天然六氟化铀液相取样系统及方法技术方案

本发明专利技术属于天然六氟化铀液相取样技术领域，具体涉及一种天然六氟化铀液相取样系统及方法。一级冷凝器液相出口连接取样装置A和取样装置B，两者连接关系相同互为备用；取样装置A连接关系为：一级冷凝器与液相总管相连，液相总管上设置有压力表，取样管道连接液相总管与740L容器进口阀门J-07，取样管道上设有阀门J-01、J-02、J-03、J-04、J-05、J-06，阀门J-02与J-03、J-03与J-04、J-04与J-05之间的管道为定量管；阀门J-02与J-03之间的定量管中心位置通过角阀J-08与2S取样瓶A1进口阀门S1相连，阀门J-03与J-04之间的定量管中心位置通过角阀J-09与2S取样瓶A2进口阀门S2相连。本发明专利技术为六氟化铀生产过程中对均质化处理后的产品定量取样、分析确定六氟化铀产品质量是否合格提供条件。

【技术实现步骤摘要】
天然六氟化铀液相取样系统及方法
本专利技术属于天然六氟化铀液相取样
，具体涉及一种天然六氟化铀液相取样系统及方法。
技术介绍
在天然六氟化铀生产过程中，为确认产品质量是否合格，须对产品取样、分析。取样过程中，液态六氟化铀的定量采集是一项重要技术。目前，美国对天然六氟化铀的取样是通过液相六氟化铀定量转移来实现的，具体为：天然六氟化铀产品液化并完全均质化之后，对取样系统进行充压试验(试验气体为干燥惰性气体，试验压力大于或等于六氟化铀的工作压力)并确认气密性合格，然后对取样系统用真空泵抽负压至3.4×103Pa以下。打开取样阀门，让液态六氟化铀流入并充满固定体积的取样管道，然后关闭取样管道前后端阀门切断六氟化铀继续流入，最后打开取样容器阀门，让固定体积的六氟化铀进入取样容器。之后将取样容器浸入液氮中冷却，直到取样容器中的压力降至6.89×103Pa(5.2cmHg)以下，关闭取样容器阀门。在整个取样过程中，保证天然六氟化铀产品及整个取样系统(包括取样容器、管道、阀门)的温度均维持在(93～113)℃。目前，国内六氟化铀制备厂家通过借鉴国外先进经验，结合自身多年生产经验，建立了一套安全、高效的液态六氟化铀定量取样系统，并熟练掌握了天然六氟化铀液相取样技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种天然六氟化铀液相取样系统及方法，为六氟化铀生产过程中对均质化处理后的产品定量取样、分析确定六氟化铀产品质量是否合格提供条件。为达到上述目的，本专利技术所采取的技术方案为：一种天然六氟化铀液相取样系统，一级冷凝器液相出口连接取样装置A和取样装置B，两者连接关系相同互为备用；取样装置A连接关系为：一级冷凝器与液相总管相连，液相总管上设置有压力表，取样管道连接液相总管与740L容器进口阀门J-07，取样管道上设有阀门J-01、J-02、J-03、J-04、J-05、J-06，阀门J-02与J-03、J-03与J-04、J-04与J-05之间的管道为定量管；阀门J-02与J-03之间的定量管中心位置通过角阀J-08与2S取样瓶A1进口阀门S1相连，阀门J-03与J-04之间的定量管中心位置通过角阀J-09与2S取样瓶A2进口阀门S2相连，阀门J-04与J-05之间的定量管中心位置通过角阀J-10与2S取样瓶A3进口阀门S1相连，2S取样瓶下方均设有自来水冷却槽；740L容器放置于水浴槽内部，在其下方设有电子秤，阀门J-06与740L容器进口阀门J-07之间管道通过阀门J-11与外部气转系统及氮气系统相连，在阀门J-05与阀门J-06之间管道上设有压力表。一种基于天然六氟化铀液相取样系统的天然六氟化铀液相取样方法，包括如下步骤：对一级冷凝器内的六氟化铀升温液化，使六氟化铀充分液化并均质化；天然六氟化铀的液相取样，安装2S取样瓶及电加热保温盒并对其送电加热，检查740L容器及取样管道压力，确保压力为-200～-700Pa，740L容器的负压由带负压的一级冷凝器通过气转系统对740L容器进行抽空实现，缓慢开启J-01～J-07阀门，利用一级冷凝器与740L容器之间的压力差及高度差，使液态的六氟化铀通过液相总管、取样管道进入740L容器中；当740L容器电子秤显示增重30～100kg时，依次关闭J-05、J-04、J-03、J-02阀门，将液态的六氟化铀样品集中至三段定量管中；开启J-08、J-09、J-10阀门以及2S取样瓶S1、S2、S3阀门，利用压差将定量管中的液态六氟化铀采集至2S取样瓶中；安装2S取样瓶冷却水槽，通过自来水循环冷却，将2S取样瓶中的液态六氟化铀样品冷凝成固态；待2S取样瓶完全冷却后，关闭2S取样瓶S1、S2、S3阀门，停止自来水冷却；取样系统中残余六氟化铀的抽空，取样完毕开启J-03、J-04、J-05阀门，用740L容器将定量管及取样连接管中的残余六氟化铀抽空，抽空后关闭J-08、J-09、J-10阀门，系统中保持微负压，拆卸电加热保温盒及2S取样瓶，样品称重送往分析室进行样品分析；740L容器生产期间，累计接收达规定量或系统停车时，对740L容器水浴槽通热水加热，开启J-07、J-11或J-18、J-22阀门，使六氟化铀以气态方式通过740L气转管道，经气转系统进入生产系统中，气转结束后，740L容器自然降温以备后用。升温液化过程中，控制温度在～55℃恒温3～4h，之后以10～20℃/h梯度升至95～100℃，恒温15h以上。天然六氟化铀的液相取样，取样前检查液相管道、取样系统阀门状态及管道温度，并对其进行氮气正压进行测漏。本专利技术所取得的有益效果为：本专利技术涉及到天然六氟化铀液相样品的定量采集、样品瓶内液态六氟化铀的冷凝、系统管道内残余六氟化铀的收集与740L容器六氟化铀气相转移等技术。本专利技术通过自制的取样系统，采用长期摸索确定的液相取样技术实现了对均质化处理的六氟化铀产品的定量取样，为分析确认六氟化铀产品质量是否合格提供了条件。该技术方法具有：设备结构简单、操作方便快捷、控制条件易于实现、取样量能够量化确定、安全系数较高，且同时考虑取样后管道内残留物料的处理等优点。具体优点如下所述：(1)系统结构简单。该取样系统主要包括液相总管、取样管、2S取样瓶、自来水冷却槽、740L容器、电子秤、压力仪表和保温设备等。(2)操作方便快捷。在六氟化铀产品液化和均质化完成后，通过控制少量相关控制阀门的开启/关闭状态，在负压状态下，液态六氟化铀以液态的形式转移至取样瓶内，之后采用自来水循环冷却方式对2S取样瓶及六氟化铀产品进行冷却，使六氟化铀样品以固态的形式下线。(3)控制条件易于实现。在该过程中主要控制取样系统的温度和压力。压力需维持在负压状态，通过对740L容器降温即可实现；温度维持在为(90～120)℃，通过电加热及蒸汽伴管形式即可实现。(4)取样量能够量化确定。该系统中设置了定量管，按照确定的操作流程，通过开启/关闭少量相关阀门即可实现液相六氟化铀的定量采样，以满足分析过程中对样品量的要求。(5)安全系数较高。通过该取样操作，六氟化铀产品样品最终以固态形式自本系统下线，安全系数较高。(6)考虑取样后管道内残留物料的处理。取样完毕后，可通过与该系统相关联的带负压的冷凝捕集系统或740L负压系统将管道内残留六氟化铀进行安全转移，并作为产品直接收集。附图说明图1为本专利技术所述天然六氟化铀液相取样系统结构图；图中：A1～A3、B1～B3为2S取样瓶；740L/1～2为740L容器；J-01～J-21阀门为液化截止阀；S1～S6阀门为2S取样瓶容器阀门；液相总管连接一级冷凝器液相出口阀门及取样管道；取样管道连接液相总管及740L容器；在取样管道中，J-02～J-03、J-03～J-04、J-04～J-05、J-13～J-14、J-14～J-15、J-15～J-16阀门之间的连接管为定量管；2S取样瓶通过J-08～J-10、J-19～J-21阀门及短管连接至定量管上；液相总管及取样管道上均设有压力表。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。UF6相对分子量为352，常温常压下，UF6为白色晶体，斜方晶体结构。在101.325kPa下，UF6的升华点为56.4℃，三相点为64.02本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天然六氟化铀液相取样系统，其特征在于：一级冷凝器液相出口连接取样装置A和取样装置B，两者连接关系相同互为备用；取样装置A连接关系为：一级冷凝器与液相总管相连，液相总管上设置有压力表，取样管道连接液相总管与740L容器进口阀门J‑07，取样管道上设有阀门J‑01、J‑02、J‑03、J‑04、J‑05、J‑06，阀门J‑02与J‑03、J‑03与J‑04、J‑04与J‑05之间的管道为定量管；阀门J‑02与J‑03之间的定量管中心位置通过角阀J‑08与2S取样瓶A1进口阀门S1相连，阀门J‑03与J‑04之间的定量管中心位置通过角阀J‑09与2S取样瓶A2进口阀门S2相连，阀门J‑04与J‑05之间的定量管中心位置通过角阀J‑10与2S取样瓶A3进口阀门S1相连，2S取样瓶下方均设有自来水冷却槽；740L容器放置于水浴槽内部，在其下方设有电子秤，阀门J‑06与740L容器进口阀门J‑07之间管道通过阀门J‑11与外部气转系统及氮气系统相连，在阀门J‑05与阀门J‑06之间管道上设有压力表。

【技术特征摘要】
1.一种天然六氟化铀液相取样系统，其特征在于：一级冷凝器液相出口连接取样装置A和取样装置B，两者连接关系相同互为备用；取样装置A连接关系为：一级冷凝器与液相总管相连，液相总管上设置有压力表，取样管道连接液相总管与740L容器进口阀门J-07，取样管道上设有阀门J-01、J-02、J-03、J-04、J-05、J-06，阀门J-02与J-03、J-03与J-04、J-04与J-05之间的管道为定量管；阀门J-02与J-03之间的定量管中心位置通过角阀J-08与2S取样瓶A1进口阀门S1相连，阀门J-03与J-04之间的定量管中心位置通过角阀J-09与2S取样瓶A2进口阀门S2相连，阀门J-04与J-05之间的定量管中心位置通过角阀J-10与2S取样瓶A3进口阀门S1相连，2S取样瓶下方均设有自来水冷却槽；740L容器放置于水浴槽内部，在其下方设有电子秤，阀门J-06与740L容器进口阀门J-07之间管道通过阀门J-11与外部气转系统及氮气系统相连，在阀门J-05与阀门J-06之间管道上设有压力表。2.一种基于天然六氟化铀液相取样系统的天然六氟化铀液相取样方法，其特征在于：包括如下步骤：对一级冷凝器内的六氟化铀升温液化，使六氟化铀充分液化并均质化；天然六氟化铀的液相取样，安装2S取样瓶及电加热保温盒并对其送电加热，检查740L容器及取样管道压力，确保压力为-200～-700Pa，740L容器的负压由带负压的一级冷凝器通过气转系统对740L容器进行抽空实现，缓慢开启J-01～J-07阀门，利用一级冷凝器与740L容器之间的压...

【专利技术属性】
技术研发人员：张慧忠，魏刚，陈建勇，刘宾，李子云，王校峰，李振峰，何平，李英锋，王伟，任喜彦，
申请(专利权)人：中核四○四有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃,62