
RU2145306C1 RU98114334/12A RU98114334A RU2145306C1 RU 2145306 C1 RU2145306 C1 RU 2145306C1 RU 98114334/12 A RU98114334/12 A RU 98114334/12A RU 98114334 A RU98114334 A RU 98114334A RU 2145306 C1 RU2145306 C1 RU 2145306C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
horizontal
basket
vertical
longitudinal ribs
plutonium
Prior art date
Application number
RU98114334/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.П. Маширев
В.В. Шаталов
Е.Н. Звонарев
О.И. Козлов
В.В. Панин
В.И. Лобанов
О.А. Горонков
В.Г. Субботин
Ю.Н. Зуев
А.В. Панов
Б.Д. Рогозкин
Original Assignee
Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии filed Critical Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии
Priority to RU98114334/12A priority Critical patent/RU2145306C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2145306C1 publication Critical patent/RU2145306C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemical, metallurgical and other branches of industry. SUBSTANCE: device has vertical and horizontal components connected at a right angle, with a filter and hopper casing in the vertical component, discharging device with a plug valve, the hopper casing with the discharge basket have a horizontal axle, and the basket consists of longitudinal ribs covered from the outside by a woven wire net; on the one side the basket is attached to the horizontal axle linked by an independent drive. The device horizontal component accommodates an agitating member made up of one or several longitudinal ribs adjoining the inner surface over its entire length. The agitating member is linked by an independent drive. The device is made for movement of the drive part by a screw mechanism up and down relative to the vertical axis. EFFECT: combined processes of production of powder from compact material and its further processing. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области химического машиностроения, а именно к аппаратам получения сыпучих радиоактивных материалов из компактного металлического состояния и обработки их газом. Изобретение может быть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности. The invention relates to the field of chemical engineering, and in particular to apparatus for producing bulk radioactive materials from a compact metal state and processing them with gas. The invention can be used in the chemical, metallurgical and other industries.

В связи с сокращением стратегических вооружений в России и США высвобождаются большие количества компактного оружейного плутония, который может быть использован для производства тепловыделяющих элементов энергетических атомных реакторов или же его соединений как компонента для МОХ - топлива, мононитридного и других топливных композиций. Due to the reduction of strategic weapons in Russia and the United States, large quantities of compact weapons-grade plutonium are being released, which can be used to produce fuel elements for energy nuclear reactors or its compounds as a component for MOX - fuel, mononitride, and other fuel compositions.

Для получения различных соединений плутония безводным методом необходимо перевести его из компактного состояния в мелкодисперсный порошок с определенной величиной частиц. To obtain various plutonium compounds by the anhydrous method, it is necessary to transfer it from a compact state to a fine powder with a certain particle size.

В промышленности известны аппараты для дробления и измельчения кускового материала в порошкообразное состояние: дробилки, мельницы, дисмембраторы, дезинтеграторы и т.п. (Касаткин А.Г. "Основные процессы и аппараты химической технологии" М., Химия, 1973, 750 стр.). Apparatuses for crushing and grinding bulk material into a powder state are known in the industry: crushers, mills, dismembrators, disintegrators, etc. (Kasatkin A.G. "Basic processes and apparatuses of chemical technology" M., Chemistry, 1973, 750 pp.).

Эти аппараты неприменимы для дробления и измельчения радиоактивного компактного материала, например, плутония из-за большого пылевыделения и невозможности соблюсти безопасные геометрические размеры. В химии плутония для перевода его из компактного состояния в порошок используют процессы гидрирования. ("Металлургия и металловедение плутония и его сплавов", под ред. Уилкинсона У. Д. , М., Госкомиздат, 1962, 274 стр., "Металлургия плутония" Вольский А. Н. , Стерлин Я. М. , М., Наука, 1967, 250 стр., патент США N 1373896, C 01 G, 56/00). К недостаткам вышеуказанных устройств относятся значительная продолжительность во времени и малая производительность. These devices are not suitable for crushing and grinding a compact radioactive material, for example, plutonium due to the large dust emission and the inability to maintain safe geometric dimensions. In the chemistry of plutonium, hydrogenation processes are used to transfer it from a compact state to powder. ("Metallurgy and metallurgy of plutonium and its alloys", edited by Wilkinson, U. D., M., Goskomizdat, 1962, 274 pp., "Metallurgy of plutonium" Volsky A. N., Sterlin Y. M., M., Science, 1967, 250 pages, US patent N 1373896, C 01 G, 56/00). The disadvantages of the above devices include a significant duration in time and low productivity.

Для перевода сыпучего материала в другие соединения безводным методом с помощью газа-реагента используют трубчатые устройства с горизонтальной или вертикальной осью и внутренними элементами, обеспечивающими перемешивание и перемещение материала навстречу потока газа - реагента. Примерами таких устройств с горизонтальной осью могут служить аппараты типа РФ (реактор фторирования), применяемые для получения фторидов урана и редкоземельных элементов (Галкин А.Н. Майоров А.А., Верятин У.Д. и др. "Химия и технология фтористых соединений урана", - М., Госатомиздат, 1961, 348 стр.). Известны также аппараты кипящего слоя, но и они не подходят для обработки радиоактивных материалов из-за значительного пылеуноса и больших объемов отходящих газов. To transfer bulk material into other compounds by the anhydrous method using a reagent gas, tubular devices with a horizontal or vertical axis and internal elements are used to mix and move the material towards the reagent gas stream. Examples of such devices with a horizontal axis are devices of the RF type (fluorination reactor) used to produce uranium fluorides and rare-earth elements (Galkin A.N. Mayorov A.A., Veryatin U.D. et al. "Chemistry and technology of fluoride compounds uranium ", - M., Gosatomizdat, 1961, 348 pp.). Fluidized bed apparatuses are also known, but they are also not suitable for processing radioactive materials because of the significant dust extraction and large volumes of exhaust gases.

В качестве прототипа выбрано устройство для проведения реакций гидрирования и гидрохлорирования, изображенное на фиг. 1. ("Металлургия плутония", Вольский А.Н., Стерлин Я.М., -М.:, Наука, 1967, 148 стр.). As a prototype, a device for carrying out hydrogenation and hydrochlorination reactions depicted in FIG. 1. ("Plutonium metallurgy", Volsky A.N., Sterlin Y.M., -M.: Nauka, 1967, 148 pp.).

Устройство выполнено из стекла пирекс и имеет стеклянный шлиф 1, зажим 2, крепящий трубку, термопару 3, штуцер 4 для подачи водорода и хлористого водорода, а также для подключения к вакуумной установке, термопару 5 для регулировки температуры печи, пирексную трубку 6 диаметром 50,8 мм, грубый фильтр 7 из пирекса, штуцер 8 для подключения к водяному аспиратору. Штуцеры 4 и 8 расположены горизонтально, а фильтр 7, находящийся в нижней части вертикальной трубки 6 служит неподвижной опорой для обрабатываемого продукта. The device is made of pyrex glass and has a glass thin section 1, clamp 2, fastening tube, thermocouple 3, fitting 4 for supplying hydrogen and hydrogen chloride, as well as for connecting to a vacuum installation, thermocouple 5 for adjusting the temperature of the furnace, pyrex tube 6 with a diameter of 50, 8 mm, coarse pyrex filter 7, nozzle 8 for connection to a water aspirator. The fittings 4 and 8 are located horizontally, and the filter 7, located in the lower part of the vertical tube 6 serves as a fixed support for the processed product.

Во время операции гидрирования штуцер 8 заглушен. После перевода плутония в гидрид плутония, в штуцер 4 подается хлористый водород, а штуцер 8 соединяется с водяным аспиратором и получают хлорид плутония. During the hydrogenation operation, the nozzle 8 is plugged. After the conversion of plutonium into plutonium hydride, hydrogen chloride is supplied into the nozzle 4, and the nozzle 8 is connected to a water aspirator and plutonium chloride is obtained.

Это устройство не позволяет обеспечить загрузку и выгрузку продукта без его полной разборки. Процессы перевода продукта из компактного состояния и его последующей обработки газом-реагентом осуществляются на одной неподвижной опорной поверхности, одновременно выполняющей роль фильтра отходящих газов, что может привести к забивке пор фильтра, так как поверхность не очищается. Размер образующихся частиц не регламентируется. Время проведения процесса обработки продукта газом-реагентом в неподвижном слое весьма продолжительно из-за плохого массообмена, повышается расход газа - реагента. This device does not allow loading and unloading of the product without its complete disassembly. The processes of transferring a product from a compact state and its subsequent treatment with a reagent gas are carried out on one fixed supporting surface, which simultaneously acts as an exhaust gas filter, which can lead to clogging of the filter pores, since the surface is not cleaned. The size of the resulting particles is not regulated. The process of processing the product with a reagent gas in a fixed bed takes a very long time due to poor mass transfer; the consumption of a reagent gas increases.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить загрузку и выгрузку продукта без его разборки, улучшить качество массообмена за счет разделения мест обработки и механической активации процессов, предусмотрев в вертикальной части устройства корпус бункера, в котором размещена приемная корзина, имеющая с корпусом общую горизонтальную ось и состоящая из продольных ребер, обтянутых снаружи проволочной тканой сеткой, и в горизонтальной части перемешивающий элемент, состоящий из одного или нескольких продольных ребер, прилегающих к внутренней поверхности горизонтальной части по всей длине. Корзина и перемешивающий элемент закреплены с одной стороны на разных горизонтальных осях, связанных с самостоятельными приводами. Винтовой механизм позволяет перемещать устройство вверх - вниз относительно вертикальной оси. В зависимости от замены газа - реагента можно получать из порошка плутония различные его соединения (оксиды, фториды, гидриды, нитриды и т.п.). The proposed device allows for loading and unloading of the product without disassembling it, improving the quality of mass transfer by separating the processing sites and mechanical activation of the processes by providing a hopper body in the vertical part of the device, in which a receiving basket is located, which has a common horizontal axis and the body consisting of longitudinal ribs covered outside with a woven wire mesh and in the horizontal part a mixing element consisting of one or more longitudinal ribs adjacent to the inner surface of the horizontal part along its entire length. The basket and the mixing element are fixed on one side on different horizontal axes associated with independent drives. The screw mechanism allows you to move the device up - down relative to the vertical axis. Depending on the replacement of the reagent gas, various compounds (oxides, fluorides, hydrides, nitrides, etc.) can be obtained from plutonium powder.

Устройство, изображенное на фиг. 2, состоит из вертикальной и горизонтальной частей, соединенных под прямым углом. Геометрические размеры устройства определяются физико-химическими свойствами исходного продукта. В верхней части вертикального патрубка помещен фильтр 1 для очистки отходящих газов, ниже его - корпус бункера 2, в котором находится приемная корзина 3 с горизонтальной осью, вращаемая самостоятельным приводом. С одной стороны корпуса бункера предусмотрена крышка 4 для загрузки компактного плутония. Приемная корзина выполнена из нескольких продольных ребер 5, связанных по концам и обтянутых снаружи проволочной тканой сеткой 6, ячейки которой определяют величину измельчения материала. Разрез корзины на фиг. 3. The device shown in FIG. 2, consists of vertical and horizontal parts connected at right angles. The geometric dimensions of the device are determined by the physicochemical properties of the starting product. In the upper part of the vertical pipe is placed a filter 1 for cleaning exhaust gases, below it is the body of the hopper 2, in which there is a receiving basket 3 with a horizontal axis, rotated by an independent drive. A cover 4 is provided on one side of the hopper body for loading compact plutonium. The receiving basket is made of several longitudinal ribs 5, connected at the ends and fitted on the outside with a wire woven mesh 6, the cells of which determine the amount of grinding material. The section of the basket in FIG. 3.

В горизонтальной части устройства внутри расположен перемешивающий элемент 7, представляющий собой одно или несколько продольных ребер 8, прилегающих к внутренней поверхности корпуса и вращаемых самостоятельным приводом. В конце горизонтальной части находится разгрузочный люк с приемной емкостью 9 и конусный затвор 10, открываемый при разгрузке. Предложенное устройство выполнено с возможностью перемещения приводной части винтовым механизмом 11 вверх - вниз относительно вертикальной оси 12. Устройство снабжено самостоятельными электронагревателями 13 и 14 с теплоизоляцией наружной части. Устройство выполнено в ядернобезопасной геометрии из коррозионностойкого материала (никель или его сплавы). In the horizontal part of the device, a mixing element 7 is located inside, representing one or more longitudinal ribs 8 adjacent to the inner surface of the housing and rotated by an independent drive. At the end of the horizontal part there is an unloading hatch with a receiving capacity of 9 and a cone lock 10, which opens when unloading. The proposed device is made with the possibility of moving the drive part by a screw mechanism 11 up and down relative to the vertical axis 12. The device is equipped with independent electric heaters 13 and 14 with thermal insulation of the outer part. The device is made in a nuclear-safe geometry of a corrosion-resistant material (nickel or its alloys).

Устройство работает следующим образом. Компактный плутоний при снятой крышке 4 закладывают в приемную корзину 3. Включают электронагреватели 13 и 14, по достижении нужной температуры подают заданный газ - реагент, воздействующий на компактный плутоний. Металл с поверхности вспухает, образует пленки, которые при вращении корзины от привода ребрами отламываются, освобождая чистую поверхность для дальнейшего реагирования с газом. Мелкие кусочки пленки быстро реагируют с газом, измельчаясь до размеров, позволяющих сквозь ячейки сетки 6 попадать в горизонтальную часть устройства. Перемешивая при вращении порошок, ребра 8 равномерно распределяют его по длине горизонтальной части. Закрытый конусный затвор не дает возможности обрабатываемому материалу просыпаться в приемную емкость 9. Процесс продолжают до полного развала компактного материала в порошок. Заменяя газ-реагент на другой, постоянно перемешивая порошок, получаем необходимое порошкообразное соединение. Разгрузку осуществляют при наклоне горизонтальной оси в сторону приемной емкости с помощью винтового механизма 11 и, повернув рукоятку конусного затвора 10 на 180o, открыв тем самым выход обработанного материала в емкость с помощью вращения ребер 8. Заменив емкость, процесс можно повторять.The device operates as follows. When plutonium 4 is removed, compact plutonium is put into the receiving basket 3. Electric heaters 13 and 14 are turned on, and when the desired temperature is reached, the target gas is supplied — a reagent acting on compact plutonium. The metal swells from the surface, forms films, which, when the basket rotates from the drive, break off with ribs, freeing up a clean surface for further reaction with gas. Small pieces of film quickly react with gas, crushing to sizes that allow them to enter the horizontal part of the device through the cells of the grid 6. Stirring the powder during rotation, the ribs 8 evenly distribute it along the length of the horizontal part. A closed conical shutter prevents the material being processed to wake up in the receiving tank 9. The process continues until the compact material completely breaks into powder. Replacing the reactant gas with another, constantly mixing the powder, we obtain the necessary powdery compound. Unloading is carried out by tilting the horizontal axis towards the receiving tank using a screw mechanism 11 and, by turning the handle of the cone shutter 10 by 180 ° , thereby opening the outlet of the processed material into the tank by rotating the ribs 8. Replacing the tank, the process can be repeated.

Claims (3)

1. Устройство для получения порошкообразных соединений плутония, состоящее из вертикальной и горизонтальной частей, соединенных под прямым углом, с фильтром и корпусом бункера в вертикальной части, отличающееся тем, что корпус бункера с приемной корзиной имеют горизонтальную ось, а корзина состоит из продольных ребер, обтянутых снаружи проволочной тканой сеткой, причем корзина с одной стороны закреплена на горизонтальной оси, связанной с самостоятельным приводом, а в горизонтальной части расположены разгрузочное устройство с конусным затвором и перемешивающий элемент. 1. A device for producing powdered plutonium compounds, consisting of vertical and horizontal parts connected at right angles to the filter and the hopper body in the vertical part, characterized in that the hopper body with the receiving basket have a horizontal axis, and the basket consists of longitudinal ribs, wrapped outside with a woven wire mesh, and the basket on one side is fixed on a horizontal axis associated with an independent drive, and in the horizontal part there is a discharge device with a conical Shutter and mixing element. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перемешивающий элемент состоит из одного или нескольких продольных ребер, прилегающих к внутренней поверхности горизонтальной части устройства по всей его длине, причем перемешивающий элемент с одной стороны закреплен на горизонтальной оси, связанной с самостоятельным приводом. 2. The device according to claim 1, characterized in that the mixing element consists of one or more longitudinal ribs adjacent to the inner surface of the horizontal part of the device along its entire length, and the mixing element is fixed on one side on a horizontal axis associated with an independent drive. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно выполнено с возможностью перемещения приводной части винтовым механизмом вверх-вниз относительно вертикальной оси. 3. The device according to claim 1, characterized in that it is arranged to move the drive part with a screw mechanism up and down relative to the vertical axis.
RU98114334/12A 1998-07-27 1998-07-27 Device for production of plutonium compounds RU2145306C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114334/12A RU2145306C1 (en) 1998-07-27 1998-07-27 Device for production of plutonium compounds

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98114334/12A RU2145306C1 (en) 1998-07-27 1998-07-27 Device for production of plutonium compounds

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2145306C1 true RU2145306C1 (en) 2000-02-10

Family

ID=20208920

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98114334/12A RU2145306C1 (en) 1998-07-27 1998-07-27 Device for production of plutonium compounds

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2145306C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Вольский А.Н. и др. Металлургия плутония.-М.: Наука, 1967, с. 134-137, 148. *
Переработка ядерного горючего./Под ред. С.Столера и др.-М.: Атомиздат, 1964, с. 626-627. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.-М.: Химия, 1971, с. 730-739. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2000078446A2 (en) An apparatus and process for pre-hydrolysis of biomass
RU2111168C1 (en) Rotary furnace for producing solid materials from gaseous substances
JPS62175699A (en) Method and device for manufacturing raw material for processing radioactive waste
RU2145306C1 (en) Device for production of plutonium compounds
JP2007139746A (en) Air oxidation furnace for spent nuclear fuel
JP6559080B2 (en) Radioactive waste volume reduction treatment apparatus and volume reduction treatment method
US4268409A (en) Process for treating radioactive wastes
TW410179B (en) Means for scraping off dust particles, used in disposal of waste gas resulting from semiconductor manufacturing process
JP5990417B2 (en) Volume reduction equipment for radioactive waste
US4755138A (en) Fluidized bed calciner apparatus
JPH0515769A (en) Chemical reaction device bringing powder and gas into contact with each other
RU2262756C2 (en) Method for fabrication of the pellets of ceramic nuclear fuel, device for its realization and container
CN109300555B (en) Dry conversion device from uranium hexafluoride to uranium tetrafluoride
RU2423320C1 (en) Method of producing nickel carbonyl
RU2693820C1 (en) Periodic action device for microwave treatment of materials
JPH05132139A (en) Method and equipment for treating agglomerate of solid partices suspended in liquid to obtain mixture of different phases capable of flowing through long duct free from extraneous matter
GB2106938A (en) Tantalum coated alumina articles
KR100804132B1 (en) An apparatus and method for oxidation-reduction process of spent nuclear fuel by using pulse-type gas injection
CN216737894U (en) Circulating water sterilization automatic medicine feeding mechanism
RU2716137C1 (en) Spent nuclear fuel voloxidation unit
CN111620336B (en) Diamond micro powder, method and equipment for cleaning diamond single crystal
CN216419224U (en) A mixing arrangement for traditional chinese medicine production
RU90610U1 (en) DEVICE FOR REMOVING WASTE NUCLEAR FUEL
CN213947072U (en) Multistage colour mixture melting device of fire-retardant grain granule of shock-resistant ash
RU2240860C1 (en) Method of synthesis of powder-like materials, mainly refractory materials and a device for its realization

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060728