一种乏燃料短段氧化装置及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109949955A(43)申请公布日2019.06.28(21)申请号201910221206.X(22)申请日2019.03.22(71)申请人中国原子能科学研究院地址102413北京市房山区新镇三强路1号院(72)发明人袁中伟刘方晏太红郑卫芳孙艳东(51)Int.Cl.G21C19/48(2006.01)B01J19/28(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种乏燃料短段氧化装置及其方法(57)摘要本发明属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种乏燃料短段氧化装置及其方法。该装置包括密封并且能够加热的炉体；设置在炉体的内腔中的密封的保护罩，通过传动轴设置在保护罩内的圆筒状的氧化反应器，传动轴沿氧化反应器的中心轴位置设置，并能带动氧化反应器一起旋转，传动轴位于氧化反应器内的部分设有螺旋叶片；氧化反应器的筒壁均匀设置若干通孔；还包括尾端与氧化反应器的顶端连通、顶端串设在炉体上方外部的进料管；还包括顶端与保护罩连通、尾端串设在炉体外部的反应气进气管；还包括位于氧化反应器下方的粉末接收器，粉末接收器的粉末出口延伸到炉体下方外部；还包括顶端与氧化反应器的尾端连通、尾端穿设在炉体下方外部的包壳排放管。CN109949955ACN109949955A权利要求书1/2页1.一种乏燃料短段氧化装置，用于对乏燃料短段进行氧化处理，其特征是：包括密封并且能够加热的炉体(4)；设置在所述炉体(4)的内腔(18)中的密封的保护罩(5)，通过传动轴(11)设置在所述保护罩(5)内的圆筒状的氧化反应器(14)，所述传动轴(11)沿所述氧化反应器(14)的中心轴位置设置，并能带动所述氧化反应器(14)一起旋转，所述传动轴(11)位于所述氧化反应器(14)内的部分设有与所述氧化反应器(14)和所述传动轴(11)都相连的螺旋叶片(13)；所述氧化反应器(14)的筒壁均匀设置若干通孔；还包括尾端与所述氧化反应器(14)的顶端连通、顶端串设在所述炉体(4)上方外部的进料管(6)；还包括顶端与所述保护罩(5)连通、尾端串设在所述炉体(4)外部的反应气进气管(12)；还包括位于所述氧化反应器(14)下方的粉末接收器(15)，所述粉末接收器(15)的粉末出口(16)延伸到所述炉体(4)下方外部；还包括顶端与所述氧化反应器(14)的尾端连通、尾端穿设在所述炉体(4)下方外部的包壳排放管(17)。2.如权利要求1所述的乏燃料短段氧化装置其特征是：所述传动轴(11)的两端延伸到所述炉体(4)之外，其中一端通过减速器(2)与调频电机(1)相连，所述氧化反应器(14)的筒壁的内侧设有若干拨片，所述炉体(4)内侧设有保温层；还包括尾端与所述内腔(18)连通，顶端穿设在所述炉体(4)上方外部的第一尾气排放管(8)；还包括尾端与所述保护罩(5)连通，顶端穿设在所述炉体(4)上方外部的第二尾气排放管(9)。3.如权利要求2所述的乏燃料短段氧化装置，其特征是：还包括穿设在所述炉体(4)上的测温管(7)，用于测量所述内腔(18)的内部环境温度；所述传动轴(11)的两端设有冷却保护套(3)，用于保证所述传动轴(11)与所述炉体(4)之间的密封。4.如权利要求3所述的乏燃料短段氧化装置，其特征是：当所述氧化反应器(14)正向旋转时，所述氧化反应器(14)内部的所述乏燃料短段被所述螺旋叶片(13)沿着所述氧化反应器(14)的顶端向所述氧化反应器(14)的尾端方向输送；当所述氧化反应器(14)反向旋转时，所述氧化反应器(14)内部的所述乏燃料短段被所述螺旋叶片(13)沿着所述氧化反应器(14)的尾端向所述氧化反应器(14)的顶端方向输送。5.如权利要求4所述的乏燃料短段氧化装置，其特征是：所述通孔的孔径为0.2mm。6.如权利要求4所述的乏燃料短段氧化装置，其特征是：所述通孔的孔径为1mm。7.如权利要求4所述的乏燃料短段氧化装置，其特征是：所述通孔的孔径为3mm。8.用于如权利要求5所述的乏燃料短段氧化装置的一种乏燃料短段氧化方法，包括如下步骤：步骤S1，将所述炉体(4)的所述内腔(18)温度加热并维持在400℃，从所述反应气进气管(12)向所述保护罩(5)内持续通入空气，在所述第二尾气排放管(9)的外部的顶端开口设置持续的负压，防止放射性物质从所述炉体(4)内向外泄露；所述负压为-5～-50Pa；步骤S2，从所述进料管(6)向所述氧化反应器(14)内加入0.5kg所述乏燃料短段；步骤S3，通过正向旋转将所述氧化反应器(14)，使所述乏燃料短段位于所述氧化反应器(14)中部；步骤S4，并正向、反向交替旋转所述氧化反应器(14)，促进所述乏燃料短段的氧化和氧化后的粉末与包壳的分离；步骤S5，当