[發(fā)明專利]通過低溫流體使粉末混合并產生振動的設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680064415.2
• 申請日: 2016-11-03
• 公開（公告）號: CN108348873B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設計）人: M·布羅捷;史蒂芬·萬德斯
• 申請（專利權）人: 原子能和替代能源委員會
• 主分類號: B01F3/18
• 分類號: B01F3/18;B01F3/22;B01F11/02;B01F13/02;B01F15/00
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 孟媛;姚開麗

本發(fā)明主要涉及一種用于通過低溫流體使粉末(P)混合的設備(1)，其特征在于，該設備包括：包括低溫流體(FC)的、用于使粉末(P)混合的室(E1)，該室設置有用于形成流化粉末床的裝置；用于供應粉末(P)以便允許將粉末(P)引入到混合室(E1)中的室(A1)；用于供應低溫流體(FC)以便允許將低溫流體(FC)引入到混合室(E1)中的室(B1)；在流化粉末床中產生振動的系統(tǒng)(Vb)；以及用于對產生振動的系統(tǒng)(Vb)進行控制的系統(tǒng)(Sp)。

技術領域

本發(fā)明涉及制備粒狀介質的領域，更精確地涉及粉末(尤其是錒系元素粉末)的混合，并且涉及它們的解凝聚/再凝聚，以便通過低溫流體(也被稱為低溫中位數)獲得高均勻性的混合物。

以特殊的方式，它適用于高密度和/或高凝聚性的粉末，諸如錒系元素粉末。優(yōu)選地，本發(fā)明同樣應用于錒系元素粉末的混合以允許形成核燃料，尤其是形成核燃料的芯塊。

本發(fā)明同樣提出了一種用于通過低溫流體使粉末混合的設備，以及用于使粉末混合的相關方法。

背景技術

實施用于制備粒狀介質，尤其是從錒系元素粉末來制備粒狀介質，以便在通過壓制成型之后形成核燃料的芯塊的不同的步驟是不可或缺的，因為它在實質上影響對最終產品的微觀結構的控制，而且還影響燃料芯塊內的宏觀方面的缺陷的存在與否。尤其地，使錒系元素粉末混合以便允許產生核燃料構成了對所獲得的燃料芯塊的質量進行控制的關鍵步驟，該步驟通常要符合微觀結構和雜質方面的嚴格要求。

工業(yè)上、傳統(tǒng)的以及歷史上的被應用于精制核燃料的粉末冶金方法是基于混合、研磨和/或粒化的步驟，所有的步驟要進行干燥。事實上，在核工業(yè)中施加液體會引起可能難以處理的流出物的產生。另外，關于制備粒狀介質以用于精制核燃料的目的而言，工藝上除了使用干法的那些工藝之外，通常不使用這些方法。

為了進行粉末的混合，各種設備在現有技術中是已知的，這些設備可以根據下文所述的家族進行分解。

首先，存在沒有內部介質的干相混合器的原理。這尤其可以是來自WAB公司的類型的混合器，該混合器通過包含待混合的粉末的罐的或多或少的復雜的運動以允許粒狀介質的或多或少的基本上的均勻化。通常，這種類型的混合物的有效性是有限的。事實上，根據待混合的粉末的類型，不均勻的區(qū)域可以存在，為此，混合物不會產生，或者至少以不正確和不允許的方式產生。這種類型的混合物的動力學通常不夠復雜以產生被促進的混合物，即，在均勻性方面令人滿意的混合物，而其本身不具有被促進的開發(fā)，或者在工業(yè)水平上不具有有限的混合時間。此外，在這種類型的混合器中傳輸到粒狀介質的能量不能在這些凝聚體的尺寸過大的情況下(尤其在燒結步驟期間被抵消的情況下)實現足以達到足夠程度的均勻性的解凝聚。

介質混合的原理也是已知的。根據該原理并且為了有利于混合的操作，一個或多個可移動設施可以被使用在容納有待混合的粉末的罐內。這些可移動設施可以是葉片、渦輪、犁刀、帶鋸條、蝸桿等。為了改善混合，罐自身可以移動。這種類型的混合器可以比前一類的混合器更有效率，但仍然是不足的，并且受到限制。事實上，混合通過凝聚或難以控制的解凝聚而引起粒狀介質的改性，這會引起粉末溢出和/或粒狀介質的流動性退化。此外，用于混合的可移動設施(介質)的使用會在它涉及混合研磨粉末(諸如那些必須被應用以生產核燃料的研磨粉末)時而產生污染物(污染)。此外，所應用的可移動設施會引起在精制核燃料的情況下產生具有實質性影響的劑量流量的滯留。

還存在研磨機類型的混合器的原理。事實上，根據某些研磨機的使用模式和技術類型，可以通過共同研磨來生產粉末的混合物。從均勻性的觀點來看，這種類型的操作使得能夠獲得令人滿意的混合物，但是需要相對長的研磨時間，典型地需要數個小時，并且還會引起使粉末顆粒的尺寸減小的研磨現象。這引起了細微顆粒的產生以及比表面的改變，比表面的改變也影響了在使粉末混合之后使用粉末的可能性(改變了粉末的流動性、反應性(可能的氧化)、燒結性等)。在制造核燃料的架構內，通過產生細微顆粒，共同研磨的操作由于細微顆粒的滯留和分散的傾向而引起不可忽略的放射性影響。此外，堵塞現象也會被引起。