[發明專利]UF6液化溫度階段控制方法

在審

• 申請號: 201610728584.3
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN107783569A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 張習林;王健康;張改成;劉淵;汪兆金;劉寶強;王根來;張寅杰
• 申請（專利權）人: 中核蘭州鈾濃縮有限公司
• 主分類號: G05D23/32
• 分類號: G05D23/32
• 代理公司: 核工業專利中心11007
• 代理人: 呂巖甲

技術領域

本發明屬于核燃料循環技術領域，具體涉及一種UF₆液化溫度階段控制方法。

背景技術

UF₆是唯一的揮發性鈾化合物，常溫常壓下為白色晶體，極易揮發，三相點：64℃，0.15MPa。在64℃以下，UF₆能不經熔融而直接升華，成為氣態的UF₆，只有在溫度和壓力都超過三相點時才熔融為液態，UF₆三相點相圖見圖1。據此物理性質，可將容器中的固態UF₆加熱液化，液體UF₆密度大，但粘度較小，可自由流動，故利用保溫管道對液體UF₆進行取樣及液態倒料，然后以UF₆液態形式倒料入產品容器，UF₆液化均質工藝就是依據這一物理性質設計運行。根據UF₆相圖，3MB(C)倒料容器內的UF₆液化均質主要分為三個階段：(1)固體升溫階段(室溫～56℃)；(2)固液氣共存階段(56℃～64℃)；(3)氣液共存階段(64℃以上)。UF₆升溫及液化過程中，固體及液體密度變化較大，從固體到液體的轉化過程中要發生體積膨脹，UF₆從21.1℃加熱到三相點的密度變化見圖2。同溫度下，64℃固體UF₆密度4.92g/cm³，液體UF₆密度3.674g/cm³，密度約減少25％，體積大幅度增大，3MB(C)倒料容器盛裝物料量大，內腔設有折流板及換熱翅片，所以升溫操作程序要受到一定限制，UF₆液體密度變化見圖3。3MB(C)容器隨著物料量的增加，UF₆導熱系數較小，為防止升溫及液化過程中外部熱量施加到容器內局部UF₆產生較大的靜壓力，造成容器損壞或導致局部壓力過高容器破裂核泄漏，UF₆液化過程的升溫及均質程序須依照UF₆物性及盛裝容器特點設定，以保證UF₆液化均質安全。UF₆的化學性質決定了其必須在密閉的管道、設備或容器中加工處理，UF₆從固體到液體轉化過程中體積膨脹，密度減少25％，體積大幅度增大，液體被加熱時，體積將繼續膨脹，這種特性對于安全操作升溫液化的UF₆容器至關重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種UF₆液化溫度階段控制方法，對盛裝UF₆的容器升溫液化操作進行必要的設計，確保UF ₆生產倒料需要及液化過程的安全。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種UF₆液化溫度階段控制方法，物料加熱液化分以下階段進行，固體升溫階段，室溫～56℃；固液氣共存階段，56℃～64℃；氣液共存階段分2個階段進行升溫、恒溫，前階段為升溫液化，64℃～85℃，后階段為充分液化均質，85℃～95℃；全部升溫階段完成后，進行恒溫勻化過程。

本發明所取得的有益效果為：

本發明針對UF₆液化均質生產采用壓熱罐電加熱3MB(C)容器進行液化均質的新工藝技術，根據壓熱罐、3MB(C)容器的設計結構、技術性能、工作原理，以及UF₆物料的物理特性，創新建立了UF₆液化均質分四階段進行升、恒溫生產過程，各階段升溫過程按規定速率進行升溫，恒溫過程按定時定值進行恒溫的工藝方法，為UF₆液化均質生產過程實現安全生產和保證產品質量提供了可靠工藝技術。