[發明專利]一種用于球形核燃料顆粒的基體粉涂敷設備及工藝方法

有效

• 申請號: 202110058041.6
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112892396B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 盧振明;李江華;劉兵;周湘文;張杰
• 申請（專利權）人: 清華大學;武漢科技大學
• 主分類號: B01J2/00
• 分類號: B01J2/00
• 代理公司: 北京悅和知識產權代理有限公司 11714
• 代理人: 司麗春

本申請提供了一種用于球形核燃料顆粒的基體粉涂敷設備及工藝方法，包括涂敷主機、基體粉供給機構、濕潤劑輸送機構、排風除塵機構及熱風機構；其中，所述涂敷主機包括穿衣鍋、與所述穿衣鍋傳動連接的驅動機構和機架，所述穿衣鍋的鍋體在所述驅動機構的帶動下繞水平軸線可轉動地安裝于所述機架；所述鍋體為無孔結構；所述基體粉供給機構的輸出端、所述濕潤劑輸送機構的輸出端、所述排風除塵機構的輸出端以及所述熱風機構的輸出端均穿入所述穿衣鍋的鍋體。本發明所提供的用于球形核燃料顆粒的基體粉涂敷設備和工藝方法，解決了現有技術存在的設備無法滿足產能擴大需求的技術問題。

技術領域

本申請涉及核燃料加工設備技術領域，具體涉及一種涉及核燃料元件制造中的球形核燃料顆粒的基體粉涂敷設備。

背景技術

隨著核能技術的發展，包覆型核燃料顆粒以其突出的安全特性受到廣泛青睞，除了已經用于高溫氣冷堆、熔鹽堆燃料元件，還有可能用于壓水堆、空間堆、快堆等堆型，這些堆的燃料組件為球型、柱狀或板狀，基體包括陶瓷、金屬、碳素等材料，成型工藝大多數采用壓制成型。由于壓制過程中壓力較高，為避免燃料顆粒間因直接接觸受壓破裂，壓制前需要在燃料顆粒外涂敷一層與基體材料相同的粉體(俗稱基體粉)作為燃料顆粒之間的緩沖，以保護包覆層，該涂覆層俗稱“穿衣層”，該涂敷工藝俗稱“穿衣”，在包覆顆粒表面涂敷基體粉的方法是減少壓制過程中顆粒破損最直接有效的手段。

現有技術中一種典型的用于球形顆粒的穿衣設備主要包括穿衣鍋和給粉裝置，其所采用的穿衣鍋為多孔結構，在穿衣鍋的鍋體上密布有網孔。在涂敷過程中，孔結構能減少物料在鍋底沉積，減少粘鍋可能性。但當需要提高產能對設備進行放大時，現有結構則存在諸多問題難以克服，如：(1)由于處理量的加大，基體石墨粉用量相應加大，易導致鍋體上孔洞堵塞，從而切斷了給排風路徑，最終導致涂敷工藝無法進行，所以工藝難度加大、產品合格率低；(2)設備放大對鍋體強度要求更高，多孔結構形式大量孔洞的存在不能滿足大型鼓體強度；(3)基體石墨粉用量增加，現有的供粉結構也無法滿足擴大產能后的使用需求；(3)因處理量變化，帶來了諸如乙醇供給、出料、給排風、鍋體清洗等諸多問題。

發明內容

有鑒于此，本申請提供了一種用于球形核燃料顆粒的基體粉涂敷設備及工藝方法，以解決現有技術存在的設備無法滿足產能擴大需求的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了以下技術方案：

一種用于球形核燃料顆粒的基體粉涂敷設備，包括涂敷主機、基體粉供給機構、濕潤劑輸送機構、排風除塵機構及熱風機構；其中，

所述涂敷主機包括穿衣鍋、與所述穿衣鍋傳動連接的驅動機構和機架，所述穿衣鍋的鍋體在所述驅動機構的帶動下繞水平軸線可轉動地安裝于所述機架；所述穿衣鍋的鍋體為無孔結構；

所述基體粉供給機構的輸出端、所述濕潤劑輸送機構的輸出端、所述排風除塵機構的輸出端以及所述熱風機構的輸出端均穿入所述穿衣鍋的鍋體。

進一步地，所述穿衣鍋還包括后封板，所述鍋體上開設有安裝孔，所述后封板通過所述安裝孔與所述鍋體動態密封配合；所述后封板集成有進入所述鍋體內部的給粉管道、熱風進風管道和排風除塵管道，所述基體粉供給機構的輸出端與所述給粉管道相連通，所述排風除塵機構的輸出端與所述排風除塵管道相連通，所述熱風機構的輸出端與所述熱風進風管道相連通。

進一步地，所述穿衣鍋的鍋體為雙錐臺形，所述鍋體的內壁安裝有至少兩組斜向交錯的導流板。

進一步地，所述鍋體遠離所述后封板的一側開設有操作窗口，所述機架上安裝有可開合的艙門，所述艙門處于閉合狀態時遮擋所述操作窗口。

進一步地，所述基體粉供給機構包括：

給粉機構，所述給粉機構包括用于儲存基體粉的給粉料斗，和與所述給粉料斗下端相連通的給粉管道，所述給粉管道自所述后封板穿過伸入所述鍋體內；