Пристрій для очищення нітрату уранила від продуктів ділення

 

Винахід відноситься до радіохімічної технології і може бути використане в області переробки відпрацьованого ядерного палива для безперервного очищення нітрату уранила від продуктів ділення шляхом осадження.

Відомий апарат для безперервного осадження важкорозчинних сполук (а.с. СРСР №1494915, опубл. 23.07.89). Вертикальний циліндричний корпус апарату оснащений у верхній частині охолоджуючої, а в нижній частині нагріваючої сорочками. Патрубки введення вихідного розчину осаджувача розміщені в нижній частині корпусу. При змішуванні розчинів відбувається утворення кристалів, які осідають під дією гравітаційних сил. Кристали і матковий розчин виводять через окремі отвори, однак при цьому відбувається захоплення кристалами маточника. До того ж пристрій не передбачає очистку виділених кристалів від маточного розчину.

За прототип пропонованого пристрою вибрано пристрій для очищення нітрату уранила від продуктів ділення (патент РФ №2268510, опубл. 20.01.2006), виконане у вигляді вертикально встановленої труби U-подібної форми з зовнішнім охолодженням. На одній стороні пристрою в його верхній частині розміщено кристалізатор з штуцером для подачі розчину нитр�її кришки. Кришка забезпечена штуцером для спільного висновку маточного і відпрацьованого промивного розчинів. Нижня частина промивної колони має конусне днище і забезпечена штуцер подачі промивного розчину. Інша сторона пристрою виконана у вигляді трубопроводу, що має сорочку зовнішнього обігріву. У нижній частині трубопровід з'єднаний з конусним днищем промивної колони і пульсаційній циліндричною камерою, а у верхній частині трубопровід обладнаний зливним патрубком.

В даному пристрої кристалізацію проводять в прямотоці утворюються кристалів гексагідрату нітрату уранила і маточного розчину при постійному охолодженні розчину. Утворюються кристали піддають промиванні, потім кристали відділяють від промивного розчину, розплавляють і вивантажують під дією різниці гідростатичного тиску. Кристалізації, промивання та вивантаження проводять під дією вертикальних пульсацій.

Однак конструкція промивної колони не дозволяє забезпечити фронтальне рух промивного розчину протитечією кристалам з-за неминучого перемішування шарів промивного розчину всередині промивної колони під дією пульсацій промивного розчину, що виключає можливість ре�я. Іншим недоліком пристрою є розташування пульсаційній циліндричної камери між промивної колоною і трубопроводом, що ускладнює конструкцію і технологію виготовлення пристрою.

Технічна задача, розв'язувана справжнім винаходом, - підвищення ефективності операції промивання кристалів солі урану від продуктів ділення. Додаткової технічної завданням є спрощення конструкції пристрою.

Поставлені завдання вирішуються тим, що в пристрої для очищення нітрату уранила від продуктів ділення, виконаному U-подібної форми встановленому вертикально, з розміщеними на першій стороні штуцером для подачі розчину нітрату уранила і штуцером для спільного висновку маточного і відпрацьованого промивного розчинів, а на другій стороні, виконаної у вигляді трубопроводу з секційною нагрівальної сорочкою, - штуцер подачі промивного розчину і зливним патрубком, у верхній частині першої сторони пристрою розміщений кільцевої реактор з конусним днищем і нагрівальної сорочкою, а трубопровід одним кінцем з'єднаний з конусним днищем кільцевого реактора, а іншим - через патрубок з пульсаторами, при цьому штуцер для подачі розчину нітрату уранила і дополниопровод складається з двох частин різного діаметра з конічним переходом між ними.

На кресленні схематично зображено вертикальний розріз пристрою.

Пристрій для очищення нітрату уранила від продуктів ділення виконано U-подібної форми та встановлено вертикально. На одній стороні пристрою в його верхній частині розташований кільцевої реактор 1 з конусним днищем 2. Під конусним днищем 2 в зоні перемішування 5 розташовані штуцери подачі розчину ацетату натрію 3 і нітрату уранила 4. Штуцер 6 для спільного висновку маточного і відпрацьованого промивного розчинів розташований у верхній частині кільцевого реактора 1. Інша сторона пристрою виконана у вигляді трубопроводу 7, що складається з двох частин 8 та 9 різного діаметра з конічним переходом 10 між ними. Одним кінцем трубопровід 7 з'єднаний з конусним днищем 2 кільцевого реактора 1, а іншим - через патрубок 11 з пульсаторами (не показаний). В середньому відділі частини 8 розміщений штуцер 12 подачі промивного розчину, у верхньому відділі - зливний патрубок 13. Трубопровід 7 забезпечений секційної нагрівальної сорочкою 14, а кільцевої реактор 1 - нагрівальної сорочкою 15. Нагрівальні сорочки приєднані до зовнішніх термостатам (не показано).

Пристрій для очищення нітрату уранила від продуктів ділення працює наступним чином.

Р�я подачі розчину нітрату уранила 4 безперервно подають у зону перемішування 5. Через штуцер 12 подачі промивного розчину в трубопровід 7 подають азотну кислоту. Під дією створюваного пульсаторами змінного тиску на «дзеркало» розчину в трубопроводі 7 розчин у пристрої приходить в зворотно-поступальний рух. При зворотно-поступальному русі всього об'єму рідини в пристрої і одночасної подачі технологічних і промивного розчинів з високою ефективністю здійснюється процес перемішування та осадження компонентів з одного боку пристрою, і їх промивка - з іншого. В результаті реакції ацетатного осадження відбувається кристалізація натрийуранилтриацетата і відділення маточного розчину, який під дією вертикальних пульсацій спільно з відпрацьованим промивним розчином надходить у верхню частину кільцевого реактора 1 і виводиться з пристрою через штуцер 6. Зростання кристалів у зваженому стані, забезпечуваного пульсацією, зумовлює утворення досконалих форм кристалів, що зменшує можливість захоплення маточника в зростках і дефекти кристалів. Кристали натрийуранилтриацетата під дією сил гравітації рухаються вниз.

В результаті взаємодії натрийуранилтриацетата з азотною кислото� піднімається по трубопроводу 7 і виводиться з пристрою через зливний патрубок 13, а частина опускається по трубопроводу 7, відмиваючи від осколкових елементів рухаються протитечією кристали натрийуранилтриацетата. Таким чином, кристали натрийуранилтриацетата піддаються противоточной промиванні промивним розчином.

За рахунок накладеної пульсації в конічному переході 10 відбувається інтенсивне перемішування кристалів з промивним розчином з вирівнюванням у поперечному перерізі частини 9 трубопроводу 7 концентраційного фронту промивного розчину, що рухається протитоком кристалам.

Противоточного рух промивного розчину і кристалів у частині 9 трубопроводу 7 реалізується за рахунок того, що вага стовпа розчину з боку зливного патрубка 13 більше ваги стовпа розчину з боку штуцера 6, завдяки чому промивної розчин фільтрується через шар кристалів. Різниця у вазі зазначених стовпів розчинів забезпечується заданими концентраціями розчинів.

За рахунок організації протитечійного руху промивного розчину і кристалів у частині 9 трубопроводу 7 реалізується процес багатоступеневої фронтальної промивки, що забезпечує високий ступінь очищення натрийуранилтриацетата від осколкових елементів.

Запропонований пристрій дозволяє осущеснтальной промивки, забезпечує високий ступінь очищення нітрату уранила від осколкових елементів.

Виняток кристалізатора і пульсаційній циліндричної камери між U-образними частинами пристрою спрощує конструкцію пристрою, а застосування кільцевого реактора на одній стороні пристрою дозволяє підвищити його продуктивність при дотриманні ядерно-безпечних геометричних розмірів апарату.

1. Пристрій для очищення нітрату уранила від продуктів ділення, виконане U-образної форми і встановлений вертикально розміщеними на першій стороні штуцером для подачі розчину нітрату уранила і штуцером для спільного висновку маточного і відпрацьованого промивного розчинів, а на другій стороні, виконаної у вигляді трубопроводу з секційною нагрівальної сорочкою, - штуцер подачі промивного розчину і зливним патрубком, відмінне тим, що у верхній частині першої сторони пристрою розміщений кільцевої реактор з конусним днищем і нагрівальної сорочкою, а трубопровід одним кінцем з'єднаний з конусним днищем кільцевого реактора, а іншим через патрубок - з пульсаторами при цьому штуцер для подачі розчину нітрату уранила і додатковий штуцер для подачі розчину ацетату нат�ровод складається з двох частин різного діаметра з конічним переходом між ними.



 

Схожі патенти:

Спосіб обробки відпрацьованого ядерного палива і використовуваний для цього відцентровий екстрактор

Винахід відноситься до технологій переробки відпрацьованого ядерного палива
Винахід відноситься до області регенерації плутонію з відпрацьованого ядерного палива (ВЯП) водними методами

Спосіб очищення від оксидів урану від домішок

Винахід відноситься до технології отримання ядерного палива енергетичного призначення, зокрема до процесу очищення від домішок оксидів природного, регенерованого або поворотного (збройового) урану
Винахід відноситься до способів екстракційної очистки регенерованого урану і може бути використане в технологічних процесах переробки опроміненого ядерного палива, де необхідна очищення урану від бета-активного технецію-99
Винахід відноситься до способів екстракційної переробки регенерованого урану і може бути використане в технологічних процесах переробки ядерного палива

Спосіб відділення урану ( vi ) від актиноїдів ( iv ) і/або ( vi ) і його використання

Винахід відноситься до області регенерації опроміненого ядерного палива, обробки руд рідкоземельних металів, торію та/або урану
Винахід відноситься до галузі переробки відпрацьованого ядерного палива
Винахід відноситься до способу екстракційної очистки регенерованого урану і може бути використане в технологічних процесах при переробці опроміненого ядерного палива
Винахід відноситься до технології уранових виробництв і, зокрема, може бути використано при переробці відходів, що містять фториди урану
Винахід відноситься до технології отримання сорбентів для очищення гексафториду урану, одержуваного з опроміненого ядерного палива (ВЯП), від гексафториду плутонію
Винахід відноситься до технології переробки уранфторсодержащих відходів і може бути використано для переробки відходів виробництва сублиматного

Спосіб одержання порошку діоксиду урану

Винахід відноситься до ядерної енергетики і стосується технології одержання оксидів урану для виробництва ядерного палива для атомних станцій

Спосіб одержання окислів урану з тетрафториду урану

Винахід відноситься до області розробки економічно рентабельною і екологічно безпечної технології конверсії тетрафториду збідненого урану, отриманого тим або іншим способом, зокрема, в оксиди урану, призначені для тривалого зберігання або використання в реакторах на швидких нейтронах, і алкилфториди, що використовуються в подальшому в якості озонобезпечних хладоагентов, розчинників, речовин для пожежогасіння або коштів травлення напівпровідникових плат

Спосіб одержання окислів урану і тетрафториду кремнію з тетрафториду збідненого урану

Винахід відноситься до області розробки економічно рентабельної технології конверсії збідненого тетрафториду урану з отриманням окислів урану для тривалого зберігання або використання у швидких реакторах, а також з одночасним отриманням цінних фторовмісних речовин

Спосіб одержання оксиду урану з необхідним вмістом ізотопу 235u

Винахід відноситься до галузі технології ядерних матеріалів, зокрема до виробництва ядерного палива з певним вмістом ізотопу235U
Винахід відноситься до галузі неорганічної хімії, зокрема металургії урану і виробництва сполук урану, і може бути використане в хімічної і ядерної промисловості, наприклад, для виготовлення паливних сердечників Твелів ядерних реакторів
Up!