一种流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统技术方案

本发明专利技术涉及洗涤设备技术领域，尤其涉及一种流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，包括分散柱、分配器和若干个流化柱，所述分散柱每隔一段分散时间分散出一批UO2凝胶球与氨水母液的混合物料，所述分配器上设有多个分配区，所述分散柱的第一出料口与所述分配器连接，以将一批混合物料置入一个空置的所述分配区内进行UO2凝胶球的预陈化处理，所述分配器的第二出料口与所述流化柱连接，当所述分配区完成一批UO2凝胶球的预陈化处理后，将此批混合物料置入一个空置的所述流化柱中进行UO2凝胶球的陈化处理和洗涤处理。本发明专利技术能够实现陈化及洗涤处理两个过程的连续进料、出料，使得整个工序连续化的进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及洗涤设备
，尤其涉及一种流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统。
技术介绍
UO2(二氧化铀)核芯(直径～500μm)是高温气冷堆球形燃料元件的重要组成部分，目前制备UO2核芯所采用的主流工艺是溶胶－凝胶法。根据凝胶原理不同，可分为外胶凝、内胶凝和内外结合的全胶凝工艺。各种胶凝工艺一般都经历溶胶配制、分散胶凝成球、陈化、洗涤、干燥、焙烧以及还原烧结的步骤，其中陈化和洗涤步骤位于整个工艺的中间阶段，其工艺过程的优劣直接关系到凝胶球的质量。陈化过程中，氨水由凝胶球表面向其内部逐渐扩散，凝胶球与氨水缓慢反应，微球均匀收缩，需要得到内外结构均匀一致的凝胶球。洗涤过程中，通过去离子水将凝胶球内部由于反应生成的硝酸铵去除，避免其在后续热处理过程中大量分解，而引起微球开裂。因此，无论是陈化还是洗涤过程，球液都需充分接触，均匀反应。而且由于其处理的是核材料，所使用的设备应该是满足临界安全要求的。为降低球形燃料元件的生产成本，生产规模急需扩大，而陈化洗涤工序的处理量是规模化的一大瓶颈，需要达到连续操作才能满足生产要求。专利CN202093842U中公开了一种UO2核芯陈化洗涤干燥设备，其设备内筒形状为扁平状可旋转，为批次操作，无法连续进行。专利CN103366846B公开了一种连续化的UO2核芯陈化洗涤干燥系统，但其设备系统体积庞大，制造成本高，颗粒在陈化及洗涤过程中处于堆积状态，球液反应的均匀性有待验证。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是解决现有的UO2凝胶球生产设备无法达到陈化洗涤工序的连续操作，不能满足扩大UO2凝胶球生产规模的生产要求，使陈化洗涤工序的处理量成为规模化生产的一大瓶颈的问题。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，包括分散柱、分配器和若干个流化柱，所述分散柱每隔一段分散时间分散出一批UO2凝胶球与氨水母液的混合物料，所述分配器上设有多个分配区，所述分散柱的第一出料口与所述分配器连接，以将一批混合物料置入一个空置的所述分配区内进行UO2凝胶球的预陈化处理，所述分配器的第二出料口与所述流化柱连接，当所述分配区完成一批UO2凝胶球的预陈化处理后，将此批混合物料置入一个空置的所述流化柱中进行UO2凝胶球的陈化处理和洗涤处理。其中，所述分配器的形状为圆盘形，且所述分配器的中心设有转轴，多个所述分配区围绕所述转轴均匀分布，所述分配器绕所述转轴旋转，旋转一周的时间与UO2凝胶球的预陈化处理所需时间相同。其中，压缩空气管道与所述分散柱的下部的压缩空气入口连接，以向所述分散柱内通入压缩空气。其中，所述分散柱的内部在所述压缩空气入口的上方且在所述分散柱的横截面上设有气体分布板，以将通入的压缩空气分散，且所述气体分布板上设有多个气孔，所述气孔的直径小于UO2凝胶球的直径。其中，所述压缩空气管道上设有加热装置，以将压缩空气加热升温后在通入所述分散柱。其中，还包括氨水槽，所述氨水槽分别与所述流化柱的底部的洗液出口和所述分配器的顶部的溢流口连接，以将所述流化柱中陈化处理后排出的氨水和所述分配器中预陈化处理时溢出的氨水收集；所述流化柱的底部的洗液出口还通过洗液管道与洗液收集槽连接，以将所述流化柱内洗涤处理后排出的去离子水收集。其中，所述流化柱的顶部通过排气管道与氨气收集装置连接，以将所述流化柱内陈化处理时产生的氨气排出并收集。其中，所述流化柱的上部设有去离子水管道，以向所述流化柱内注入洗涤处理时使用的去离子水。其中，所述流化柱的底部的第三出料口与干燥机连接，以将所述流化柱内洗涤处理后的UO2凝胶球排出至所述干燥机上进行干燥处理。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有如下优点：本专利技术流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统的分散柱在经过一定的分散时间后分散出的一批UO2凝胶球与氨水母液的混合物料，并通过第一出料口排出到分配器上一个空置的分配，因此分配器上的每个分配区只装有一批混合物料进行UO2凝胶球预陈化处理，当一个分配区完成UO2凝胶球的预陈化处理后，将其装有的这批混合物料通过第二出料口排出至一个空置的流化柱中，因此每个流化柱在每次工作中只对一批混合物料进行UO2凝胶球的陈化处理和洗涤处理，其他分配区上的混合物料也依次被置入其他未处于工作状态的流化柱中进行UO2凝胶球的陈化处理和洗涤处理，分配器的一个分配区在排出混合物料后可继续装入下一批混合物料，流化柱中的UO2凝胶球排出后可继续装入分配器上一个分配区中的混合物料，从而使本专利技术能够实现陈化及洗涤处理两个过程的连续进料、出料，使得整个工序连续化的进行。流化柱与分配器可同时进行工作，克服批次操作带来的生产通量瓶颈，避免了生产过程中处理工作的停滞等待；设备紧凑、占地面积小，而且设备满足几何临界安全要求，适合核工业流水线式的大批量生产操作。除了上面所描述的本专利技术解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本专利技术的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。附图说明图1是本专利技术实施例流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统的结构示意图；图2是图1中分配器的A向视图。图中：1：分散柱；2：分配器；3：流化柱；4：气体分布板；5：氨水槽；6：氨气收集装置；7：洗液收集槽；8：干燥机；9：压缩空气管道；10：排气管道；11：去离子水管道；12：洗液管道；21：分配区；22：转轴。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。如图1和图2所示，本专利技术实施例提供的流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，包括分散柱1、分配器2和若干个流化柱3，分散柱1每隔一段分散时间分散出一批UO2凝胶球与氨水母液的混合物料，分配器2上设有多个分配区21，分散柱1的第一出料口与分配器2连接，以将一批混合物料置入一个空置的分配区21内进行UO2凝胶球的预陈化处理，分配器2的第二出料口与流化柱3连接，当分配区21完成一批UO2凝胶球的预陈化处理后，将此批混合物料置入一个空置的流化柱3中进行UO2凝胶球的陈化处理和洗涤处理。本专利技术流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统的分散柱在经过一定的分散时间后分散出的一批UO2凝胶球与氨水母液的混合物料，并通过第一出料口排出到分配器上一个空置的分配，因此分配器上的每个分配区只装有一批混合物料进行U本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，其特征在于：包括分散柱、分配器和若干个流化柱，所述分散柱每隔一段分散时间分散出一批UO2凝胶球与氨水母液的混合物料，所述分配器上设有多个分配区，所述分散柱的第一出料口与所述分配器连接，以将一批混合物料置入一个空置的所述分配区内进行UO2凝胶球的预陈化处理，所述分配器的第二出料口与所述流化柱连接，当所述分配区完成一批UO2凝胶球的预陈化处理后，将此批混合物料置入一个空置的所述流化柱中进行UO2凝胶球的陈化处理和洗涤处理。

【技术特征摘要】
1.一种流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，其特征在于：包括分散柱、分配器和若干个流化柱，所述分散柱每隔一段分散时间分散出一批UO2凝胶球与氨水母液的混合物料，所述分配器上设有多个分配区，所述分散柱的第一出料口与所述分配器连接，以将一批混合物料置入一个空置的所述分配区内进行UO2凝胶球的预陈化处理，所述分配器的第二出料口与所述流化柱连接，当所述分配区完成一批UO2凝胶球的预陈化处理后，将此批混合物料置入一个空置的所述流化柱中进行UO2凝胶球的陈化处理和洗涤处理。2.根据权利要求1所述的流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，其特征在于：所述分配器的形状为圆盘形，且所述分配器的中心设有转轴，多个所述分配区围绕所述转轴均匀分布，所述分配器绕所述转轴旋转，旋转一周的时间与UO2凝胶球的预陈化处理所需时间相同。3.根据权利要求1所述的流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，其特征在于：压缩空气管道与所述分散柱的下部的压缩空气入口连接，以向所述分散柱内通入压缩空气。4.根据权利要求3所述的流化柱式二氧化铀凝胶球陈化洗涤系统，其特征在于：所述分散柱的内部在所述压缩空气入口的上方且在所述分散柱的横截面上设有气体分布板，以将通入的压缩空气分散，且所述气体分...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴宇，马景陶，郝少昌，邓长生，刘兵，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11