一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体的制作方法

本发明涉及核燃料烧结，具体涉及一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体。

背景技术：

1、在核燃料芯块制备过程中，连续烧结炉是保证生产线产能和产品稳定性的核心设备，也是最复杂的设备。铀钚氧化物燃料首次在国内采用连续式烧结炉进行生产，烧结温度达1780℃。钚氧化物燃料具有极高的放射性和长半衰期。高辐射高温的苛刻环境使得铀钚氧化物燃料连续式烧结炉结构复杂，安全要求极高。在非放工况下，烧结炉炉体可设计为敞开式，且为了考虑烧结炉保温性和高温稳定性，主要采用回形结构，且连续烧结炉体积大，炉砖可直接人工堆砌至炉体内，更换炉砖或者检维修时均可在开放空间进行。

2、铀钚氧化物燃料连续烧结炉具有高辐射高温的苛刻环境，与其他连续式烧结炉有显著差异，具体如下：1)为满足高辐射环境下检维修要求，烧结炉整体体积应遵循最小化原则；2)高辐射环境下更换炉砖要求烧结炉炉砖体积和重量尽可能小，且必须整体更换，同时炉砖满足高温的温场均匀性、烧结炉的安全性能、高温稳定性要求；3)铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉砖的上述要求与其他连续式烧结炉有显著差异，因此铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体的结构、尺寸、换砖方式、高温性能均与其他连续式烧结炉有显著差异。本发明专利在国内首次提出一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体布置结构。包含预烧结区、烧结区、冷却区炉体结构和性能。炉砖为圆筒形结构，结构包含炉膛、保温层、炉砖网篮、保护气体间隙、炉壳结构、钼舟、加热丝的多层结构，各部件的连接结构。炉体结构满足高辐射环境下烧结温度1780℃，均匀性±2℃的工艺要求。满足烧结炉的安全性能要求，砖网温度＜500℃。炉壳温度小于60℃。高温结构力学稳定性好，未出现温度波动和破损、毁坏现象。实现高辐射环境下废砖的转出和更换新炉砖，实现高辐射环境下设备的检维修操作。炉砖的网篮整体结构为圆柱形，底部有轨道小车，耐温1200℃。能够实现高辐射环境下炉砖的快速更换。承重炉砖重量3-5吨。高温力学稳定性好，满足连续烧结炉使用过程炉砖的高温稳定性要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：提供一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，满足高辐射环境下烧结温度1780℃，均匀性±2℃。满足烧结炉的安全性能要求。有效减少人员受照剂量，节约人工成本。

2、本发明的技术方案如下：一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，包括炉壳、网篮、炉体，炉壳位于外部，与网篮之间为保护气氛；炉体位于网篮内部，其包括保温层、炉膛，而钼舟位于炉膛中；

3、炉壳内部有两条平行导轨，网篮底部两侧有滚轮，网篮通过两侧的滚轮坐落至炉壳内，且网篮通过滚轮移出移入炉壳；

4、网篮上有网篮孔、热偶贯穿孔，热偶通过热偶贯穿孔插入炉体内。

5、网篮内部含有多条固定条板。

6、网篮外侧底部有卡扣，卡扣将网篮和炉体卡在炉壳内部。

7、炉膛内部有加热丝。

8、还包括冷却循环系统，其位于炉壳内部。

9、炉壳材质为316l不锈钢，网篮材质为310s不锈钢，且均采用圆柱形。

10、保护气氛采用氢氩混合气体，且混合气体不断流动。

11、保温层、炉膛均采用氧化铝炉砖，且炉膛所用的氧化铝炉砖密度大于保温层的氧化铝炉砖密度，且保温层、炉膛的氧化铝炉砖采用无粘结剂堆砌，炉砖之间留有膨胀缝。

12、炉膛顶部所使用的炉砖采用螯合对接结构。

13、本发明的显著效果在于：

14、(1)高辐射环境下烧结温度1780℃，均匀性±2℃。满足烧结炉的安全性能要求，砖网温度＜500℃。炉壳温度小于60℃。

15、(2)高温结构力学稳定性好，未出现温度波动和破损、毁坏现象。

16、(3)网篮整体承重炉砖重量3-5吨。

17、(4)网篮耐温1200℃。高温力学稳定性好，满足连续烧结炉使用过程时炉砖的高温稳定性要求。

18、(5)炉砖系统模块化设计，能够实现高辐射环境下炉砖的快速一体化更换。有效减少人员受照剂量，节约人工成本。

1.一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：包括炉壳(1)、网篮(3)、炉体，炉壳(1)位于外部，与网篮(3)之间为保护气氛(2)；炉体位于网篮(3)内部，其包括保温层(4)、炉膛(5)，而钼舟(7)位于炉膛(5)中；

2.根据权利要求1所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：网篮(3)上有网篮孔(11)、热偶贯穿孔(12)，热偶通过热偶贯穿孔(12)插入炉体内。

3.根据权利要求2所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：网篮(3)内部含有多条固定条板(13)。

4.根据权利要求3所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：网篮(3)外侧底部有卡扣(15)，卡扣(15)将网篮(3)和炉体卡在炉壳(1)内部。

5.根据权利要求4所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：炉膛(5)内部有加热丝(6)。

6.根据权利要求5所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：还包括冷却循环系统，其位于炉壳(1)内部。

7.根据权利要求6所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：炉壳(1)材质为316l不锈钢，网篮(3)材质为310s不锈钢，且均采用圆柱形。

8.根据权利要求6所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：保护气氛(2)采用氢氩混合气体，且混合气体不断流动。

9.根据权利要求6所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：保温层(4)、炉膛(5)均采用氧化铝炉砖，且炉膛(5)所用的氧化铝炉砖密度大于保温层(4)的氧化铝炉砖密度，且保温层(4)、炉膛(5)的氧化铝炉砖采用无粘结剂堆砌，炉砖之间留有膨胀缝。

10.根据权利要求6所述的一种铀钚氧化物燃料连续烧结炉炉体，其特征在于：炉膛(5)顶部所使用的炉砖采用螯合对接结构。