CN111167162A - 一种热室内使用的易维修的混合澄清槽 - Google Patents
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Abstract
本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种热室内使用的易维修的混合澄清槽。用于在设有机械手的热室内对水相和有机相进行萃取，包括若干个单级的萃取槽并联组成的混合澄清槽，萃取槽按照有机相的流向的上游至下游分为第一级萃取槽至第N级萃取槽，每个萃取槽包括通过混合相口相连的一个澄清室和一个混合室；澄清室底部设有重相出口；混合室的底部设有重相入口，内部设有搅拌桨；萃取槽的澄清室与相邻的萃取槽的混合室相互靠拢；位于上游的萃取槽的澄清室与相邻的位于下游的萃取槽的混合室之间通过轻相口相连；位于上游的萃取槽的混合室的重相入口通过重相管与相邻的位于下游的萃取槽的澄清室的重相出口相连。
Description
技术领域
本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种热室内使用的易维修的混合澄清槽。
背景技术
在核燃料后处理工艺中，主要目的是通过对较多强放射性物质的液-液萃取分离工艺实验或规模化生产，把目标组分从溶解液中分离出来并进行提纯，获得合格的目标产品。目前在此工程领域，应用广泛的萃取设备有混合澄清槽、空气脉冲萃取柱以及离心萃取器。
在一定的操作条件下，选择适宜的萃取设备以满足生产需要是十分必要的，这需要考虑设备的处理能力、传质效率、操作稳定性等各个方面。这些实验或者生产一般在热室内开展，萃取设备要通过吊车和机械手进行遥控安装、操作和拆除。但是现有的混合澄清槽抗辐照能力差，使用寿命短，维护和检修困难，不适合在热室内进行相关的操作。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种便于在热室内通过机械手和吊车进行远程操作和维修的混合澄清槽萃取分离台架设备。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种热室内使用的易维修的混合澄清槽，用于在设有机械手的热室内对水相和有机相进行萃取，其中，包括若干个单级萃取槽并联组成的混合澄清槽，所述萃取槽按照所述有机相的流向的上游至下游分为第一级萃取槽至第N级萃取槽，每个所述萃取槽包括通过混合相口相连的一个澄清室和一个混合室；所述澄清室底部设有重相出口；所述混合室的底部设有重相入口，内部设有搅拌桨；所述萃取槽的所述澄清室与相邻的所述萃取槽的所述混合室相互靠拢；位于上游的所述萃取槽的所述澄清室与相邻的位于下游的所述萃取槽的所述混合室之间通过轻相口相连；位于上游的所述萃取槽的所述混合室的所述重相入口通过重相管与相邻的位于下游的所述萃取槽的所述澄清室的所述重相出口相连。
进一步，所述混合澄清槽采用重力腿式的重相堰来调节控制所述混合澄清槽内的液体的界面高度；所述重相堰设置在所述第一级萃取槽上，包括通过螺纹杆控制高度的限位槽；能够通过所述机械手旋转所述螺纹杆，调节所述限位槽高度，改变液柱静压，从而实现远程调节所述混合澄清槽内的液体的界面位置。
进一步，所述混合相口为垂直孔式；所述轻相口为溢流堰式。
进一步，每个所述搅拌桨由一个电机和相应的齿轮箱带动，所述电机的电源模块采用插拔设计，所述搅拌桨和所述电机和所述齿轮箱采用一体式快换设计，能过够通过所述机械手和快换设备在所述热室内远程更换。
进一步，在所述混合澄清槽上表面上的盖板，所述盖板与所述混合澄清槽的槽体间密封连接，所述混合澄清槽内的放射性物质不会逸出所述槽体。
进一步，所述混合澄清槽采用电容原理检测所述混合澄清槽内的液体界面。
进一步，所述萃取槽的材质选用316L或304不锈钢。
进一步，所述萃取槽的数量能够根据需要进行调整。
进一步，所述搅拌桨为四叶平桨。
本发明的有益效果在于：
1.混合澄清槽为多级结构，可根据工艺要求进行调整，实现了搅拌装置电机和齿轮箱的快换及电路的快接，易于维修。选用四叶平桨的机械搅拌方式，可控性好。
2.采用重力腿式的重相堰来调节控制混合澄清槽内的界面高度。通过机械手旋转螺纹杆，调节限位槽高度，改变液柱静压，从而调节混合澄清槽内的相界面位置，实现远程操作，调节方便、可靠。
3.采用电容原理检测混合澄清槽的界面，灵敏度高，适合小液位的检测。
4.混合相口采用垂直孔式混合相口，适应能力强，同时对搅拌桨安装位置的要求不太严格。
5.萃取槽材质选用316L或304不锈钢等耐腐蚀耐辐照材料，满足热室中强放射性和强腐蚀性的操作环境要求，混合澄清槽适合在热室内使用，可以远距离操作。
6.盖板与混合澄清槽的槽体间密封，放射性物质不会逸出槽体。
7.搅拌桨与电机、齿轮箱采用一体式快换设计，便于热室内更换。
8.设备零部件、仪表、电气装置等在密闭区域的更换可通过远距离操作，各个重要外购件实现快换。
附图说明
图1是本发明具体实施方式中所述的一种热室内使用的易维修的混合澄清槽的俯视图(图中共有6级萃取槽，仅为示例)；
图2是本发明具体实施方式中所述的一种热室内使用的易维修的混合澄清槽的其中两个相邻的萃取槽的侧视图(图中箭头为重相的流向)；
图3是本发明具体实施方式中所述的搅拌装置的快换设备的示意图；
图4是图3的A向视图；
图中：1-第一级萃取槽，2-第二级萃取槽，3-第三级萃取槽，4-第四级萃取槽，5-第五级萃取槽，6-第六级萃取槽，7-澄清室，8-混合室，9-轻相口，10-混合相口，11-重相入口，12-搅拌桨，13-螺纹杆，14-限位槽，15-重相管，16-重相出口，17-电机。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1、图2所示，本发明提供的一种热室内使用的易维修的混合澄清槽，用于在设有机械手的热室内对水相和有机相进行萃取，包括若干个单极的萃取槽并联组成的混合澄清槽，萃取槽按照有机相的流向的上游至下游分为第一级萃取槽1至第N级萃取槽，每个萃取槽包括通过混合相口10相连的一个澄清室7和一个混合室8；澄清室7底部设有重相出口16；混合室8的底部设有重相入口11，内部设有搅拌桨12；萃取槽的澄清室7与相邻的萃取槽的混合室8相互靠拢；位于上游的萃取槽的澄清室7与相邻的位于下游的萃取槽的混合室8之间通过轻相口9相连；位于上游的萃取槽的混合室8的重相入口11通过重相管15与相邻的位于下游的萃取槽的澄清室7的重相出口16相连(即重相入口11为连通管式)。
混合澄清槽采用重力腿式的重相堰来调节控制混合澄清槽内的液体的界面高度；重相堰设置在第一级萃取槽1上，包括通过螺纹杆13控制高度的限位槽14；能够通过机械手旋转螺纹杆13，调节限位槽14高度，改变液柱静压，从而实现远程调节混合澄清槽内的液体的界面位置，调节方便、可靠。
混合相口10为垂直孔式，适应能力强，同时对搅拌桨12安装位置的要求不太严格；轻相口9为溢流堰式。
每个搅拌桨12由一个电机17和相应的齿轮箱带动，电机17的电源模块采用插拔设计，搅拌桨12和电机17和齿轮箱采用一体式快换设计，能过够通过机械手和快换设备(见图3、图4)在热室内远程更换。搅拌桨12为四叶平桨。
在混合澄清槽上表面上的盖板，盖板与混合澄清槽的槽体间密封连接，混合澄清槽内的放射性物质不会逸出槽体。
混合澄清槽采用电容原理检测混合澄清槽内的液体界面，灵敏度高，适合小液位的检测。
萃取槽的材质选用316L或304不锈钢等耐腐蚀耐辐照材料，满足热室中强放射性和强腐蚀性的操作环境要求。
萃取槽的数量能够根据需要进行调整。
有机相与水相在混合室8的搅拌桨12的作用下混合接触完成物质交换；两相在混合室8混合后，再由搅拌桨12的离心力的作用下，经由混合相口10甩出，进入澄清室7，在澄清室7内澄清分相，水相较重在下层，有机相较轻在上层。
以第二级萃取槽2为例说明混合澄清槽内液流流向：
第一级萃取槽1的有机相经澄清后飘于第一级萃取槽1的澄清室上层，经第一级萃取槽1的轻相口流入第二级萃取槽2的混合室；
第三级萃取槽3的水相经澄清后沉于第三级萃取槽3的澄清室下层，由第二级萃取槽2的搅拌桨形成的抽吸力经(第三级萃取槽3的澄清室与第二级萃取槽2的混合室之间的)重相管进入第二级萃取槽2的混合室；
有机相和水相在第二级萃取槽2的混合室混合后，进入第二级萃取槽2的澄清室7澄清分相后，有机相通过第二级萃取槽2的澄清室的轻相口进入第三级萃取槽3的混合室，水相经(第二级萃取槽2的澄清室与第一级萃取槽1的混合室之间的)重相管进入第一级萃取槽1的混合室。
实施例
实施例1
利用本发明提供的16级萃取槽的混合澄清槽(萃取槽材质为316L不锈钢)，进行含镎(Np)料液的萃取实验。
配制一定量含Np料液，HNO3浓度1-3mol/L、Np(VI)浓度1-5g/L，10级萃取，6级洗涤。一定工艺条件下，混合澄清槽可将镎萃取进入有机相，镎的收率在99.99％以上，满足工艺要求，本发明提供的混合澄清槽可成功用于含Np溶液中Np的萃取回收。
实施例2
利用本发明提供的16级萃取槽的混合澄清槽(萃取槽材质为304不锈钢)，进行含钚(Pu)料液的萃取实验。
配制一定量含Pu料液，HNO3浓度1-3mol/L、Pu(IV)浓度0.5-1.5g/L，10级萃取，6级洗涤。一定工艺条件下，混合澄清槽可将钚萃取进入有机相，钚的收率在99.99％以上，满足工艺要求，本发明提供的混合澄清槽可成功用于含Pu溶液中Pu的萃取回收。
本发明所述的装置并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其他的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
Claims (9)
1.一种热室内使用的易维修的混合澄清槽，用于在设有机械手的热室内对水相和有机相进行萃取，其特征是：包括若干个单级的萃取槽并联组成的混合澄清槽，所述萃取槽按照所述有机相的流向的上游至下游分为第一级萃取槽(1)至第N级萃取槽，每个所述萃取槽包括通过混合相口(10)相连的一个澄清室(7)和一个混合室(8)；所述澄清室(7)底部设有重相出口(16)；所述混合室(8)的底部设有重相入口(11)，内部设有搅拌桨(12)；所述萃取槽的所述澄清室(7)与相邻的所述萃取槽的所述混合室(8)相互靠拢；位于上游的所述萃取槽的所述澄清室(7)与相邻的位于下游的所述萃取槽的所述混合室(8)之间通过轻相口(9)相连；位于上游的所述萃取槽的所述混合室(8)的所述重相入口(11)通过重相管(15)与相邻的位于下游的所述萃取槽的所述澄清室(7)的所述重相出口(16)相连。
2.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：所述混合澄清槽采用重力腿式的重相堰来调节控制所述混合澄清槽内的液体的界面高度；所述重相堰设置在所述第一级萃取槽(1)上，包括通过螺纹杆(13)控制高度的限位槽(14)；能够通过所述机械手旋转所述螺纹杆(13)，调节所述限位槽(14)高度，改变液柱静压，从而实现远程调节所述混合澄清槽内的液体的界面位置。
3.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：所述混合相口(10)为垂直孔式；所述轻相口(9)为溢流堰式。
4.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：每个所述搅拌桨(12)由一个电机(17)和相应的齿轮箱带动，所述电机(17)的电源模块采用插拔设计，所述搅拌桨(12)和所述电机(17)和所述齿轮箱采用一体式快换设计，能过够通过所述机械手和快换设备在所述热室内远程更换。
5.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：在所述混合澄清槽上表面上的盖板，所述盖板与所述混合澄清槽的槽体间密封连接，所述混合澄清槽内的放射性物质不会逸出所述槽体。
6.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：所述混合澄清槽采用电容原理检测所述混合澄清槽内的液体界面。
7.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：所述萃取槽的材质选用316L或304不锈钢。
8.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：所述萃取槽的数量能够根据需要进行调整。
9.如权利要求1所述的混合澄清槽，其特征是：所述搅拌桨(12)为四叶平桨。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20200519 |