一种干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴制造技术

本发明专利技术属于化工领域，具体干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，包括同轴的外管和内管，所述的内管和外管之间设有间隙，间隙内设有螺旋导叶，螺旋导叶与内管固定；外管端部和内管端部均设有锥形结构，外管端部锥形结构形成喷嘴，内管端部的锥形结构伸出所述的喷嘴，由于在内外管之间设计的螺旋导叶结构，利用螺旋输送的原理，大大提高反应气体的混合程度，从而提高了反应的均匀程度，能够有效防止喷头堵塞，能够提高中间产物氟化铀酰的品质，从而使生产的UO2粉末，粒度均匀、反应完全、杂质少，能够显著提高后续制块环节的成品率。

A Nozzle for Dry Preparation of UO2 Powder

【技术实现步骤摘要】
一种干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴
本专利技术属于化工领域，具体涉及一种干法制备UO2粉末的喷嘴。
技术介绍
随着世界范围内核能的迅速发展，UO2核燃料的需求越来越大。UO2具有很好的物理性质和化学性质，例如熔点高、辐照稳定性好、燃耗深、热膨胀系数小等，并且易于加工成一定形状、元件后处理较容易。目前，UO2广泛应用于压水堆、沸水堆、重水堆以及气冷堆。目前UO2主要通过干法生产，先使用UF6水解制备氟化铀酰，然后脱氟还原为UO2。干法过程具有流程短、生产量大、容易连续化、自动化、废液少等优点。UO2对氟化铀酰的性质具有继承性，必须严格控制反应条件，使氟化铀酰的物理性质符合制备陶瓷UO2粉末的要求。UF6水解是放热反应，降低反应温度，有利于反应的进行，但是生成的氟化铀酰流动性不好，易粘壁，但有这种氟化铀酰经脱氟还原制得的UO2粉末具有较低的松装密度和较高的比表面，有利于UO2的研制和烧结。提高反应温度，不利于反应的进行，在此条件下产生的氟化铀酰易流动，不粘壁，但由于温度高，从而导致UO2粉末活性下降。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，制备UO2粉末反应速度较快，能够避免喷头堵塞的情况。本专利技术的技术方案如下：一种干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，包括同轴的外管和内管，所述的内管和外管之间设有间隙，所述的间隙内设有螺旋导叶，所述的螺旋导叶与内管固定；所述的外管端部和所述的内管端部均设有锥形结构，外管端部锥形结构形成喷嘴，所述的内管端部的锥形结构伸出所述的喷嘴。所述的外管包括固定连接的外管圆筒和外管锥面喷口，所述的外管锥面喷口形成喷嘴。所述的内管包括固定连接的内管圆筒和内管锥面，所述的螺旋导叶固定设于内管圆筒朝向内管锥面的一端外。所述的内管锥面小端直径与外管锥面喷口小端内直径相等，且内管锥面大端直径小于外管锥面喷口大端内直径。所述的内管锥面的大端直径与内管圆筒直径相同，且两者固定连接，内管锥面的小端伸出上述的外管锥面喷口的小端。所述的外管圆筒和外管锥面喷口的厚度相同。所述的外管圆筒和外管锥面喷口的长度之比为10:1～20:1。所述的内管锥面的长度大于上述的外管锥面喷口的长度。所述的螺旋导叶由片螺旋叶片组成，每个叶片的内侧固定焊接在内管圆筒的外壁上。所述的叶片长度占内管圆筒长度的1/5～2/5，叶片的高度为内管圆筒直径的2/5～3/5，叶片的螺距90～105mm，叶片厚度为0.2～0.6mm。本专利技术的显著效果如下：由于在内外管之间设计的螺旋导叶结构，利用螺旋输送的原理，大大提高反应气体的混合程度，从而提高了反应的均匀程度，能够有效防止喷头堵塞；能够提高中间产物氟化铀酰的品质，从而使生产的UO2粉末，粒度均匀、反应完全、杂质少，能够显著提高后续制块环节的成品率；结构简单、成本低廉、使用方便。附图说明图1为干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴示意图；图2为外管示意图；图3为内管示意图；图中：1.外管；2.外管圆筒；3.外管锥面喷口；4.内管圆筒；5.内管锥面；6.螺旋导叶；7.叶片；8.内管。具体实施方式下面通过附图及具体实施方式对本专利技术作进一步说明。如图1所示，该喷嘴由同轴安装的内管8和外管1组成，两者之间存在间隙，内管8上安装螺旋导叶6。如图2所示，外管1包括外管圆筒2和外管锥面喷口3，两部分固定连接。如图3所示，内管8包括内管圆筒4和内管锥面5，两部分固定连接，并且在内管圆筒4朝向内管锥面5的一端安装螺旋导叶6，并且内管锥面5伸出外管锥面喷口3。外管圆筒2的长度与内管圆筒4的长度相等，并且两者存在间隙；上述的螺旋导叶6位于该间隙内。内管锥面5小端直径与外管锥面喷口3小端内直径相等，且内管锥面5大端直径小于外管锥面喷口3大端内直径，因此两者之间也存在间隙。内管锥面5的大端直径与内管圆筒4直径相同，且两者固定连接，内管锥面5的小端伸出上述的外管锥面喷口3的小端。如图2所示，外管圆筒2和外管锥面喷口3的厚度相同，外管锥面喷口3为圆锥形，其大端与外管圆筒2的一端焊接固定，大端的内直径与外管圆筒2的内直径相等。所述的外管圆筒2和外管锥面喷口3的长度之比为10:1～20:1，优选15:1。如图3所示，内管4端部加工锥形成为内管锥面5，内管锥面5的长度大于上述的外管锥面喷口3的长度，使得装配时，内管锥面5小端伸出外管锥面喷口3。所述螺旋导叶6由8片螺旋叶片组成，每个叶片7的内侧固定焊接在内管圆筒4的外壁上，叶片长度占内管圆筒4长度的1/5～2/5，叶片7的高度为内管圆筒4直径的2/5～3/5，螺旋叶片7的螺距90～105mm，优选为100mm，厚度为0.2～0.6mm，优选为0.5mm。优选外管圆筒2部分内径为23.8mm,外径为30.12mm，长度为150mm。优选外管锥面喷口3的长度为20mm，喷口端(小端)外径20mm，内径为10.7mm。优选的所述内管圆筒4长度为150mm,外径为14.5mm,内径为10.5mm。优选的所述内管锥面小端外径为6.7mm,内径为5.5mm，长度为30mm。优选的所述螺旋导叶由8片螺旋叶片组成。优选地所述螺旋叶片螺距为100mm,叶片长度为25mm,叶片高度为4.65mm,叶片厚度为0.5mm。以上所述仅为本专利技术的优选实例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更改和变化。凡在本专利技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，包括同轴的外管(1)和内管8，其特征在于：所述的内管(8)和外管(1)之间设有间隙，所述的间隙内设有螺旋导叶(6)，所述的螺旋导叶(6)与内管(8)固定；所述的外管(1)端部和所述的内管(8)端部均设有锥形结构，外管(1)端部锥形结构形成喷嘴，所述的内管(8)端部的锥形结构伸出所述的喷嘴。

【技术特征摘要】
1.一种干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，包括同轴的外管(1)和内管8，其特征在于：所述的内管(8)和外管(1)之间设有间隙，所述的间隙内设有螺旋导叶(6)，所述的螺旋导叶(6)与内管(8)固定；所述的外管(1)端部和所述的内管(8)端部均设有锥形结构，外管(1)端部锥形结构形成喷嘴，所述的内管(8)端部的锥形结构伸出所述的喷嘴。2.如权利要求1所述的干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，其特征在于：所述的外管(1)包括固定连接的外管圆筒(2)和外管锥面喷口(3)，所述的外管锥面喷口(3)形成喷嘴。3.如权利要求2所述的干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，其特征在于：所述的内管8包括固定连接的内管圆筒(4)和内管锥面(5)，所述的螺旋导叶(6)固定设于内管圆筒(4)朝向内管锥面(5)的一端外。4.如权利要求3所述的干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，其特征在于：所述的内管锥面(5)小端直径与外管锥面喷口(3)小端内直径相等，且内管锥面(5)大端直径小于外管锥面喷口(3)大端内直径。5.如权利要求3所述的干法制备UO2粉末工艺过程中的喷嘴，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓话，皮晓涛，马宁，张程，代勇，鲁博祥，杨永智，张宇航，文鹏程，吕文强，
申请(专利权)人：中核建中核燃料元件有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51