[發明專利]用于MOX芯塊制備的高溫批次燒結裝置

有效

• 申請號: 201710753191.2
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107576198B
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發明（設計）人: 楊廷貴;陳永紅;車明生;周國梁;潘傳龍;艾利君;孫江;孫世亮;李琪;蒲小斌;馬紹州
• 申請（專利權）人: 中核四0四有限公司
• 主分類號: F27B5/04
• 分類號: F27B5/04;F27B5/12;F27B5/13;F27B5/14;F27B5/16;F27B5/18;F27D1/04;F27D3/00;F27D9/00;F27D17/00;F27D99/00;G21C21/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發明屬于MOX芯塊燒結技術領域，具體涉及一種用于MOX芯塊制備的高溫批次燒結裝置。爐體外壁固定在手套箱內后壁墻上，爐體從里到外分別為爐體剛玉耐火磚、氧化鋯保溫磚、水冷感應線圈和爐體外壁，水冷感應線圈環繞在氧化鋯保溫磚外壁上；鉬蓋板安裝在剛玉耐火磚和氧化鋯保溫磚上部；爐體上方設置有爐蓋，爐蓋與爐體外壁連接，爐體下方為爐底，爐底兩端設置有兩個氣缸鎖；爐底蓋位于爐體下方，爐底通過絲杠與爐底蓋連接，爐底蓋上從下往上依次擺放爐底剛玉耐火磚、鎢筒和鉬舟；熱電偶依次穿過鉬舟、鎢筒和爐底剛玉耐火磚安裝在爐底蓋上；爐底蓋下部設置有氫氬混合氣進出口。本發明實現了MOX芯塊的高溫燒結，解決了燒結過程中溫場不均的問題。

技術領域

本發明屬于核燃料芯塊燒結技術領域，具體涉及一種用于MOX芯塊制備的高溫批次燒結裝置。

背景技術

MOX燃料廠是后處理廠與壓水堆和快堆之間的中間環節，是實現我國核燃料閉合循環的關鍵環節。高溫燒結是將MOX生坯變成MOX芯塊的關鍵工序，高溫燒結爐的選用直接影響到MOX芯塊的燒結質量。由于國內MOX發展較晚，MOX高溫燒結爐研制經驗不足，且該設備屬于國外限制出口設備。國內MOX實驗線采用的立式批次燒結爐，由于生產過程的高放射性，需要將爐體圍封在手套箱內，但批次燒結爐結構復雜，由此造成檢修維護極為不便，對于爐膛內部的檢修或零部件的更換實現困難。

發明內容

本發明的目的在于提供一種安全、高效的用于MOX芯塊制備的高溫批次燒結裝置，以實現MOX芯塊的高溫燒結。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種用于MOX芯塊制備的高溫批次燒結裝置，包括絲杠、爐底蓋、爐底剛玉耐火磚、鎢筒、鉬舟、氣缸鎖、熱電偶、水冷感應線圈、氧化鋯保溫磚、爐體剛玉耐火磚、爐體外壁、鉬蓋板、爐蓋、氫氬混合氣進出口、爐底；爐體外壁固定在手套箱內后壁墻上，爐體從里到外分別為爐體剛玉耐火磚、氧化鋯保溫磚、水冷感應線圈和爐體外壁，水冷感應線圈環繞在氧化鋯保溫磚外壁上；鉬蓋板安裝在剛玉耐火磚和氧化鋯保溫磚上部；爐體上方設置有爐蓋，爐蓋與爐體外壁連接，爐體下方為爐底，爐底兩端設置有兩個氣缸鎖；爐底蓋位于爐體下方，爐底通過絲杠與爐底蓋連接，爐底蓋上從下往上依次擺放爐底剛玉耐火磚、鎢筒和鉬舟；熱電偶依次穿過鉬舟、鎢筒和爐底剛玉耐火磚安裝在爐底蓋上；爐底蓋下部設置有氫氬混合氣進出口。

所述的爐蓋與爐體外壁之間通過螺栓連接，接口處設置有密封墊圈。

所述的爐體剛玉耐火磚和氧化鋯保溫磚均為四分之一圓弧結構，交錯布置，通過高強度不銹鋼框架將爐體剛玉耐火磚和氧化鋯保溫磚固定為一個整體圓筒結構，上設有吊鉤。

所述的爐體外壁采用5mm厚不銹鋼板，爐體外壁內部嵌有鉛板屏蔽材料。

所述的爐體外壁安裝有冷卻水套，冷卻水套為兩個半圓形不銹鋼套筒，冷卻水套內設有導流擋板，去離子水由冷卻水套下方進入，上方流出，冷卻水套的進出水管道均設置在爐體上部。

氫氬混合氣經過氣管傳輸至氣氛控制裝置，氣氛控制裝置由單向閥與氣體干燥過濾器組成，氫氬混合氣首先經氣體干燥過濾器做除塵、除油、除水處理，處理后的氫氬混合氣經單向閥進入氫氬混合氣進出口，再依次通過爐底剛玉耐火磚、鎢筒、裝有芯塊的鉬舟導入爐體。

本裝置設計有尾氣處理裝置，尾氣處理裝置包括由不銹鋼尾氣管道依次連接的氣體單向閥、過濾器和機械泵，機械泵用以提供負壓以排放尾氣，由于機械泵的作用，尾氣經過位于爐體下部的由單向閥控制的不銹鋼尾氣管道自然降溫，之后進入過濾器除塵、除水以及除裂變氣體，最終合格的尾氣進行排放。

爐體內溫度通過熱電偶進行監控，同時鉬舟內擺放測溫環，用于測量爐體內達到溫度的最高實際值，通過對水冷感應線圈的輸入功率進行控制達到調節爐體內實時燒結溫度的目的。