CN109273128A

CN109273128A - 一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽

Info

Publication number: CN109273128A
Application number: CN201811208332.3A
Authority: CN
Inventors: 侯媛媛; 徐云起; 李思凡; 马敬; 陈勇; 刘继连; 侯学锋; 刘郢; 蔡梦琦
Original assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Current assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-10-17
Filing date: 2018-10-17
Publication date: 2019-01-25

Abstract

本发明涉及一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，包括依次连接的水相出口级和混合澄清级；水相出口级设置有水相出口和有机相入口；所述水相出口设置可调高度重相堰，保证合理稳定的界面高度并减少有机相夹带损失；混合澄清级设置有混合室和澄清室；所述混合室内设置有十字型搅拌装置；混合室不设潜室，设置上相口、下相口、回流口，独特的相口结构回流了部分有机相或水相，满足传质需要又保证稳定运行；所述澄清室分为三个澄清区，既保证有效澄清又起连续传质作用。本发明的有益效果如下：通过分级处理混合澄清，本发明在大流比工艺流程中长期稳定运行，各级液面和界面稳定、界面适中、相夹带少，水力学性能和传质性能优良，级效率高达到工艺要求。

Description

一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽

技术领域

本发明涉及核燃料后处理萃取设备，具体涉及一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽。

背景技术

混合澄清槽是乏燃料后处理工艺过程中普遍采用的萃取设备。箱式混合澄清槽主要包括机械搅拌和空气脉冲搅拌两大类混合澄清槽，我国对空气脉冲搅拌混合澄清槽研究较为透彻，但其搅拌能力有限，不适用于大流比、小接触相比的体系，动力堆核燃料后处理厂应选用操作流比较大的混合澄清槽，传统的空气搅拌混合澄清槽和常规的机械搅拌混合澄清槽很难适应这种体系。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，能够适用于动力堆乏燃料后处理厂溶剂萃取工艺中的大流比、小接触相比的全逆流情况。

本发明的技术方案如下：

一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，包括依次连接的水相出口级和混合澄清级；

所述水相出口级设置有水相出口和有机相入口；所述混合澄清级的最后一级设置有水相入口和有机相出口；

所述混合澄清级设置有混合室和澄清室；所述混合室内设置有搅拌装置。

进一步地，上述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，所述混合澄清级为至少两个；相邻混合澄清级之间设置级间隔板；相邻的混合澄清级与水相出口级之间设置有级间隔板；所述级间隔板设置有便于流体流动的上相口；所述有机相出口级也包括混合室和澄清室；所述混合室和澄清室之间设置有级内隔板；所述澄清室由挡水板、挡流板分成三个澄清区；所述有机相出口级的有机相出口设置于远离所述混合室的澄清区；所述级内隔板上设置有下相口。

进一步地，上述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，所述级内隔板上还设置有回流口。

进一步地，上述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，所述水相出口级的水相出口设置有板式可调节式重相堰；所述有机相出口级设置有轻相堰。

进一步地，上述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，所述水相出口级设置有带有下相口的挡板。

进一步地，上述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，所述搅拌装置为十字形搅拌桨，搅拌转速为200～400r/min。

本发明的有益效果如下：

通过分级处理混合澄清，本发明在大流比(水相：有机相＝1:30～60:1)工艺流程中长期稳定运行，各级液面和界面稳定、界面适中、相夹带少，水力学性能和传质性能优良，级效率高达到工艺要求。

附图说明

图1为本发明混合澄清槽的结构示意图。

图2为图1中AA剖面图。

图3为图1中BB剖面图。

图4为图1中CC剖面图。

图5为级内隔板的结构示意图。

图6为挡水板的结构示意图。

图7为挡流板的结构示意图。

图8为挡板的结构示意图。

图9为级间隔板的结构示意图。

图10为图3另一角度的结构示意图。

图11和图12为搅拌桨的两个角度结构示意图。

上述附图中，1、侧板；2、前侧板；3、后侧板；4、加强圈；5、槽盖板；6、底板；7、加强板；8、级间隔板；801、上相口；802、调节板；9、级内隔板；903、下相口；904、上回流口；10、挡水板；11、挡流板；12、挡板；13、有机相入口；14、水相入口；15、有机相出口；16、水相出口；17、重相堰；171、调节板；18、轻相堰；19、搅拌桨。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1和图2所示，本发明提供了一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，整体为箱式结构，槽体外形由侧板1、前侧板2、后侧板3、加强圈4、槽盖板5、底板6、加强板7组成。具体包括依次连接的水相出口级和各混合澄清级；各级由级间隔板8分隔(相邻的水相出口级和混合澄清级之间设置级间隔板；相邻的两级之间设置级间隔板；级间隔板的结构如图9所示)；所述水相出口级设置有水相出口和有机相入口；所述混合澄清最后一级为有机相出口级，有机相出口级设置有水相入口和有机相出口；所述混合澄清级设置有混合室和澄清室；所述混合室内设置有搅拌装置。水相流体由有机相出口级经过各级混合澄清级至水相出口级的水相出口排出；有机相流体则与所述水相流体的相反方向流动。

槽内设置水相出口级，专供水相和有机相分离用，以减少有机相夹带损失。槽体上设各工艺管口及仪表管口，工艺管口有机相入口13、水相入口14由槽盖板5进入设备，仪表管口由槽盖板5进入设备。

本发明的混合澄清槽，混合澄清级为至少两级；所述级间隔板设置有便于流体流动的上相口，上相口设置调节板2，通过试验确定上相口宽度(净空距离)和高度(上相口顶部距槽底距离)，控制流出的混合相，保证混合室合理的接触相比。

有机相出口级也包括混合室和澄清室；所述混合室和澄清室之间设置有级内隔板；所述澄清室由挡水板(如图6所示)、挡流板(如图7所示)分成三个澄清区；所述有机相出口级的有机相出口设置于远离所述混合室的澄清区；所述级内隔板上设置有下相口。当两相流比较大时，级内隔板上设回流口(如图5所示)，通过改变高度调节回流比，保证合理的接触相比和传质效率，如除油的混合澄清槽隔板上设有机相回流口。上述混合室的相口结构回流了部分有机相和水相，使混合室的接触相比远小于全槽进料流比，满足传质需要的同时，又能保证槽子稳定运行。

所述水相出口级的水相出口设置有板式可调节式重相堰(如图3和图10所示)；重相堰设置调节板1，通过试验确定重相堰高度(重相堰顶部距槽底距离)保证水相出口级澄清室合理的界面高度。水相出口级还设置有带有下相口的挡板12(如图8所示)。有机相出口级设置有轻相堰以控制有机相的流出，轻相堰具体结构见图4所示，轻相堰高度(距槽底)根据有机相出口级澄清室的界面确定。

所述混合室内搅拌装置-搅拌桨为十字形(如图11、12所示)，采用大浆叶(尺寸根据混合室大小确定)慢转速(200～400r/min)搅拌混合，有利于避免能量集中在桨叶附近消耗，防止液滴过碎有利于分相，并保证两相充分混合，达到较高传质效率。

本发明的优点是结构简单，操作流比范围大(a/o＝1:30～60:1)，接触相比小(1/1～2/1)，运行平稳，传质效率高，相夹带少(＜2‰)。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，其特征在于：包括依次连接的水相出口级和混合澄清级；

所述水相出口级设置有水相出口和有机相入口；所述混合澄清级的最后一级设置有水相入口和有机相出口；所述混合澄清级设置有混合室和澄清室；所述混合室内设置有搅拌装置。

2.如权利要求1所述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，其特征在于：所述混合澄清级为至少两级；相邻的混合澄清级之间设置级间隔板；相邻的混合澄清级与水相出口级之间设置有级间隔板；

所述级间隔板设置有便于流体流动的上相口；

所述混合室和澄清室之间设置有级内隔板；所述澄清室由挡水板、挡流板分成三个澄清区；所述有机相出口级的有机相出口设置于远离所述混合室的澄清区；

所述级内隔板上设置有下相口。

3.如权利要求2所述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，其特征在于：所述级内隔板上还设置有回流口。

4.如权利要求1所述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，其特征在于：所述水相出口级的水相出口设置有板式可调节式重相堰；所述有机相出口级设置有轻相堰。

5.如权利要求4所述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，其特征在于：所述水相出口级设置有带有下相口的挡板。

6.如权利要求1-5任一所述的新型核燃料后处理大流比混合澄清槽，其特征在于：所述搅拌装置为十字形搅拌桨，搅拌转速为200～400r/min。