《一种用于干法后处理的手套箱.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《一种用于干法后处理的手套箱.pdf（7页完整版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103337269 A(43)申请公布日 2013.10.02CN103337269A*CN103337269A*(21)申请号 201310280108.6(22)申请日 2013.07.05G21F 9/02(2006.01)G21F 5/002(2006.01)(71)申请人中国原子能科学研究院地址 102413 北京市房山区275信箱65分箱(72)发明人何辉 唐洪彬 林如山 叶国安(54) 发明名称一种用于干法后处理的手套箱(57) 摘要本发明属于核燃料后处理技术领域，公开了一种用于干法后处理的手套箱。该手套箱主要由主箱、副箱、气氛控制装置、废物转运装置、气。
2、溶胶过滤器、压力自动控制装置组成，其中副箱与废物转运装置分别位于主箱的两侧，副箱与主箱密封连接，两箱之间有密封门，开启和关闭密封门可分别实现主箱与副箱的连通与隔开；主箱的正面置有两个或两个以上的手套孔；主箱内、外均安装有气溶胶过滤器，该过滤器分别位于进气口上部、出气口下部和排气口下部。该装置能够对惰性气氛进行控制并使惰性气体在手套箱内循环、高效过滤放射性气溶胶并且能够满足低水、低氧要求。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号 CN 103337269 ACN 103。
3、337269 A1/1页21.一种用于干法后处理的手套箱，其特征在于，该手套箱主要由主箱、副箱、气氛控制装置、废物转运装置、气溶胶过滤器、压力自动控制装置组成，其中副箱与废物转运装置分别位于主箱的两侧，副箱与主箱密封连接，两箱之间有密封门，开启和关闭密封门可分别实现主箱与副箱的连通与隔开；主箱的正面置有两个或两个以上的手套孔；主箱内、外均安装有气溶胶过滤器，该过滤器分别位于进气口上部、出气口下部以及排气口下部。2.根据权利要求1所述的一种用于干法后处理的手套箱，其特征在于，所述的气氛控制装置由气氛控制器和钢瓶组成，其中钢瓶内装有惰性气体，气氛控制器包括风机和净化柱，风机控制惰性气体依次经过进气。
4、口、进气口上部的气溶胶过滤器、出气口下部的气溶胶过滤器、出气口，然后经管线进入气氛控制器中的净化柱和风机后，再次进入主箱内循环；净化柱包括铜触媒和分子筛，分别净化循环气体中的氧、水。3.根据权利要求2所述的一种用于干法后处理的手套箱，其特征在于，所述进气口和出气口分别位于主箱的对角处，其中进气口位于主箱底部。4.根据权利要求1所述的一种用于干法后处理的手套箱，其特征在于，在主箱箱体的下方密封连接一个耐高温井式保护筒，该保护筒外围配有用于加热的井式电炉，保护筒位于电炉炉膛内，待熔融物料位于保护筒底部的样品盘中，样品盘可向上移动至主箱内。5.根据权利要求1或4所述的一种用于干法后处理的手套箱，其特。
5、征在于，在主箱顶部中心位置和井式保护筒上方处置有冷却盘。6.根据权利要求1所述的一种用于干法后处理的手套箱，其特征在于，所述的废物转运装置包括一个安装在主箱一侧的密封盖体，和一个独立的带盖体的废物转移桶，两个盖体上均有密封橡胶圈；通过旋转废物转移桶挤压密封橡胶圈的方式使两个盖体紧密配合为组合盖体；紧密配合后组合盖体方可打开，将主箱内物料转移至废物转移桶内；完成废物转移后，将组合盖体关上，并通过反向旋转废物转移桶将两盖体分开。7.根据权利要求1所述的一种用于干法后处理的手套箱，其特征在于，主箱上还配有压力自动控制系统，该系统包括压力传感器、数显监控仪、电磁阀，设定主箱内压力为-200Pa-400。
6、Pa，当主箱内压力偏离设定压力值范围时，压力自动控制系统将自动启动电磁阀进行补气或放气，实现主箱内压力在设置范围内。8.根据权利要求2所述的一种用于干法后处理的手套箱，其特征在于，所述的钢瓶内装的惰性气体为氩气。权 利 要 求 书CN 103337269 A1/4页3一种用于干法后处理的手套箱技术领域0001 本发明属于核燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于干法后处理的手套箱。背景技术0002 核燃料后处理包括干法后处理和水法后处理，其操作过程往往需要在手套箱中进行，目前工业化的水法后处理技术因其研究体系为水溶液、工作环境为大气氛围，所采用的手套箱均为微负压大气氛围手套箱，为了降低手套箱内放射。
7、性气溶胶的积累，一般采取不断更换箱内气体的方式来实现。因此，其最主要的设计指标是换气次数。而干法后处理的研究体系为高温熔盐体系，主要涉及化学活性很强的铀、钚金属和吸水性很强的氯化物熔盐的高温操作，高温条件下，铀、钚金属极易与空气中的水和氧发生化学反应。此外，氯化物熔盐吸收水分也将增大高温操作的难度和危险性，并造成铀、钚的水解，从而降低铀、钚的收率和纯度。因此，干法后处理应在具有良好惰性气氛(水、氧含量均小于5ppm)保护的手套箱内进行。0003 目前的干法手套箱一般通过以下两种方法实现惰性气氛保护：第一种沿用水法手套箱设计思路，采用连续更换惰性气体来实现惰性气氛保护；第二种采用密封惰性气氛保护。
8、，通过间歇换气获取低水、低氧和微负压环境。但这两种方式所获取的气氛中水、氧含量一般均高于数百ppm，难以满足铀、钚高回收率的要求。其中，方法一采用连续换气，浪费大量的氩气，带走箱内大量热量，并增加了放射性废气量；方法二虽采取了密封措施，但缺乏密封环境下水、氧和放射性气溶胶的净化装置，需频繁换气以有效降低手套箱内放射性气溶胶。此外，采用连续换气和频繁换气的手套箱均不适用于涉及放射性物质粉末或细小颗粒操作的干法后处理实验。发明内容0004 （一）发明目的根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种能够对惰性气氛进行控制、高效过滤放射性气溶胶并且能够满足低水、低氧要求的用于干法后处理的手套箱。0005。
9、 （二）技术方案为了解决现有技术所存在的问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种用于干法后处理的手套箱，该手套箱主要由主箱、副箱、气氛控制装置、废物转运装置、气溶胶过滤器、压力自动控制装置组成，其中副箱与废物转运装置分别位于主箱的两侧，副箱与主箱密封连接，两箱之间有密封门，开启和关闭密封门可分别实现主箱与副箱的连通与隔开；主箱的正面置有两个或两个以上的手套孔；主箱内、外均安装有气溶胶过滤器，该过滤器分别位于进气口上部、出气口下部以及排气口下部。0006 优选地，所述的气氛控制装置由气氛控制器和钢瓶组成，其中钢瓶内装有惰性气体，气氛控制器包括风机和净化柱，风机控制惰性气体依次经过进气口、进气口。
10、上部的气溶胶过滤器、出气口下部的气溶胶过滤器、出气口，然后经管线进入气氛控制器中的净化柱和说 明 书CN 103337269 A2/4页4风机后，再次进入主箱内循环；净化柱包括铜触媒和分子筛，分别净化循环气体中的氧、水。0007 优选地，惰性气体进气口和出气口分别位于主箱的对角处，其中进气口位于主箱底部。0008 优选地，在主箱箱体的下方密封连接一个耐高温井式保护筒，该保护筒外围配有用于加热的井式电炉，保护筒位于电炉炉膛内，待熔融物料位于保护筒底部的样品盘中，样品盘可向上移动至主箱内。0009 优选地，在主箱顶部中心位置和井式保护筒上方处置有冷却盘。0010 优选地，所述的废物转运装置包括一个。
11、安装在主箱一侧的密封盖体，和一个独立的带盖体的废物转移桶，两个盖体上均有密封橡胶圈；通过旋转废物转移桶挤压密封橡胶圈的方式使两个盖体紧密配合为组合盖体；紧密配合后组合盖体方可打开，将主箱内物料转移至废物转移桶内；完成废物转移后，将组合盖体关上，并通过反向旋转废物转移桶将两盖体分开。0011 优选地，主箱上还配有压力自动控制系统，该系统包括压力传感器、数显监控仪、电磁阀，设定主箱内压力为-200Pa-400Pa，当主箱内压力偏离设定压力值范围时，压力自动控制系统将自动启动电磁阀进行补气或放气，实现主箱内压力在设置范围内。0012 优选地，所述的钢瓶内装的惰性气体为氩气。0013 （三）有益效果采。
12、用本发明提供的一种用于干法后处理的手套箱，该手套箱可满足干法后处理操作过程中样品需要高温熔融和惰性气体保护的要求，其具有以下优点：(1) 使工作气体在手套箱内循环，一方面节约了惰性气体的用量，另一方面也减少了放射性废气的排放量；利用安装在气体内循环管路中的气氛控制装置，可连续净化循环工作气体中的水和氧，满足干法后处理操作时对工作气氛的要求；利用安装在进气口、出气口处的气溶胶过滤器，可连续过滤循环工作气体中放射性气溶胶；通过定期更换过滤器滤芯，可减少操作人员所受的放射性剂量。0014 (2) 通过箱内压力自动控制系统可有效实现手套箱内的微负压工作环境，避免了箱内气体向环境中泄露，提高了实验操作人。
13、员的安全性。0015 (3) 利用本装置的废物转运装置，可在不破坏手套箱内惰性气氛环境的前提下进行放射性废物的转移；且实现了手套箱一侧进料，一侧出料的单向物料转移，避免了废物再次从副箱转移而造成的交叉污染。0016 附图说明0017 图1是手套箱示意图；1.主箱；2.副箱；3.气氛控制器；4.电炉；6.废物转运装置；7.气溶胶过滤器；8.冷却盘；9.手套孔；10.数显监控仪；11.钢瓶；12.电磁阀；13.排气口；14.进气口；15.出气口；16.样品盘。具体实施方式说 明 书CN 103337269 A3/4页50018 下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。0019 一种用。
14、于干法后处理的手套箱，该手套箱主要由主箱1、副箱2、气氛控制装置、废物转运装置6、气溶胶过滤器7、压力自动控制装置组成，其中副箱2与废物转运装置6分别位于主箱1的两侧，副箱2与主箱1密封连接，两箱之间有密封门，开启和关闭密封门可分别实现主箱1与副箱2的连通与隔开；主箱1的正面置有两个或两个以上的手套孔9；主箱1内、外均安装有气溶胶过滤器7，该过滤器分别位于进气口14上部、出气口15下部以及排气口13下部，进气口14和出气口15分别位于主箱1的对角处，其中进气口14位于主箱1底部的操作平面上。0020 优选地，所述的气氛控制装置由气氛控制器3和钢瓶11组成，其中钢瓶11内装有氩气，气氛控制器3包。
15、括风机和净化柱，风机控制氩气依次经过进气口14、进气口上部的气溶胶过滤器、出气口下部的气溶胶过滤器、出气口，然后经紫铜管线进入气氛控制器3中的净化柱和风机后，再次进入主箱1内循环；净化柱包括铜触媒和分子筛，分别净化循环气体中的氧、水。0021 优选地，在主箱1箱体的下方密封连接一个耐高温井式保护筒，该保护筒外围配有用于加热的井式电炉，保护筒位于电炉炉膛内，待熔融物料位于保护筒底部的样品盘16中，样品盘可向上移动至主箱内。0022 优选地，在主箱1顶部中央和井式保护筒上方处置有冷却盘8。0023 优选地，所述的废物转运装置6包括一个安装在主箱一侧的密封盖体，和一个独立的带盖体的废物转移桶，两个盖。
16、体上均有密封橡胶圈；通过旋转废物转移桶挤压密封橡胶圈的方式使两个盖体紧密配合为组合盖体；紧密配合后组合盖体方可打开，将主箱内物料转移至废物转移桶内；完成废物转移后，将组合盖体关上，并通过反向旋转废物转移桶将两盖体分开。0024 优选地，主箱1上还配有压力自动控制系统，该系统包括压力传感器、数显监控仪、电磁阀，设定主箱内压力为-200Pa-400Pa，当主箱内压力偏离设定压力值范围时，压力自动控制系统将自动启动电磁阀进行补气或放气，实现主箱内压力在设置范围内。0025 利用该装置进行干法后处理操作的操作方法为：首先通过压力自动控制系统的数显控制仪进行手套箱内压力参数设定，使手套箱内压力处于微负压。
17、(-200Pa-400Pa)工作环境。当主箱内压力小于最低设定值时，系统会自动指示打开连接于气体钢瓶的电磁阀，利用压力差向手套箱内进行补气，直到箱内压力达到最低设定值后自动关闭；当主箱内压力大于最高设定压力值时，系统会自动指示打开连接于排气口的电磁阀和真空泵，利用真空泵提供的动力向外排气，直到箱内压力恢复最高设定值后自动关闭。0026 启动数显控制仪上的“循环”指令，气氛控制装置即被打开。气氛控制装置主要包括风机和控制器，其中风机为气体内循环提供动力，净化柱中的铜触媒和分子筛可分别净化循环气体中所含的氧和水。数显控制仪实时监测工作气氛中的水、氧含量。循环气体中的放射性气溶胶被箱内出气口和进气口。
18、处的放射性气溶胶过滤器捕集，定期更换过滤器滤芯，减少操作人员的放射性辐照。0027 物料由副箱引入。引入物料时，副箱与主箱的之间的密封门(内侧门)处于关闭状态，且副箱内保持微负压(300Pa)；打开副箱外侧门，将物料引入副箱；关闭副箱外侧门，说 明 书CN 103337269 A4/4页6充氩气清洗副箱；关闭清洗氩气，打开副箱与主箱的平衡阀，使两箱内的压力平衡；最后打开副箱内侧门，将物料从副箱转移至主箱内。0028 实验过程中，首先将待熔融物料(研究物料)放入保护筒底部的样品盘中，启动电炉加热熔化物料，并进行相应实验。为减少电炉加热过程中产生的热量对仪器和实验操作带来的影响，在保护筒上端和主箱顶部中心安装有冷却盘，通过制冷机内循环冷却剂带走手套箱底部操作平面和箱内气体中的热量。0029 实验过程中产生的废物通过废物转运装置转移。将带盖体的废物转移桶与带盖体的主箱密封门对接，通过旋转挤压两个盖体上的密封橡胶圈实现紧密配合，再从主箱内部打开组合盖体，将主箱内物料转移至废物转移桶内，完成废物转移后，将组合盖体关上，并通过反向旋转废物转移桶方式将两盖体分开。利用废物转运装置，可在不破坏手套箱内惰性气氛环境的前提下进行放射性废物的转移，且避免了废物再次从副箱转移造成的交叉污染。说 明 书CN 103337269 A1/1页7图1说 明 书 附 图CN 103337269 A。