RU2498941C2 - Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза из гексафторида урана (варианты) - Google Patents
Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза из гексафторида урана (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2498941C2 RU2498941C2 RU2012107244/05A RU2012107244A RU2498941C2 RU 2498941 C2 RU2498941 C2 RU 2498941C2 RU 2012107244/05 A RU2012107244/05 A RU 2012107244/05A RU 2012107244 A RU2012107244 A RU 2012107244A RU 2498941 C2 RU2498941 C2 RU 2498941C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reaction chamber
- uranium
- zone
- hexafluoride
- uranium dioxide
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению порошка диоксида урана методом пирогидролиза. Реакционная камера для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана выполнена в виде емкости, имеющей фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторил и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, при этом емкость выполнена с внутренним расстоянием между двумя противоположными плоскими стенками не более 104 мм для обогащения до 5 % по U235. Реакционная камера также может быть выполнена в виде емкости, разделенной вертикальной перегородкой на полости, каждая из которых имеет фильтровальную зону, первую реакционную зону и вторую реакционную зону. Изобретение обеспечивает ядерную безопасность реакционной камеры. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Группа изобретений относится к области металлургии, а именно к получению порошка диоксида урана методом пирогидролиза.
Известна установка для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза, раскрытая в ЕР 0230087 (опубл. 29.07.1987). Известная установка содержит, по меньшей мере, одну обогреваемую реакционную камеру, имеющую фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторил и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, средства выгрузки и транспортировки полученного порошка диоксида урана и печь для довосстановления непрореагировавшего уранилфторида. В известной установке реакционная камера относится к опасному с точки зрения ядерной безопасности типу оборудования. Кроме того, реакционная камера является «узким местом» установки в части производительности.
Наиболее близкой к предложенной является реакционная камера установки для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана, имеющая фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторил и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана (см. RU 2381993 С1, опубликовано 20.02.2010).
Техническим результатом группы изобретений является обеспечение ядерной безопасности реакционной камеры.
Технический результат достигается за счет того, что в реакционной камере для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана по первому варианту, выполненной в виде емкости, имеющей фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторил и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, согласно изобретению емкость выполнена с внутренним расстоянием между двумя противоположными плоскими стенками, выбранным из условия обеспечения ядерной безопасности, а именно не более 104 мм для обогащения до 5% по U235.
Технический результат достигается за счет того, что в реакционной камере для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана, выполненной в виде емкости, разделенной по меньшей мере одной вертикальной перегородкой на полости, каждая из которых имеет фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторил и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, указанная емкость выполнена с внутренним расстоянием между двумя противоположными плоскими стенками, с которыми соединена по меньшей мере одна вертикальная перегородка, выбранным из условия обеспечения ядерной безопасности, а именно не более 104 мм для обогащения до 5% по U235.
На фиг.1 показана конструкция первого варианта реакционной камеры.
На фиг.2 - то же, вид сбоку с частичным разрезом.
На фиг.3 показана конструкция второго варианта реакционной камеры с двумя внутренними трехзональными полостями.
Реакционная камера для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана методом пирогидролиза представляет собой емкость, которая состоит из корпуса 1, верхней крышки 2 и нижней крышки 3 с газораспределительной решеткой, которые герметично соединены между собой с помощью фланцевых соединений.
Верхняя крышка 2 снабжена прямоугольным фланцем и образует компенсационный объем коробчатой формы для выравнивания давления. На фланце крышки 2 закреплены сменные металлокерамические фильтры 4. Металлокерамические фильтры 4 герметично вкручены во фланец верхней крышки 2.
В каждый металлокерамический фильтр 4 для его регенерации импульсно подается азот. Для этого предусмотрена система сопел, установленных в верхней крышке 2. Отработавший газ покидает реакционную камеру через патрубок 5 в боковой стенке компенсационного объема верхней крышки 2.
Полость реакционной камеры по первому варианту (фиг.1) состоит из фильтровальной зоны 6 (для установки металлокерамических фильтров 4), размещенной в верхней части корпуса 1, переходной реакционной зоны 7, где происходит реакция превращения гексафторида урана в уранилфторид, и реакционной зоны 8 псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана. Образовавшийся порошок задерживается на выходе из реакционной камеры в верхней зоне металлокерамическими фильтрами 4, а в нижней зоне - газораспределительной решеткой нижней крышки 3.
Переходная реакционная зона 7 реакционной камеры соединяет фильтровальную зону 6 с реакционной зоной 8 псевдоожиженного слоя. В зоне 7 размещено двухканальное сопло 9 для подачи гексафторида урана и смеси водорода и водяного пара.
Нижняя крышка 3 содержит прямоугольный фланец с углублением для размещения газораспределительной решетки (не показана) и образует компенсационную зону коробчатой формы под ней. Нижняя крышка 3 снабжена патрубком 10 для подачи в нее смеси пара, водорода и азота и патрубком 1, герметично связанным с газораспределительной решеткой, через который порошок диоксида урана течет под действием силы тяжести из псевдоожиженного слоя и удаляется из реакционной камеры.
Согласно изобретению ядерно-безопасное исполнение реакционной камеры (фиг.2) обеспечено тем, что она конструктивно выполнена в виде плоской емкости с обеспечением параметра ядерной безопасности: «толщина слоя» (внутреннее расстояние между двумя противоположными плоскими стенками 13 и 13 емкости) безопасной величины - не более 104 мм для обогащения до 5% по U235. Кроме этого, внутренний размер реакционной камеры 104 мм является также допустимым для обогащения до 7%.
При условии обеспечения указанного ядерно-безопасного исполнения возможен вариант выполнения реакционной камеры с двумя и более внутренними трехзональными полостями в одном корпусе. На фиг.3 показан второй вариант реакционной камеры с двумя полостями. Емкость камеры разделена вертикальной перегородкой 14 на две полости, каждая из которых выполнена аналогично вышеописанной реакционной камере по первому варианту. Вертикальная перегородка 14 (или перегородки) своими вертикальными краями соединена с плоскими противоположными стенками.
Реакционная камера по первому варианту работает следующим образом.
В реакционную камеру 1, предварительно разогретую до температуры фильтровальной и переходной зоны 7 450-500°С и зоны 8 псевдоожиженного слоя 580-635°С, в переходную зону 7 через двухканальное сопло 9 подается гексафторид урана, водород и водяной пар, которые вступают друг с другом в реакцию. При этом образуется порошок уранилфторида, который опускается в зону 8 псевдоожиженного слоя.
Через патрубок 10 нижней крышки 3 под газораспределительную решетку подается смесь водяного пара, водорода и азота, создающая над газораспределительной решеткой так называемый «кипящий слой» (псевдоожиженный слой), в котором происходит восстановление уранилфторида урана до диоксида (двуокиси) урана. Под действием силы тяжести порошок диоксида урана в смеси с невосстановившимся порошком уранилфторида выгружается через патрубок 11 из реакционной камеры 1. Процесс восстановления идет непрерывно.
Выгруженный из реакционной камеры порошок с помощью шнекового транспортера подается в бункер и далее в электрическую печь для довосстановления непрореагировавшего уранилфторила до диоксида урана.
В реакционной камере по второму варианту каждая из трехзональных полостей работает аналогично реакционной камере по первому варианту.
Выполнение реакционной камеры в виде плоской емкости с ядерно-безопасным расстоянием между противоположными стенками обеспечивает безопасность реакционной камеры. Опыт показал, что применение аппарата с расстоянием между стенками более 104 мм влечет за собой наложение дополнительных ограничений для обеспечения ядерной безопасности. В частности, при отключении нагрева аппарата необходимо предусматривать устройства для автоматического отключения подачи гексафторида и пара, чтобы остановить процесс пирогидролиза и конденсации пара, так как увеличение влажности находящегося в аппарате продукта приведет к возникновению самоподдерживающейся цепной реакции деления ядер (СЦР) продукта.
Опыт эксплуатации оборудования, работающего с ядерно-опасными делящимися материалами, показывает, что при толщине слоя не более 104 мм (104 мм, 95 мм, 85 мм) для диоксида урана обогащением по урану 235 не более 5% исключает возможность возникновения СЦР при любых условиях эксплуатации. Возможно применение и меньших расстояний, но это невыгодно с точки зрения производительности процесса. Применение оборудования с большей толщиной слоя (например, 120 мм, 150 мм) при увеличении влажности продукта или появлении рядом с оборудованием водного отражателя (например, человека), а также попадании в продукт углеводородосодержащих веществ приводит к возникновению СЦР, сопровождающейся хлопками с резким повышением уровня радиоактивного излучения и нарушением целостности оборудования.
Claims (2)
1. Реакционная камера для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана, выполненная в виде емкости, имеющей фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторил и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, отличающаяся тем, что емкость выполнена с внутренним расстоянием между двумя противоположными плоскими стенками, выбранным не более 104 мм для обогащения до 5% по U235.
2. Реакционная камера для получения порошка диоксида урана из гексафторида урана, выполненная в виде емкости, разделенной по меньшей мере одной вертикальной перегородкой на полости, каждая из которых имеет фильтровальную зону, первую реакционную зону для превращения гексафторида в уранилфторил и вторую реакционную зону с газораспределительной решеткой для создания псевдоожиженного слоя для восстановления уранилфторида до диоксида урана, причем емкость выполнена с внутренним расстоянием между двумя противоположными плоскими стенками, с которыми соединена по меньшей мере одна вертикальная перегородка, выбранным не более 104 мм для обогащения до 5% по U235.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107244/05A RU2498941C2 (ru) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза из гексафторида урана (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012107244/05A RU2498941C2 (ru) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза из гексафторида урана (варианты) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2012107244A RU2012107244A (ru) | 2013-09-10 |
| RU2498941C2 true RU2498941C2 (ru) | 2013-11-20 |
Family
ID=49164440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012107244/05A RU2498941C2 (ru) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза из гексафторида урана (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2498941C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113825724A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-12-21 | 新西伯利亚化学精矿厂 | 通过减少六氟化铀的热解生产二氧化铀粉末的反应室 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115253915B (zh) * | 2022-08-22 | 2024-04-05 | 山东滨农科技有限公司 | 一种草铵膦生产中四氯铝酸钠的处理装置及处理方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0230087A2 (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Preparation of a uranium dioxide material |
| RU2162058C1 (ru) * | 1997-11-28 | 2001-01-20 | Франко-Бельж Де Фабрикасьон Де Комбустибль | Способ и установка для непосредственного превращения гексафторида урана в оксид урана |
| RU2232131C2 (ru) * | 1998-05-19 | 2004-07-10 | Компани Женераль де Матьер Нюклеэр | Фильтровальная установка для реактора для преобразования uf6 в оксид урана |
| RU2381993C2 (ru) * | 2008-01-16 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Способ получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза и установка для его осуществления |
-
2012
- 2012-02-28 RU RU2012107244/05A patent/RU2498941C2/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0230087A2 (en) * | 1986-01-17 | 1987-07-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Preparation of a uranium dioxide material |
| RU2162058C1 (ru) * | 1997-11-28 | 2001-01-20 | Франко-Бельж Де Фабрикасьон Де Комбустибль | Способ и установка для непосредственного превращения гексафторида урана в оксид урана |
| RU2232131C2 (ru) * | 1998-05-19 | 2004-07-10 | Компани Женераль де Матьер Нюклеэр | Фильтровальная установка для реактора для преобразования uf6 в оксид урана |
| RU2381993C2 (ru) * | 2008-01-16 | 2010-02-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Способ получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза и установка для его осуществления |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113825724A (zh) * | 2019-09-05 | 2021-12-21 | 新西伯利亚化学精矿厂 | 通过减少六氟化铀的热解生产二氧化铀粉末的反应室 |
| CN113825724B (zh) * | 2019-09-05 | 2024-05-28 | 新西伯利亚化学精矿厂 | 通过减少六氟化铀的热解生产二氧化铀粉末的反应室 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2012107244A (ru) | 2013-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Alper | Reaction mechanism and kinetics of aqueous solutions of 2-amino-2-methyl-1-propanol and carbon dioxide | |
| RU2498941C2 (ru) | Реакционная камера для получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза из гексафторида урана (варианты) | |
| RU2381993C2 (ru) | Способ получения порошка диоксида урана методом пирогидролиза и установка для его осуществления | |
| EP2704153B1 (en) | Gas treatment equipment of nuclear power plant | |
| MY186642A (en) | Filtering and distribution device for catalytic reactor | |
| WO2013043245A3 (en) | Method and system for the torrefaction of lignocellulosic material | |
| BR112016028690B1 (pt) | Método para tratamento de gás integrado em um processo de fundição de alumínio, e, sistema para fundição de alumina | |
| CN204429254U (zh) | 一种连续全密闭流化床二硫化碳生产装置 | |
| WO2013115316A1 (ja) | 内循環流動層を用いた水熱分解装置及び水熱分解法 | |
| CN203931080U (zh) | 一种烟雾探测器的检测设备 | |
| JP7478101B2 (ja) | 還元熱加水分解法を用いて六フッ化ウランから二酸化ウラン粉末を抽出するための反応チャンバー | |
| CN104372378B (zh) | 从废汞触媒多组分中环保回收汞和活性炭的设备及回收方法 | |
| RU2682498C2 (ru) | Запорная система для электролизера | |
| CN202808393U (zh) | 一种用于生产六氟化钨的立式逆流氟化炉 | |
| Yakunin et al. | Purification of Gaseous Emissions by 14 C Removal During Reprocessing of Spent Uranium-Plutonium Nuclear Fuel | |
| CN204111694U (zh) | 一种抑制催化裂化沉降器结焦的全封闭旋流式快速分离系统 | |
| CN207628386U (zh) | 一种电化学反应罐 | |
| CN219209070U (zh) | 立式气液分离器 | |
| CN203971843U (zh) | 一种气液混合装置 | |
| CA3188265C (en) | Method and system for separating a tritiated heavy water stream into a tritium-lean heavy water stream and a tritium-enriched heavy water stream | |
| CN216296261U (zh) | 一种用于纯化大流量nf3电解气中高浓度n2f2的热解器 | |
| LU500524B1 (en) | Device and Recovery Method for Environmental-friendly Recovering Mercury and Activated Carbon from Waste Mercury Catalyst Multi-component | |
| CN103495317B (zh) | 一种含汽混合气体的水蒸气回收装置 | |
| CN204193898U (zh) | 一种具有密封效果的固体颗粒连续输送给料系统 | |
| CN203194523U (zh) | 闪蒸设备出料罩加热装置 |