科技成果

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成果名称: 740L容器铀产品液化均质工艺研发与设备研制

成果登记号: 9612022Y1121

第一完成单位: 中核陕西铀浓缩有限公司

联 系 人: 高财玲

成果类型: 应用技术

成果体现形式 : 新工艺

技术领域: 核应用技术

应用行业: 制造业

学科分类: 核科学技术其他学科(490.99)

应用状态: 小批量或小范围应用

完成人: 罗仁东,闫汉洋,赵震宇,薛光磊,刘振林,周凤华,邵熙平,张志宝,张小兰,胡晓春,姚强

成果简介:

该项目属于铀浓缩科学技术领域。为保证铀浓缩工厂离心级联生产出来的UF6同位素丰度、杂质元素等混合均匀,需要进行液化均质,它是将固态物料加热至液态,经过(93±3)℃的恒温,使物料充分对流均质的过程。液化均质合格后的物料液态分装至740L产品容器中,期间取出代表性样品。样品分析指标符合GB/T13696-2015《235U丰度低于5%的浓缩六氟化铀技术条件》的要求后,最终产品提供给燃料元件加工厂。该项目提出了740L容器液化均质和低温低压取样的生产流程,解决高温、高压的液态UF6在压热罐外进行分装和液态取样带来的高风险性问题。设计研制了适合于740L容器加热液化的小型压热罐和取样装置,对系统进行技术改造,将此新工艺应用于实际生产,从而提高液化均质工艺运行的本质安全度。

小压热罐主要技术指标:

(1)直径1665mm,长度4800mm,内径1400mm,容积:5m3

(2)设计压力:0.8 MPa。

(3)大门密封方式:充气密封。

(4)电加热器加热功率:14.4kW。

(5)风机配置:采用磁力传动电机,并保证密封。

(6)主要材质:16MnR,16Mn。

(7)气密性试验:在0.8MPa下保压10分钟检查合格后,将压力降至0.6MPa,经过12小时后压力表指示应无压降。

取样装置主要技术指标:

(1)工作室尺寸:180×400×150(深×宽×高 mm);

(2)温度范围:-25℃~40℃(温度可调);

(3)控制温度精度:≤±1.0℃,温度偏差:±1℃(热平衡控制);

(4)降温时间:从室温降至-25℃≤30分钟(平均速率,带载);

(5)电压:AC380V±10%;50Hz;三相四线+接地线;

(6)制冷方式:风冷式;

(7)噪音:≤75dB;

(8)安装总功率:6KW。

2019年10月在中核陕铀公司建成的4套小压热罐系统正式投入生产运行,系统稳定可靠,运行状态良好,先后完成了4.45%、4.95%等不同丰度的产品液化均质,生产过程满足液化均质安全、质量管控要求,具备了液化均质及取样功能,各项指标达到设计要求,处于国内领先水平。所建立的740L容器铀产品液化均质和低温低压取样工艺,是在铀浓缩工厂的首次生产应用,进一步提高了我国铀浓缩液化均质的技术水平和自主创新能力,对提升我国核燃料产业的国际竞争力具有重要意义。

随着离心级联的模块化建设,其配套的液化均质系统必然也将进行模块化配置,该工艺实现了设备、工艺系统的模块化设计,单套小压热罐系统的液化均质产能可达300tswu/a,完全能够满足工业化应用和模块化建设的要求。同时该工艺可根据厂房的规模,增加单套小压热罐系统扩充液化均质产能,其他辅助设施利旧于原工艺系统,使其更加经济,具备较好的推广应用价值。