溶解器戽斗、设计方法、溶解器、溶解方法及处理系统与流程

本发明属于核，具体涉及一种溶解器戽斗、溶解器戽斗的设计方法、溶解器、溶解方法、以及处理系统。

背景技术：

1、目前，诸多行业中均需要对固态物料进行溶解加工以及对剩余未溶解的固态物料进行分离处理。例如，在对经过乏燃料组件剪切后形成的乏燃料颗粒（乏燃料颗粒通常包括乏燃料堆芯以及包裹所述堆芯的包壳）进行溶解以及对剩余未溶解的包壳进行分离。通常使用溶解器对乏燃料颗粒进行以上连续溶解工艺，其中，戽斗是对乏燃料颗粒进行溶解以及对剩余未溶解的包壳进行分离的重要部件。

2、然而，现有技术中，因为乏燃料颗粒进入位于溶解器的进料位置处的戽斗结构时，容易在该戽斗结构的开口处堆积，存在较高的溢料风险，降低连续溶解工艺的效率。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种溶解器戽斗、溶解器戽斗的设计方法、溶解器、溶解方法、以及处理系统，该溶解器戽斗可以减少物料在进料位置处的戽斗结构的开口附近的堆积，降低溢料风险，提高连续溶解工艺的效率。

2、第一方面，本发明提供一种溶解器戽斗，包括：多个戽斗结构，所述多个戽斗结构绕溶解器戽斗的中心轴呈旋转对称分布，多个戽斗结构排列后的横截面形状为类圆环形；

3、每一戽斗结构的内部为空腔，每一戽斗结构的横截面形状为四边形，所述四边形的四条边分别为外圆弧边、第一折线边、内圆弧边、第二折线边；

4、其中，沿旋转方向，所述第二折线边处于所述第一折线边的前方，所述第二折线边和所述第一折线边均呈横向放置的v字形，所述v字形的顶部朝向旋转方向的反向。

5、在一些实施例中，所述第一折线边包括相连的第一基线和第一配线，所述第一基线向旋转方向的反向倾斜，所述第一配线向旋转方向倾斜，两者之间形成第一倾斜角θ1，

6、所述第二折线边包括相连的第二基线和第二配线，所述第二基线向旋转方向的反向倾斜，所述第二配线向旋转方向倾斜，两者之间形成第二倾斜角θ2，

7、相邻两个戽斗结构中，后一个所述戽斗结构的第二基线与前一个所述戽斗结构的第一基线平行，后一个所述戽斗结构的第二配线与前一个所述戽斗结构的第一配线平行。

8、在一些实施例中，所述第一倾斜角θ1的范围为40°~60°，所述第二倾斜角θ2的范围为40°~60°。

9、在一些实施例中，溶解器的进料口位于所述溶解器的液面位置以下，溶解器的出料口位于所述溶解器的液面位置以上，

10、所述每一戽斗结构的内侧具有开口，所述开口对应溶解器戽斗的中心轴；

11、所述多个戽斗结构绕溶解器戽斗的中心轴转动时，

12、每一所述戽斗结构的开口能够依次淹没至溶解器的液面位置以下并与所述溶解器的进料口正对，使得物料在自身重力作用下能够依次通过所述溶解器的进料口、戽斗的开口，进入与所述进料口正对的所述戽斗结构内，并能够在所述戽斗结构内形成与进料堆积角α对应的进料堆积面；以及，

13、每一所述戽斗结构的开口能够依次与所述溶解器的出料口正对，使得与所述溶解器的出料口正对的所述戽斗结构内的物料，在自身重力作用下，能够在所述戽斗结构内形成与出料堆积角β对应的出料堆积面，且通过所述戽斗的开口进入所述溶解器的出料口，并从所述溶解器的出料口排出。

14、在一些实施例中，与所述进料口正对的每一所述戽斗结构与进料口之间的距离为第一距离，

15、所述进料堆积角α的范围为35°~45°，所述出料堆积角β的范围为35°~45°。

16、在一些实施例中，每一戽斗结构的开口圆弧开设在内圆弧边中，开口圆弧的长度与内圆弧边的长度之比的范围为0.9:1~0.95:1。

17、在一些实施例中，相邻两个戽斗结构中，前一个所述戽斗结构的第一折线边的顶部与后一个所述戽斗结构的第二折线边的顶部之间的距离s为k×n，其中，k为缝隙避让系数，n为戽斗结构的数量。

18、第二方面，本发明提供一种溶解器，包括：

19、分料装置，用于接收上游进料设备传送来的物料、并对物料进行分料；和，

20、如上任一项所述的溶解器戽斗，用于接收分料装置输出的物料，并对其进行溶解；

21、所述分料装置还用于接收从溶解器的出料口排出的剩余未溶解的物料，并将剩余未溶解的物料传送给下游卸料设备，以回收所述剩余未溶解的物料。

22、第三方面，本发明提供一种处理系统，包括：

23、上游进料设备，用于将乏燃料组件剪切为乏燃料颗粒，并输出；

24、如上所述的溶解器，用于将所述上游进料设备输送的乏燃料颗粒，通过溶解器的进料口送入溶解器戽斗，并使乏燃料颗粒在溶解器戽斗中溶解，以及，随着溶解器戽斗绕中心轴旋转至出料口时，将剩余未溶解的乏燃料颗粒传送给下游卸料设备；和，

25、下游卸料设备，用于接收剩余未溶解的乏燃料颗粒，以回收所述剩余未溶解的乏燃料颗粒。

26、第四方面，本发明提供一种溶解方法，用于溶解乏燃料颗粒，使用如上任一项所述的溶解器戽斗，所述溶解方法包括：

27、驱动所述多个戽斗结构转动，在转动过程中，各个戽斗结构的开口依次淹没至溶解器的液面位置以下并与溶解器的进料口正对；

28、乏燃料颗粒通过所述溶解器的进料口输送至所述戽斗结构的开口内，并进入与所述进料口正对的所述戽斗结构中进行溶解；

29、同时，与所述溶解器的出料口正对的所述戽斗结构内的剩余未溶解的乏燃料颗粒，通过所述戽斗结构的开口排出。

30、第五方面，本发明提供一种溶解器戽斗的设计方法，包括：

31、s1.根据戽斗的目标设计变量和固定参数，确定戽斗结构；

32、所述目标设计变量用于形成戽斗结构的第一折线边和第二折线边，所述固定参数用于形成戽斗结构的外圆弧边和内圆弧边；

33、其中，所述戽斗结构的内部为空腔，戽斗结构的横截面形状为四边形，所述四边形的四条边分别为外圆弧边、第一折线边、内圆弧边、第二折线边；

34、沿旋转方向，所述第二折线边处于所述第一折线边的前方，所述第二折线边和所述第一折线边均呈横向放置的v字形，所述v字形的顶部朝向旋转方向的反向；

35、s2.根据戽斗结构和第一预设数量，确定出多个戽斗结构，从而得到溶解器戽斗。

36、本发明的溶解器戽斗，包括多个戽斗结构、每一戽斗结构的的内部为空腔、每一戽斗结构的横截面形状为四边形。四边形的四条边包括第一折线边和第二折线边、以及第二折线边和第一折线边均呈横向放置的v字形，因为横向放置的v字形，可以起到抖动物料的作用，改变物料进入戽斗结构中的运动方式，故本发明的溶解器戽斗，可以增加进料位置处物料进入戽斗结构内部的流动性，减少物料在进料位置处的戽斗结构的开口附近的堆积，从而降低进料位置处戽斗的溢料风险，提高连续溶解工艺的效率。

1.一种溶解器戽斗，其特征在于，包括：多个戽斗结构（10），所述多个戽斗结构（10）绕溶解器戽斗的中心轴呈旋转对称分布，多个戽斗结构（10）排列后的横截面形状为类圆环形；

2.根据权利要求1所述的溶解器戽斗，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的溶解器戽斗，其特征在于，

4.根据权利要求2所述的溶解器戽斗，其特征在于，溶解器的进料口位于所述溶解器的液面位置以下，溶解器的出料口位于所述溶解器的液面位置以上，

5.根据权利要求4所述的溶解器戽斗，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的溶解器戽斗，其特征在于，

7.根据权利要求1-6任一项所述的溶解器戽斗，其特征在于，

8.一种溶解器，其特征在于，包括：

9.一种处理系统，其特征在于，包括：

10.一种溶解方法，用于溶解乏燃料颗粒，其特征在于，使用权利要求1-7任一项所述的溶解器戽斗，所述溶解方法包括：

11.一种权利要求1-7任一项所述的溶解器戽斗的设计方法，其特征在于，包括：