[發(fā)明專利]一種用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611246360.5
• 申請日: 2016-12-29
• 公開（公告）號: CN106949737A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設計）人: 龔明明;龐通;李鐵球;曹淑琴;郭國龍;王春葉;孫雪云;丁紅芳;吳文斌;許紅芬;劉春華;王海生;孫浩波;李梁;楊丹丹;曹欣然
• 申請（專利權）人: 核工業(yè)北京化工冶金研究院
• 主分類號: F27B14/04
• 分類號: F27B14/04;F27B14/08;F27B14/14
• 代理公司: 核工業(yè)專利中心11007
• 代理人: 呂巖甲

技術領域

本發(fā)明屬于核燃料元件技術領域，具體涉及一種用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐。

背景技術

核燃料元件是核電站反應堆核心，而生產核燃料元件用二氧化鈾是核燃料元件的重要組成部分，二氧化鈾中雜質元素的含量直接與核燃料元件的質量相關，需要嚴格控制二氧化鈾中雜質元素的含量。八氧化三鈾是最重要的鈾氧化物之一，也是最穩(wěn)定的鈾氧化物，因為二氧化鈾、六氟化鈾和四氟化鈾在空氣中不穩(wěn)定，一般采用八氧化三鈾標準物質，我國從上世紀80年代采用合成基體法，將添加完待定值元素的含鈾溶液進行蒸餾、結晶、烘干、分解、煅燒、研磨和混勻，研制出一系列八氧化三鈾標準物質用于核級二氧化鈾(粉末和芯塊)、六氟化鈾、四氟化鈾生產過程的量值溯源、檢測方法評價和人員考核等。

用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐屬于高溫管式爐系列，是國家標準節(jié)能型周期作業(yè)電爐，主要用于將八氧化三鈾標準物質制備過程中產生的三碳酸鈾酰氨產品、重鈾酸鹽產品等鈾濃縮物進行煅燒得到八氧化三鈾標準物質。

現有技術中開發(fā)的高溫管式爐，在使用過程中出現了爐膛材質問題引入雜質污染、爐膛尺寸小標準物質一次制備量低(幾十克)、煅燒過程中產生的廢氣、廢液排出和爐膛密閉性問題、因無法在管式爐中將高濃度含鈾溶液進行蒸餾、結晶、烘干、分解、煅燒，一步到位制備成八氧化三鈾產品，容易引入雜質污染，流程不易控制且容易造成物料損失。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐，以克服現有技術的不足之處。

為達到上述目的，本發(fā)明所采取的技術方案為：

一種用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐，包括爐體結合件、下爐膛、上爐膛、上蓋、石英玻璃管、鎖扣、萬向輪A、萬向輪B、控制面板、液體收集器、石英舟；下爐膛和上爐膛組成爐膛，爐膛內壁材質為石英玻璃管，石英玻璃管內設置有石英舟；爐體與水平方向保持5℃的傾斜角度安裝，爐體下部一端設置有液體收集器；爐體的下方設置有爐體結合件，爐體結合件為采用碳鋼鋼板拼焊而成的爐體機架，爐體的上方設置有上蓋，下爐膛和上爐膛通過鎖扣鎖緊，爐體結合件下部的兩端分別設置有萬向輪A和萬向輪B，爐體結合件的一側設置有控制面板。

所述的石英玻璃管的直徑為30cm。

所述的爐膛的材料為真空纖維，采用真空吸附法制成，加熱元件鑲嵌在真空纖維內，呈半裸露方式，加熱元件和真空纖維一體成型。

所述的爐體焊接成型并進行靜電噴塑處理。

所述的爐體兩側分別設置有左側法蘭和右側法蘭，左側法蘭和右側法蘭的材料為不銹鋼，左側法蘭和右側法蘭采用O型密封圈密封，O型密封圈材質為硅橡膠。

所述的爐體位于上爐膛的外側設置有把手。

本發(fā)明所取得的有益效果為：

本發(fā)明可以將已添加定值元素的高濃度含鈾溶液一步到位制備成八氧化三鈾標準物質，通過對已添加定值元素的高濃度含鈾溶液進行蒸發(fā)、加熱分解和高溫煅燒，最終得到八氧化三鈾標準物質的工藝過程進行分析，同時依據現有生產工作環(huán)境和加工手段，對高溫管式氣氛爐結構、爐膛內壁材質和反應器皿進行改進，采用石英玻璃舟作為反應器皿，爐膛內壁材質為直徑30cm的石英玻璃管，且爐體與水平方向保持5℃的傾斜角度安裝，一端設置液體收集器，方便反應過程中揮發(fā)出來的液體收集，爐膛具有進氣和排氣功能，確保制備過程中產生的廢氣的順利排出，整個制備過程不引入任何化學試劑，減少定值元素污染，流程簡單易于控制，物料不易損失，確保得到滿足技術要求的八氧化三鈾標準物質。密封性能好，可通入保護氣體；采用雙溫區(qū)獨立控溫，溫度控制精度±1℃，溫場均勻；

附圖說明

圖1為用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐剖面結構圖；

圖2為用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐整體結構圖；

圖3為石英舟結構圖；

圖中：1、爐體結合件；2、下爐膛；3、上爐膛；4、上蓋；5、石英玻璃管；6、左側法蘭；7、右側法蘭；8、鎖扣；9、把手；10、萬向輪A；11、萬向輪B；12、控制面板；13、液體收集器；14、石英舟。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1—3所示，本發(fā)明所述一種用于制備八氧化三鈾標準物質的高溫管式氣氛爐的最高工作溫度不低于1000℃，包括爐體結合件1、下爐膛2、上爐膛3、上蓋4、石英玻璃管5、左側法蘭6、右側法蘭7、鎖扣8、把手9、萬向輪A10、萬向輪B11、控制面板12、液體收集器13、石英舟14；

下爐膛2和上爐膛3組成爐膛，爐膛內壁材質為直徑30cm的石英玻璃管5，石英玻璃管5內設置有石英舟14；爐膛的材料為真空纖維，采用真空吸附法制成，加熱元件鑲嵌在真空纖維內，呈半裸露方式，加熱速率快，保溫性能良好，加熱元件和保溫材料(真空纖維)一體成型；爐體與水平方向保持5℃的傾斜角度安裝，爐體下部一端設置有液體收集器13，方便反應過程中揮發(fā)出來的液體收集，爐體焊接成型并進行靜電噴塑處理；爐體兩側分別設置有左側法蘭6和右側法蘭7，左側法蘭6和右側法蘭7的材料為不銹鋼，左側法蘭6和右側法蘭7采用O型密封圈密封，O型密封圈材質為硅橡膠；爐體的下方設置有爐體結合件1(采用碳鋼鋼板拼焊而成的爐體機架)，爐體的上方設置有上蓋4，爐體位于上爐膛3的外側設置有把手9，下爐膛2和上爐膛3通過鎖扣8鎖緊，爐體結合件1下部的兩端分別設置有萬向輪A10和萬向輪B11，爐體結合件1的一側設置有控制面板12。