一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩及泡罩塔的制作方法

1.本实用新型涉及乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩及泡罩塔。


背景技术：

2.后处理领域，涉及到多种放射性废液的蒸发浓缩问题，如高放废液、中放废液、草酸钚沉淀母液和2bp料液蒸发浓缩等。泡罩塔是核工业中一种重要的净化设备，主要用于放射性废液蒸发浓缩过程中蒸出液的净化，其有着操作弹性大、稳定性高和寿命长等优点。高放废液和中放废液的蒸发浓缩因其处理量大，且钚含量低(无核临界安全问题)，其蒸发浓缩设备使用的泡罩塔可以使用成熟的标准化工泡罩和泡罩塔，通常泡罩直径为50mm、80mm、 100mm和150mm。对于含钚料液的蒸发浓缩，如草酸钚沉淀母液和2bp料液，浓缩后溶液的钚浓度均为克升级，甚至近百克升，且通常料液的蒸发浓缩规模较小(每小时几升至几十升)。用于这种含钚料液蒸发浓缩的泡罩塔设备，其设计过程中需考虑临界问题和蒸发浓缩速率问题，传统直径50mm以上的泡罩无法使用。因此有必要开发一种满足核临界安全要求和小蒸发速率 (3～50l/h)的泡罩和泡罩塔设备。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩及泡罩塔，通过设计加工小型非标泡罩，并加工成非标泡罩塔设备，通过工艺实验验证其性能，使其满足后处理领域中含钚料液蒸发浓缩中蒸出液的净化需求(大于104)。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
5.一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩，所述非标泡罩包括：泡罩，所述泡罩的直径a为25mm～30mm，齿缝高度为14～18mm，齿缝宽度b为 2～4mm，齿缝数为10～12，降液管直径为10～18mm。
6.同时，本实用新型还提供一种适用于含钚料液蒸发浓缩的泡罩塔，所述泡罩塔包括塔顶以及塔釜，所述泡罩塔还包括有多个所述的非标泡罩，所述泡罩塔的塔体外径为140mm～170mm，所述泡罩塔的级数为3～7级。
7.进一步，所述泡罩塔由七个非标泡罩组成，七个所述泡罩塔布置在塔盘上，所述泡罩塔的级数为四级。
8.进一步，七个所述非标泡罩以2
‑3‑
2排布方式均匀布置在塔盘上，其中所述2
‑3‑
2排布方式是塔盘的两侧分别布置有一对非标泡罩，塔盘的中间位置均匀布置有三个非标泡罩。
9.本实用新型的有益效果在于：本实用新型设计加工了直径25～30mm的非标泡罩，使用该泡罩，设计加工了符合临界安全的泡罩塔设备，塔体外径 140～170mm，满足核临界安全要求和小蒸发速率(3～50l/h)。
附图说明
10.图1为本实用新型实施例中提供的一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩的结构示意图；
11.图2为本实用新型实施例中提供的泡罩塔塔盘布置图；
12.图3为本实用新型实施例中提供的一种适用于含钚料液蒸发浓缩的泡罩塔的结构示意图。
13.图中标号说明：
[0014]1‑
非标泡罩，2
‑
泡罩塔，3
‑
降液管，4
‑
塔顶，5
‑
塔釜。
具体实施方式
[0015]
下面结合说明书附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的详细说明。
[0016]
非标泡罩设计：设计加工了非标泡罩，泡罩直径25～30mm，并设计了其齿缝高度、齿缝宽度、齿缝数、降液管直径等。
[0017]
泡罩塔设计：设计加工了泡罩塔，塔体外径140～170mm(满足临界安全要求)，泡罩数量和排布方式依据实际需求设计，泡罩塔级数为3～7级。
[0018]
如图1所示，一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩，包括：非标泡罩1，其中，所述泡罩的直径a为25mm～30mm，齿缝高度为14～18mm，齿缝宽度b为2～4mm，齿缝数为10～12，降液管3直径为10～18mm。如图2 所示，一种适用于含钚料液蒸发浓缩的泡罩塔，包括塔顶4以及塔釜5，泡罩塔2由多个非标泡罩组成，泡罩塔的塔体外径为140mm～170mm，泡罩塔 2的级数为3～7级。
[0019]
如图3所示，泡罩塔2由七个非标泡罩1组成，七个非标泡罩1以2
‑3‑
2 排布方式均匀布置在塔盘上，泡罩塔2的级数为4级；2
‑3‑
2排布方式是指第一排布置2个非标泡罩，第二排布置3个非标泡罩，第三排布置2个非标泡罩。
[0020]
实施例一
[0021]
设计加工了泡罩塔，塔体外径150mm(满足临界安全要求)，泡罩数量为 7，2
‑3‑
2排布，泡罩塔级数为4级。
[0022]
性能验证实验包括以下步骤：
[0023]
(a)向塔釜中加入20kg模拟料液，含0.5mol/l硝酸和0.2g/l硝酸铯。
[0024]
(b)开启加热，待塔顶温度稳定后，全回流40(第一、二次)或(第三、四次)80min。
[0025]
(c)调整回流比，按设计流量连续加入15kg(第一、二次)或9kg(第三、四次)模拟料液，调整回流比的时间点记为0min点。
[0026]
(d)运行100(第一、二次)或90(第三、四次)min后，停止加热。
[0027]
蒸发速率：3～7l/h
[0028]
分析：icp
‑
ms法测定塔釜和蒸出液中硝酸铯的浓度。
[0029]
利用上述设备，在设计的蒸发速率范围内开展泡罩塔性能验证，蒸出液的净化系数大于104。
[0030]
本实用新型具有以下优点：
[0031]
1、设计加工了直径25～30mm的非标泡罩，具体设计内容包括泡罩尺寸、齿缝高度、齿缝宽度、齿缝数和升气管直径等。
[0032]
2、采用化工专业软件设计塔盘结构，确定泡罩在塔盘上的排布方式及位置。
[0033]
3、使用该泡罩，设计加工了符合临界安全的泡罩塔设备，塔体外径 140～170mm(经临界安全计算，此柱径下设备绝对临界安全)。
[0034]
显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其同等技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。


技术特征：
1.一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩，所述非标泡罩包括：泡罩，其特征在于，所述泡罩的直径a为25mm～30mm，齿缝高度为14～18mm，齿缝宽度b为2～4mm，齿缝数为10～12，降液管直径为10～18mm。2.一种适用于含钚料液蒸发浓缩的泡罩塔，所述泡罩塔包括塔顶以及塔釜，其特征在于，所述泡罩塔还包括有多个权利要求1所述的非标泡罩，所述泡罩塔的塔体外径为140mm～170mm，所述泡罩塔的级数为3～7级。3.根据权利要求2所述的一种适用于含钚料液蒸发浓缩的泡罩塔，其特征在于，所述泡罩塔由七个非标泡罩组成，七个所述泡罩塔布置在塔盘上，所述泡罩塔的级数为四级。4.根据权利要求3所述的一种适用于含钚料液蒸发浓缩的泡罩塔，其特征在于，七个所述非标泡罩以2
‑3‑
2排布方式均匀布置在塔盘上，其中所述2
‑3‑
2排布方式是塔盘的两侧分别布置有一对非标泡罩，塔盘的中间位置均匀布置有三个非标泡罩。

技术总结
本实用新型公开了一种适用于含钚料液蒸发浓缩的非标泡罩及泡罩塔，非标泡罩包括：泡罩，其中，所述泡罩的直径为25mm～30mm，齿缝高度为14～18mm，齿缝宽度b为2～4mm，齿缝数为10～12，降液管直径为10～18mm。本发明通过设计加工小型非标泡罩，并加工成非标泡罩塔设备，通过工艺实验验证其性能，使其满足后处理领域中含钚料液蒸发浓缩中蒸出液的净化需求大于(104)。)。)。


技术研发人员：刘金平 何辉 唐洪彬 李高亮 刘占元 申震 李峰峰
受保护的技术使用者：中国原子能科学研究院
技术研发日：2020.10.19
技术公布日：2021/9/3