一种熔盐堆液态燃料的制备装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种熔盐堆液态燃料的制备装置，包括：用于对氩气、氢气和氟化氢三股气体的流量进行控制的气路系统；通过氢气对熔盐中的氧化物杂质进行还原、通过氟化氢对熔盐进行氟化脱氧并通过氩气的气压对液态的熔盐进行转移的熔盐制备净化系统；以及对熔盐制备净化系统产生的氟化氢尾气和熔盐尾气进行吸收和滞留的尾气吸收处理系统；其中，气路系统通过进气通路与熔盐制备净化系统连通，熔盐制备净化系统通过出气通路与尾气吸收处理系统连通。本发明专利技术还涉及一种熔盐堆液态燃料的制备方法。本发明专利技术的制备装置和制备方法可以实现Li、Be、Zr组分稳定、纯度高、杂质含量低的熔盐堆进堆基盐FLiBeZr和添加盐FLiU的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种熔盐堆液态燃料的制备装置及其制备方法
本专利技术涉及核燃料工业技术和化工技术，更具体地涉及一种熔盐堆液态燃料的制备装置及其制备方法。
技术介绍
熔盐核反应堆(MoltenSaltReactor)是目前国际公认的六种第四代核能系统中唯一使用液态燃料的一种，其一回路采用液态氟盐作为燃料，二回路冷却剂也采用液态氟盐。相对于目前在役的第三代反应堆，由于运行接近常压，提高了其固有安全性；液态燃料便于进行在线核燃料后处理，实现核燃料的循环利用；热功率密度高，堆芯结构相对简单，便于小型化等优势。熔盐堆液态燃料主要包括FLiBeU、FLiBeUTh、FLiBeZrU和FLiBeZrUTh等几种类型，其中的FLiBeU和FLiBeUTh通常为实验室小量制备。在规模化化工生产中，由于600℃下U和Th在有氧存在条件下极易生成UO2和ThO2沉淀，造成核燃料局部富集过热导致核临界安全事故，因此必须在燃料盐中加入ZrF4，因为熔融盐中Zr与氧的亲和力更强，能极大地提高液态燃料盐的氧容忍度，避免应用到反应堆中时因熔盐堆产生裂变产物氧而使U和Th的沉淀积聚。此外，232Th主要作为增殖燃料，在熔盐堆首次临界本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔盐堆液态燃料的制备装置，其特征在于，该制备装置包括：用于对氩气、氢气和氟化氢三股气体的流量进行控制的气路系统；通过氢气对熔盐中的氧化物杂质进行还原、通过氟化氢对熔盐进行氟化脱氧并通过氩气的气压对液态的熔盐进行转移的熔盐制备净化系统；以及对熔盐制备净化系统产生的氟化氢尾气和熔盐尾气进行吸收和滞留的尾气吸收处理系统；其中，气路系统通过进气通路与熔盐制备净化系统连通，熔盐制备净化系统通过出气通路与尾气吸收处理系统连通，其中，熔盐制备净化系统包括预熔罐、反应罐和接收盘，其中，预熔罐通过进气通路与气路系统连通，预熔罐与反应罐通过第一熔盐管路和第三气体管路连通，反应罐和接收盘通过第二熔盐管路和第...

【技术特征摘要】
1.一种熔盐堆液态燃料的制备装置，其特征在于，该制备装置包括：用于对氩气、氢气和氟化氢三股气体的流量进行控制的气路系统；通过氢气对熔盐中的氧化物杂质进行还原、通过氟化氢对熔盐进行氟化脱氧并通过氩气的气压对液态的熔盐进行转移的熔盐制备净化系统；以及对熔盐制备净化系统产生的氟化氢尾气和熔盐尾气进行吸收和滞留的尾气吸收处理系统；其中，气路系统通过进气通路与熔盐制备净化系统连通，熔盐制备净化系统通过出气通路与尾气吸收处理系统连通，其中，熔盐制备净化系统包括预熔罐、反应罐和接收盘，其中，预熔罐通过进气通路与气路系统连通，预熔罐与反应罐通过第一熔盐管路和第三气体管路连通，反应罐和接收盘通过第二熔盐管路和第四气体管路连通，接收盘通过第五连通气体管路与出气通路连通，其中，第一熔盐管路的两端的管口分别伸入预熔罐和反应罐的底部以通过第一熔盐管路将预熔罐内的熔盐转移至反应罐中，第二熔盐管路的两端的管口分别伸入反应罐的底部和接收盘的上部以通过第二熔盐管路将反应罐内的熔盐转移至接收盘中，第三气体管路的两端分别设置于预熔罐和反应罐的顶部以通过第三气体管路维持预熔罐和反应罐的压力平衡，第四气体管路的两端分别设置于反应罐和接收盘的顶部以通过第四气体管路维持反应罐和接收盘的压力平衡。2.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，气路系统包括氢气源、氩气源和氟化氢源，其中，氢气源和氩气源分别通过第一气体管路与进气通路连通，氟化氢源通过第二气体管路与进气通路连通，第一气体管路还包括有连通至第二气体管路以便于对第二气体管路进行吹扫的旁通支路。3.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，预熔罐和反应罐用于容纳熔盐的罐体的长径比在4-10的范围内。4.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，第一熔盐管路的伸入反应罐内的管口与反应罐的底壁的距离与第一熔盐管路的管外径的比值在0.5-2的范围内。5.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，熔盐制备净化系统还包括手套箱，其中，预熔罐的顶部法兰、第三气体管路、反应罐的顶部法兰、第四气体管路和接收盘均位于手套箱内以提供无水无氧的环境。6.根据权利要求1所述的制备装置，其特征在于，尾气吸收处理系统包括依次连接的缓冲罐、吸收罐和铍处理系统，通过出气通路排出的尾气在通过缓冲罐和吸收罐后进入铍处理系统中进行处理达标后放空。7.一种熔盐堆液态燃料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括步骤：S1，将粉末状第一原料熔盐在无水无氧的环境下混合并装入预熔罐内，通过第一气体管路、进气通路、第三气体管路、第四气体管路和出气通路向预熔罐内通入氩气进行吹扫；加热预熔罐和反应罐进行保温烘焙以除去第一原料熔盐中的自由水和结晶水；继续加热预熔罐和反应罐以使预熔罐内的第一原料熔盐熔融形成第一熔融盐；关闭第三气体管路，通过氩气的压力使预熔罐中的第一熔融盐通过第一熔盐管路...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋昱龙，孙斌，左勇，汪洋，王建强，谢雷东，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31