[发明专利]一种将阿克蜡添加入UO2粉末压制芯块的装置及方法

说明书

技术领域

本发明属核电站用核燃料元件制造技术领域，具体涉及一种将阿克蜡添加入UO₂粉末压制芯块的装置及方法。 

背景技术

UO₂燃料芯块是通过粉末冶金制造工艺生产，UO₂粉末必须经过压机压成生坯块后再经烧结、磨削生产成成品芯块。在压机上压制UO₂芯块的制造过程中，为减少UO₂粉末与模具表面及UO₂粉末颗粒之间的摩擦力，使生坯块的密度梯度分布均匀，减小生坯块脱模压力，降低设备损耗，就必须使用润滑剂。之前生产工艺中采用硬脂酸锌作为润滑剂，多年的生产实践表明，硬脂酸锌的润滑性能良好，产品性能优良。 

在UO₂粉末中添加硬脂酸锌的主要问题是硬脂酸锌在芯块烧结过程中分解挥发，产生低熔凝聚物，在烧结炉低温区和过渡区上部凝结，形成“炉挂”。“炉挂”外观类似石钟乳，硬度很高，生产中多次造成卡舟的严重故障，不仅导致产品报废、损耗钼材、浪费能源，也影响生产进度，因此生产中必须密切关注炉挂的情况，及时停炉清理。烧结炉是芯块生产线的关键设备之一，烧结炉的安全稳定运行是生产的关键因素之一，因此寻找硬脂酸锌的替代物，减少炉挂的生成，延长烧结炉停炉检修周期，提高烧结炉产能，显得尤为迫切。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是采用阿克蜡代替硬脂酸锌作为芯块生产润滑剂，以解决现有硬脂酸锌产生烧结炉炉挂的问题。 

为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是： 

一种将阿克蜡添加入UO₂粉末压制芯块的装置，其特征在于，包括以下部件：组合旋风分离器、单锥混料器、吸料管、制粒机、双锥料桶、中间容器、旋转压机、双锥混料器、阿克腊容器、UO₂粉末容器、U₃O₈粉末料桶和电子平台秤； 

其中，UO₂粉末装在UO₂粉末容器中，阿克腊装在阿克腊容器中，U₃O₈粉末装在U₃O₈粉末料桶中；吸料管内为负压环境，一端连接UO₂粉末容器、阿克腊容器和U₃O₈粉末料桶，另一端连接组合旋风分离器；组合旋风分离器分离出的产物进入到单锥混料器中，单锥混料器和双锥混料器进行物料的混合；组合旋风分离器用来分离UO₂粉末，制粒机进行制粒生产，制粒后的粉末进入到双锥料桶中，电子平台秤用来称重，旋转压机用来压制UO₂芯块。 

吸料管将UO₂粉末容器中的UO₂粉末输送至组合旋风分离器中，在组合旋风分离器中分离出UO₂粉末，进入到单锥混料器；同时，吸料管将阿克腊容器中的阿克腊和U₃O₈粉末料桶中的U₃O₈粉末通过组合旋风分离器中分离后加入到单锥混料器中；在单锥混料器中进行UO₂粉末、U₃O₈粉末和阿克腊粉末的混料；混合后的粉末进入制粒机进行制粒生产，制粒后的粉末进入到双锥料桶中，在双锥混料器中进行球化混合；球化后的粉末进入中间容器，再由中间容器进入旋转压机，通过旋转压机压制UO₂芯块。 

一种将阿克蜡添加入UO₂粉末压制芯块的方法，具体包括以下步骤： 

（1）操作人员通过吸料管内的负压将装在UO₂粉末容器中的UO₂粉末输送至组合旋风分离器中，在组合旋风分离器中分离出UO₂粉末，进入到单锥混料器； 

（2）当UO₂粉末进入总质量的50%时，再通过吸料管内的负压将阿克腊容器中的阿克腊送至组合旋风分离器中，在组合旋风分离器中分离出阿克腊，按照UO₂粉末总质量的0.1wt.%的配比加入到单锥混料器中，再用同样的方法将U₃O₈粉末料桶中的U₃O₈粉末按照设定的比例加入到单锥混料器； 

（3）继续将剩下的50%UO₂粉末输送至单锥混料器；