清除过滤器堵塞的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种包括一个反应器（２）的氧化铀生产工厂，六氟化铀ＦＵ＃－［６］在反应器（２）中转化为以粉末形状得到的氟氧化铀ＵＯ＃－［２］Ｆ＃－［２］，并产生气态氢氟酸，氢氟酸通过一个整体为柱形的过滤壁（１２）从反应器（２）排出，过滤壁（１２）以过滤器的垂直轴（１０’）为轴，过滤器（１０）固定在反应器（２）外壳的上部。过滤器（１０）从排出的气体中分离出氟氧化铀粉末。通过定期把惰性气体流注射到过滤器（１０）的管状柱形壁内部对过滤器（１０）的壁（１２）进行反冲洗。惰性气体以射流的形式沿着过滤器（１０）的柱形壁（１２）的轴（１０’）注入，注入速度大于３００ｍ／秒，持续时间小于１秒。反冲洗惰性气体最好通过一个喷嘴（２８）注入到过滤器（１０）的外壳（１２）中，喷嘴（２８）位于一个在过滤器（１０）的出口回收排出气体的集气管（１１）中，集气管（１１）与一个文氏管（３０）轴向排列，文氏管（３０）由一个穿过一个法兰（２２）的通过开口构成，法兰（２２）支撑过滤器（１０）并把它固定在一个板子（９）上，板子（９）将气体回收集气管（１１）与反应器（２）的内空间分开。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种为一个从六氟化铀制造氧化铀的工厂的过滤器清除堵塞的方法和装置。
技术介绍
使用干法从气态六氟化铀UF6制造氧化铀的工厂已为人知，六氟化铀来自作为带有放射性同位素的核燃料铀的浓缩工厂。这种工厂使用的从六氟化铀制造氧化铀的方法叫做干转化方法，在一个最令人满意并且最广泛使用的工业实施例中，这种工厂包括一个整体垂直布置的反应器，六氟化铀UF6、蒸汽和稀释氮在200-300℃的温度下进入到反应器中，并且六氟化铀UF6根据水解反应转化成氟氧化铀UO2F2 六氟化铀通过水解向氟氧化铀的转化产生气体形式的氢氟酸HF和粉末形式的氟氧化铀。氟氧化铀UO2F2下降，并且沉积在反应器的底部，氟氧化铀在反应器的底部被一个螺旋供料机输送到一个旋转炉的入口，氟氧化铀UO2F2在旋转炉中转化成氧化铀UO2+x，即带有过当量成分的氧化铀UO2，根据转化在旋转炉中进行转化的条件，氧化物的O/U比在2.03到2.66之间。氢氟酸HF通过六氟化铀转换反应器上部的过滤装置排出，过滤装置保留在一种气体混合物中的气态氢氟酸携带的UO2F2粉末，如气体混合物为通过转换反应器的上部吸入的N2和H2O。一般最少使用两个过滤装置或组件，位于反应器的上部，含有氢氟酸的气体通过反应器的上部排出。每个过滤装置包括一个通过一个管子与转换反应器外连通的排出集气管或头部，并带有一个能够把气体送往一个位于反应器外的安全过滤器的装置，安全过滤器在气体输送装置的下游，位于一个热箱中，并通向一个氢氟酸回收装置。在转换反应器中，过滤装置包括一组过滤器或滤芯，每个过滤器或滤芯包括一个整体为柱形的过滤壁，过滤壁位于转换反应器的上部，并且有它的垂直轴。每个过滤装置的过滤器或滤芯在过滤装置的一个水平板上，并通过一个上法兰固定这个板子上，该板子把过滤装置的排出集气管或头部与在其中进行形成氟氧化铀的化学反应的反应器内体积分开。带有或多或少程度的氟氧化铀粉末的气体与滤芯的外表面接触，氟氧化铀粉末分离后，这些气体穿过滤芯的壁进入过滤装置的头部。被过滤装置的外壁阻止的氟氧化铀粉末可以通过重力回落到反应器的底部，并在反应器的底部被运送粉末的供料螺旋收取。滤芯的管形过滤壁具有允许含有氢氟酸的气体通过的孔隙，滤芯的过滤壁一般由压缩和烧结的颗粒或纤维构成，孔隙的尺寸小于氟氧化铀颗粒的尺寸，因此阻止气体可能携带的所有固体颗粒。有些粉末形状的氟氧化铀沉积在滤芯管形壁的外表面，因此在工厂运行期间过滤器逐渐堵塞。氢氟酸和气体的混合物通过过滤器壁产生的压降增加，而压降与工厂的连续作业是不相容的。因此需要定期并足够频繁地清除滤芯的堵塞。清除堵塞通过在滤芯内向与含有氢氟酸的气流方向的相反方向注入一种清除堵塞的气体如氮气进行。清除堵塞的氮必须以大约2.5bar的过压和大约130℃的温度送到滤芯内，反应器的转换温度大约为300℃，反应器出口的气体温度大约为200℃到300℃。在一个储罐中的清堵氮通过一个位于转换反应器以上的气体输送装置送往过滤装置。这个气体输送装置在一个热室内，热室的内部温度大约为150℃。热室内有一些阀门，特别是三通阀，这些阀门一方面使含有氢氟酸的气体能够在过滤装置的正常作业阶段通向安全过滤器和回收装置，另一方面在清堵阶段使清堵氮从与气流相反的方向通过。这些阀门经受高温，并且由于它们在高温限下工作，它们的使用和维修复杂而昂贵。为了使工厂连续作业，清堵在其中一个过滤装置上进行，同时第二个过滤装置单独排出反应器中产生的含有氢氟酸的气体。因此，在清除堵塞期间，仍在作业的过滤装置必须排出大约为它的通常作业流的两倍的气流量。另外，送入送到第二个过滤装置进入转换反应器内的清堵氮气流必须排出，这进一步增加了必须通过仍在作业的过滤装置排出的气流量。在一个已知的六氟化铀转换反应器的过滤装置的实施例中，每个过滤装置包括八个滤芯，这八个滤芯分布在一个用于支撑过滤器水平板的平面上，这个水平板把回收氢氟酸的头部与反应器的内体积分开。清堵氮通过排出含有氢氟酸的气体的管子在一个位于头部中心部分的区域中注入头部，即直接在过滤器支撑板中心部分的上方。这样的结果是，指向板子中心部分和这个中心部分携带的过滤器的清堵氮的喷射流优先进行位于中心部分的过滤器的清堵。这些过滤器的清堵非常好，而位于过滤装置支撑板外围的过滤器清堵不足。这些过滤器被堵塞，因此压力增加，因此转换工厂的作业受到干扰，气体优先通过位于中心部分并经过有效清堵的过滤器。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种给一个从六氟化铀制造氧化铀的工厂的至少一个过滤器清除堵塞的方法，这种工厂包括一个反应器，气态六氟化铀和蒸汽注入到反应器中，并在其中形成粉末形状的氟氧化铀UO2F2和气态氢氟酸HF，被含有氢氟酸的气体携带的氟氧化铀UO2F2在反应器的出口的至少一个位于反应器出口的过滤装置中被分离，过滤装置包括至少一个过滤器，过滤器为管形并具有垂直轴，氢氟酸被排到反应器外，过滤器的清堵在于从与氢氟酸气流相反的方向把惰性气流，如氮，注射到过滤器中，从过滤器的外壁分离沉积的氟氧化铀颗粒，这种方法可以有效进行清堵，并使有正在清堵的过滤器的过滤装置保持作业，这种方法带有简单的气体输送装置和少量的清堵惰性气体。为此，惰性气体以喷射的形式沿过滤器壁的轴注入，注入速度大于300m/秒，持续时间小于1秒。为了更好地了解本专利技术，将作为例子参照附图描述一个通过干转换方法制造氧化铀的工厂和一个可以实施本专利技术所述方法的清堵装置，并与一个实施老的工艺的清堵方法进行比较。附图说明图1是一个通过干转换方法制造氧化铀的工厂的垂直剖面立面图。图2是把六氟化铀转换成氟氧化铀的反应器的一个过滤装置的局部垂直截面图。图3是沿图2的3-3的过滤装置滤芯支撑板的顶视图。图4是气体输送和流动装置的概图，该装置使气体进入和流出转换反应器的上部，该装置用于包括一个符合老工艺的清堵装置的反应器。图5是一个包括一个本专利技术所述清堵装置的六氟化铀转换反应器的过滤装置的垂直剖面图。图6是图5的局部细节图，表示实施本专利技术所述方法的清堵装置。图7、8、9是本专利技术所述清堵装置的三个不同实施例的平面图。具体实施例方式图1表示一个整体用参考数字1表示的氧化铀制造工厂，该工厂包括一个把六氟化铀转换为氟氧化铀的反应器2和一个把氟氧化铀转化为氧化铀的旋转炉3。反应器2由一个整体处于垂直位置的外壳组成，一个管子5深入到外壳中，用于把反应剂气体UF6和H2O以及一种可能是一种像氮这样的惰性气体的稀释气体注入到反应器2的外壳内。六氟化铀UF6反应器2中被蒸汽水解，以形成粉末状的氟氧化铀，氟氧化铀粉末落到反应器2的底部，并被一个传送螺旋4收集，传送螺旋4把在反应器2中形成的固体粉末形式的氟氧化铀传送到一个旋转炉3的入口，氟氧化铀在旋转炉3中转化为氧化铀(主要是UO2)。六氟化铀的水解反应在反应器2中产生气态氢氟酸HF，气态氢氟酸被两个垂直回收管7排到六氟化铀转换反应器2以外，每个垂直回收管7与反应器2的一个过滤装置8连接。在所描述的这个特殊实施例中，每个过滤装置8包括八个滤芯10，滤芯10包括一个管形过滤壁，过滤壁的垂直轴在反应器2内，在反应器的出口部分中。特别是如图2、3中可以看到的，每个过滤装置8的滤芯10固定在过滤装置的一个水平板9上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种给一个从六氟化铀生产氧化铀的工厂的至少一个过滤装置清除堵塞的方法，所述生产工厂包括一个反应器（２），将气态六氟化铀ＵＦ↓［６］和蒸汽注入到所述反应器（２）中，形成粉末状态的氟氧化铀ＵＯ↓［２］Ｆ↓［２］和气态的氢氟酸ＨＦ，含有气态氢氟酸ＨＦ的气体携带的氟氧化铀ＵＯ↓［２］Ｆ↓［２］在所述反应器（２）的出口部分的至少一个过滤装置（８）中被分离出来，所述过滤装置（８）包括至少一个具有一个管形过滤壁（１２）的过滤器（１０），所述过滤器的壁（１２）沿所述过滤器的垂直轴（１０’）放置，并且一种含有氢氟酸的气体被排放到所述反应器（２）以外，所述过滤器的清除堵塞在于通过一种惰性气体如氮的气流从所述过滤器器的壁（１２）上分离沉积在所述壁（１２）上的氟氧化铀ＵＯ↓［２］Ｆ↓［２］颗粒，所述气流从与含有氢氟酸ＨＦ的排放气流的相反方向注入所述过滤器（１０），这种方法的特征在于，所述惰性气体以喷射的形式沿所述过滤器（１０）壁的轴（１０’）注入，所述注入速度大于３００ｍ／秒，持续时间少于１秒。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈弗吉耶，
申请(专利权)人：弗兰克巴尔日燃料制造公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]