[发明专利]用于MOX芯块制备的高温批次烧结装置

说明书

本发明属于MOX芯块烧结技术领域，具体涉及一种用于MOX芯块制备的高温批次烧结装置。炉体外壁固定在手套箱内后壁墙上，炉体从里到外分别为炉体刚玉耐火砖、氧化锆保温砖、水冷感应线圈和炉体外壁，水冷感应线圈环绕在氧化锆保温砖外壁上；钼盖板安装在刚玉耐火砖和氧化锆保温砖上部；炉体上方设置有炉盖，炉盖与炉体外壁连接，炉体下方为炉底，炉底两端设置有两个气缸锁；炉底盖位于炉体下方，炉底通过丝杠与炉底盖连接，炉底盖上从下往上依次摆放炉底刚玉耐火砖、钨筒和钼舟；热电偶依次穿过钼舟、钨筒和炉底刚玉耐火砖安装在炉底盖上；炉底盖下部设置有氢氩混合气进出口。本发明实现了MOX芯块的高温烧结，解决了烧结过程中温场不均的问题。

技术领域

本发明属于核燃料芯块烧结技术领域，具体涉及一种用于MOX芯块制备的高温批次烧结装置。

背景技术

MOX燃料厂是后处理厂与压水堆和快堆之间的中间环节，是实现我国核燃料闭合循环的关键环节。高温烧结是将MOX生坯变成MOX芯块的关键工序，高温烧结炉的选用直接影响到MOX芯块的烧结质量。由于国内MOX发展较晚，MOX高温烧结炉研制经验不足，且该设备属于国外限制出口设备。国内MOX实验线采用的立式批次烧结炉，由于生产过程的高放射性，需要将炉体围封在手套箱内，但批次烧结炉结构复杂，由此造成检修维护极为不便，对于炉膛内部的检修或零部件的更换实现困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种安全、高效的用于MOX芯块制备的高温批次烧结装置，以实现MOX芯块的高温烧结。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种用于MOX芯块制备的高温批次烧结装置，包括丝杠、炉底盖、炉底刚玉耐火砖、钨筒、钼舟、气缸锁、热电偶、水冷感应线圈、氧化锆保温砖、炉体刚玉耐火砖、炉体外壁、钼盖板、炉盖、氢氩混合气进出口、炉底；炉体外壁固定在手套箱内后壁墙上，炉体从里到外分别为炉体刚玉耐火砖、氧化锆保温砖、水冷感应线圈和炉体外壁，水冷感应线圈环绕在氧化锆保温砖外壁上；钼盖板安装在刚玉耐火砖和氧化锆保温砖上部；炉体上方设置有炉盖，炉盖与炉体外壁连接，炉体下方为炉底，炉底两端设置有两个气缸锁；炉底盖位于炉体下方，炉底通过丝杠与炉底盖连接，炉底盖上从下往上依次摆放炉底刚玉耐火砖、钨筒和钼舟；热电偶依次穿过钼舟、钨筒和炉底刚玉耐火砖安装在炉底盖上；炉底盖下部设置有氢氩混合气进出口。

所述的炉盖与炉体外壁之间通过螺栓连接，接口处设置有密封垫圈。

所述的炉体刚玉耐火砖和氧化锆保温砖均为四分之一圆弧结构，交错布置，通过高强度不锈钢框架将炉体刚玉耐火砖和氧化锆保温砖固定为一个整体圆筒结构，上设有吊钩。

所述的炉体外壁采用5mm厚不锈钢板，炉体外壁内部嵌有铅板屏蔽材料。

所述的炉体外壁安装有冷却水套，冷却水套为两个半圆形不锈钢套筒，冷却水套内设有导流挡板，去离子水由冷却水套下方进入，上方流出，冷却水套的进出水管道均设置在炉体上部。

氢氩混合气经过气管传输至气氛控制装置，气氛控制装置由单向阀与气体干燥过滤器组成，氢氩混合气首先经气体干燥过滤器做除尘、除油、除水处理，处理后的氢氩混合气经单向阀进入氢氩混合气进出口，再依次通过炉底刚玉耐火砖、钨筒、装有芯块的钼舟导入炉体。

本装置设计有尾气处理装置，尾气处理装置包括由不锈钢尾气管道依次连接的气体单向阀、过滤器和机械泵，机械泵用以提供负压以排放尾气，由于机械泵的作用，尾气经过位于炉体下部的由单向阀控制的不锈钢尾气管道自然降温，之后进入过滤器除尘、除水以及除裂变气体，最终合格的尾气进行排放。

炉体内温度通过热电偶进行监控，同时钼舟内摆放测温环，用于测量炉体内达到温度的最高实际值，通过对水冷感应线圈的输入功率进行控制达到调节炉体内实时烧结温度的目的。