滴下原液供给装置制造方法及图纸

本发明专利技术的目的在于提供下述装置：实质上形成球形的ＡＤＵ粒子的滴下喷嘴装置、调制均质的滴下原液的滴下原液回收装置、能滴下均匀体积的液滴的滴下原液供给装置、即使液滴落下而与氨水溶液的表面冲突，也不会变形的液滴表面固化装置、能使硝酸双氧铀到液滴的中心为止充分变成ＡＤＵ的氨水溶液循环装置、及能制造球度良好的ＡＤＵ粒子的ＡＤＵ粒子制造装置，滴下喷嘴装置具有同时使多个喷嘴振动的１台励振器，滴下原液回收装置回收喷嘴内的底细原液并将其混合到滴下原液中，滴下原液供给装置具有对落下的滴下原液的液滴照射光的光照射机构，液滴表面固化装置分别朝向从喷嘴滴下的滴下原液的液滴落下的落下路径喷出氨气，氨水溶液循环装置可使液滴在氨水溶液贮存槽内的氨水溶液中上升流动，重铀酸铵粒子制造装置利用上述装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】滴下喷嘴装置、滴下原液回收装置、滴下原液供给装置、液滴表面固化装置、氨水溶液循环装置、及重铀酸铵粒子制造装置
本专利技术涉及滴下喷嘴装置、滴下原液回收装置、滴下原液供给装置、液滴表面固化装置、氨水溶液循环装置、及重铀酸铵粒子制造装置，进一步详细地说，涉及：滴下喷嘴装置，为了实质上形成球形重铀酸铵粒子而能使滴下原液的液滴较好地滴下；滴下原液回收装置，能回收滴下原液，以便能以高合格率制造不存在变形等问题的均质重铀酸铵粒子；滴下原液供给装置，能将滴下原液供给到喷嘴中，以便能使含有硝酸双氧铀的滴下原液成为具有均匀体积的液滴而从喷嘴滴下；液滴表面固化装置，使液滴表面固化，即使从喷嘴滴下的液滴落下而与氨水溶液贮存槽中的氨水溶液的表面冲突，也不容易发生变形；氨水溶液循环装置，能使落下的液滴中的硝酸双氧铀在氨水溶液贮存槽内的氨水溶液中发生变化，直到液滴的中心都充分变成重铀酸铵；及重铀酸铵粒子制造装置，具有这些滴下喷嘴装置、滴下原液回收装置、滴下原液供给装置、液滴表面固化装置、氨水溶液循环装置中至少一种，能制造球度高的重铀酸铵粒子。
技术介绍
高温气体反应炉的投入高温气体反应炉用燃料的炉心结构由热容量较大高温健全性好的石墨构成。在该高温气体反应炉中，由于采用被评价为即使高温下也不会发生化学反应、安全性较高的氦气等气体作为冷却气体，所以即使在出口温度较高的情况下，也能安全地取出冷却气体。因此，高温加热到大约1000℃左右的前述冷却气体作为安全的热利用而用于发电、氢的制造、化学设备等广泛的领域中。另一方面，一般来说，投入到该高温气体反应炉中的高温气体反应炉用燃料包括燃料核、被覆在该燃料核周围的被覆层。燃料核是例如将二氧化铀烧结成陶瓷状而成的直径约为350～650μm的微小粒子。被覆层一般具有多层结构。具有4层结构的被覆层从燃料核表面-->侧开始依次称为第一层、第二层、第三层及第四层。燃料核和由4层被覆层构成的被覆粒子的直径例如约为500～1000μm。以上那样的高温气体反应炉用燃料是使用重铀酸铵粒子制造装置如以下那样制造而成的。首先，将氧化铀粉末溶于硝酸，制成硝酸双氧铀溶液。接着，将该硝酸双氧铀溶液与纯水及增粘剂等混合搅拌，制成滴下原液。将该滴下原液贮存到滴下原液贮存槽中。调制的滴下原液在冷却成规定的温度，并对粘度进行调制后，输送到滴下喷嘴装置中。在滴下喷嘴装置上，具有一个直径较细的喷嘴。输送来的滴下原液作为液滴从喷嘴的前端滴到氨水溶液中。落到氨水溶液内的液滴从其表面开始进行由硝酸双氧铀向重铀酸铵的反应，若前述液滴在氨水溶液内存在足够时间，则直到液滴的内部为止都形成重铀酸铵。另外，使滴到该氨水溶液中的液滴在到达氨水溶液表面为止的行程中，通过氨气气氛。由于该氨气而使液滴表面凝胶化形成被膜，形成有被膜的液滴某种程度上防止落到氨水溶液表面时由于冲突而引起的变形。若落到氨水溶液中的液滴中的硝酸双氧铀与氨充分反应，则形成重铀酸铵粒子(以下有时简称为“ADU粒子”)。该ADU粒子洗净干燥后，在大气中焙烧形成三氧化铀粒子。进而，三氧化铀粒子通过还原及烧结形成高密度陶瓷状的二氧化铀粒子。筛分该二氧化铀粒子，即进行分级，得到具有规定的粒子径的燃料核微粒子。在制造ADU粒子时最大的目标在于制造粒子径相同、球度高、没有内部缺陷的ADU粒子。换言之，要求任何ADU粒子都具有均匀的直径，不具有扁圆的形状，到粒子的中心完全形成ADU，而且不存在裂纹等内部组织健全。并且大量制造ADU粒子也是制造ADU粒子时的一大目标。为了实现这样的目标，如以下所述，在现在的ADU粒子制造装置中存在必须解决的多个问题。为了大量并且均匀地制造每个粒子都为球形的ADU粒子，重要的是前述喷嘴应具有以液滴体积一定的方式使液滴落下的性能。但是，还找不到上述那样能以液滴体积一定的方式使液滴落下的滴下喷嘴。因此希望开发能得到粒子径均匀、球度高的ADU粒子的滴下喷嘴装置和重铀酸铵粒子制造装置(以下有时称为“ADU粒子制造装置”)。-->以往的ADU粒子制造装置由于包括具有一个滴下喷嘴的滴下喷嘴装置，所以ADU粒子的产量由喷嘴的频率决定，最大为200个/秒左右。进而为了提高生产率，有必要增加滴下喷嘴的个数。此时，有必要使从多个喷嘴分别输出的滴下原液的输出量均匀，但是还没有开发出那样的装置。为了大量并且粒径均匀地制造每个粒子都为球形的ADU粒子，重要的是前述多个喷嘴应具有以从各滴下喷嘴输出的液滴体积一定的方式使液滴落下的性能。但是，还找不到上述那样能以从多个滴下喷嘴分别输出的滴下原液的输出量均匀、液滴体积一定的方式使液滴落下的滴下喷嘴。因此希望开发能大量得到粒子径均匀、球度高的二氧化铀燃料核的滴下喷嘴装置和ADU粒子制造装置。在以往的ADU粒子制造装置中，在停止从喷嘴滴下原液时，原液剩余在用于将原液从滴下原液贮存槽输送到喷嘴中的原液输送配管中。然后，在贮存在滴下原液贮存槽中的新原液通过原液输送配管输送到喷嘴中时，剩余的旧原液即剩余原液从喷嘴滴下，旧原液的液滴滴到氨水溶液中。前述剩余原液与在滴下原液贮存槽中进行了温度控制的新原液在性质或性状方面不同。因此，在滴到氨水溶液时形成的ADU粒子容易产生变形，存在不能充分保证将ADU粒子经过熟化、洗净、干燥、焙烧、还原及烧结各工序而制造的二氧化铀粒子的球度、外径、内部组织等规格的问题。这也导致制造的二氧化铀粒子的生产率降低。推测前述问题产生的原因在于，前述剩余原液的温度上升至室温，原液的粘度下降。在ADU粒子制造装置中，为了提高ADU粒子的生产率而具有多个喷嘴的情况下，为使从任何一个喷嘴落下的ADU粒子都具有相同的一定的体积，而需要使从各喷嘴滴下的滴下原液的流量一致。由此，设置流量调节器，对滴下原液的滴下量进行调节，但是仅用该流量调节器，不易使从各喷嘴滴下的滴下原液的流量一致，所以产生形成的ADU粒子的粒径不同的问题。在以往的ADU粒子制造装置中，在从滴下喷嘴装置中的一个或多个滴下喷嘴滴下的液滴朝向氨水溶液落下的落下行程中，存在氨气气-->氛。这样，落下而在氨水溶液的液面着水的液滴的表面凝胶化，形成被膜，但是不能充分防止着水时由冲突引起的变形。而且有时液滴向氨水溶液着水时由冲突而发生断裂。存在变形或断裂的液滴在氨水溶液中即使进行硝酸双氧铀与氨的反应，也不能以高合格率得到球度良好的ADU粒子的问题。另外，在具有多个滴下喷嘴的ADU粒子制造装置中，在将氨气吹到落下途中的液滴上的情况下，存在不能将气体均匀地喷到各液滴上的问题、或由于吹上的气体而在液滴的表面产生波纹状的花纹的问题。在以往的ADU粒子制造装置中，必须使含有硝酸双氧铀的滴下原液的内部都浸透氨水溶液。为了浸透该氨水溶液，通常采用贮存氨水溶液的氨水溶液贮存槽。即，在ADU粒子制造装置中，在滴下含有硝酸双氧铀的原液的喷嘴的正下方，配置有贮存氨水溶液的氨水溶液贮存槽。将通过从滴下喷嘴装置的喷嘴滴下原液而形成的液滴滴到在氨水溶液贮存槽内贮存的氨水溶液中。这样，在氨水溶液中，存在与液滴中的硝酸双氧铀和铵离子反应，在液滴内形成重铀酸铵(ADU)。液滴内的硝酸双氧铀与铵离子的反应从液滴的表面开始，经过一定时间前述反应向液滴的内部进行。但是，随着液滴表面的内部存在于液滴表面附近的硝酸双氧铀、与液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种滴下喷嘴装置，其特征在于，具有：多个喷嘴，使含有硝酸双氧铀的滴下原液滴到在氨水溶液贮存槽中贮存的前述氨水溶液中；１台励振器，使前述多个喷嘴同时振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-10-16 356300/2003;JP 2004-2-2 026134/2004;1.一种滴下喷嘴装置，其特征在于，具有：多个喷嘴，使含有硝酸双氧铀的滴下原液滴到在氨水溶液贮存槽中贮存的前述氨水溶液中；1台励振器，使前述多个喷嘴同时振动。2.如前述权利要求1所述的滴下喷嘴装置，其特征在于，设置有可按每个喷嘴对滴下原液的滴下流量进行调节的流量调节机构。3.一种滴下喷嘴装置，其特征在于，具有：一个或多个喷嘴，用于滴下含有硝酸双氧铀的滴下原液滴下；滴下原液收容部，为了能收容一定量的从贮存前述滴下原液的滴下原液贮存槽供给的滴下原液，其内容物比前述一个喷嘴的内容积或多个中的任何一个喷嘴的内容积都大，收容的滴下原液由于重力而供给到前述一个喷嘴或多个所有喷嘴。4.如前述权利要求3所述的滴下喷嘴装置，其特征在于，前述滴下原液收容部是水平截面积比前述一个喷嘴或多个中的任何一个喷嘴的水平截面积都大的滴下原液收容部。5.如前述权利要求3或4所述的滴下喷嘴装置，其特征在于，前述滴下原液收容部直接连结到前述一个喷嘴或多个所有喷嘴上。6.如前述权利要求3～5任一项所述的滴下喷嘴装置，其特征在于，在滴下含有硝酸双氧铀的滴下原液的一个喷嘴或多个所有喷嘴的前端部上，形成有朝向前述滴下原液的滴下方向的棱边。7.如前述权利要求1～6任一项所述的滴下喷嘴装置，其特征在于，在前述喷嘴上，具有实质上定量并且无脉动地供给在滴下原液贮存槽中贮存的滴下原液的供液机构。8.一种滴下原液回收装置，其特征在于，在具有使通过滴下原液输送通路输送来的在滴下原液贮存槽中贮存的含有硝酸双氧铀的滴下原液滴到氨水溶液中的喷嘴的滴下喷嘴装置中的喷嘴、与贮存前述氨水溶液的氨水溶液贮存槽之间，具有：剩余滴下原液受器，在停止滴下原液从前述喷嘴向氨水溶液滴下时，受容在前述滴下原液输送通路中剩余的前述滴下原液的剩余部分；剩余滴下原液输送通路，将受容在前述剩余滴下原液受器中的滴下原液的剩余部分输送到前述滴下原液贮存槽中。9.一种滴下原液回收装置，其特征在于，前述滴下喷嘴装置是前述权利要求1～7任一项所述的滴下喷嘴装置。10.一种滴下原液供给装置，其特征在于，具有：光照射机构，对从具有多个喷嘴的滴下喷嘴装置中的这些多个喷嘴分别落下的含有硝酸双氧铀的滴下原液的液滴照射光；流量调节器，根据由前述光照射机构照射的液滴的落下状态，调节滴下原液从贮存含有硝酸双氧铀的滴下原液的滴下原液贮存槽向各喷嘴的供给量。11.一种滴下原液供给装置，其特征在于，前述滴下喷嘴装置是前述权利要求1～7任一项所述的滴下喷嘴装置。12.如前述权利要求10或11所述的滴下原液供给装置，其特征在于，前述光照射机构是照射周期性一亮一灭的光的频闪光照射机构。13.如前述权利要求10～12任一项所述的滴下原液供给装置，其特征在于，具有：光传感器，检测从前述光照射机构发出的光；控制机构，通过输入从前述光传感器输出的检测信号，来控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：大久保和俊，高桥昌史，高山智生，西村一久，本田真树，
申请(专利权)人：原子燃料工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]