一种用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉的制作方法

本发明属于核燃料元件技术领域，具体涉及一种用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉。

背景技术：

核燃料元件是核电站反应堆核心，而生产核燃料元件用二氧化铀是核燃料元件的重要组成部分，二氧化铀中杂质元素的含量直接与核燃料元件的质量相关，需要严格控制二氧化铀中杂质元素的含量。八氧化三铀是最重要的铀氧化物之一，也是最稳定的铀氧化物，因为二氧化铀、六氟化铀和四氟化铀在空气中不稳定，一般采用八氧化三铀标准物质，我国从上世纪80年代采用合成基体法，将添加完待定值元素的含铀溶液进行蒸馏、结晶、烘干、分解、煅烧、研磨和混匀，研制出一系列八氧化三铀标准物质用于核级二氧化铀(粉末和芯块)、六氟化铀、四氟化铀生产过程的量值溯源、检测方法评价和人员考核等。

用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉属于高温管式炉系列，是国家标准节能型周期作业电炉，主要用于将八氧化三铀标准物质制备过程中产生的三碳酸铀酰氨产品、重铀酸盐产品等铀浓缩物进行煅烧得到八氧化三铀标准物质。

现有技术中开发的高温管式炉，在使用过程中出现了炉膛材质问题引入杂质污染、炉膛尺寸小标准物质一次制备量低(几十克)、煅烧过程中产生的废气、废液排出和炉膛密闭性问题、因无法在管式炉中将高浓度含铀溶液进行蒸馏、结晶、烘干、分解、煅烧，一步到位制备成八氧化三铀产品，容易引入杂质污染，流程不易控制且容易造成物料损失。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉，以克服现有技术的不足之处。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉，包括炉体结合件、下炉膛、上炉膛、上盖、石英玻璃管、锁扣、万向轮a、万向轮b、控制面板、液体收集器、石英舟；下炉膛和上炉膛组成炉膛，炉膛内壁材质为石英玻璃管，石英玻璃管内设置有石英舟；炉体与水平方向保持5℃的倾斜角度安装，炉体下部一端设置有液体收集器；炉体的下方设置有炉体结合件，炉体结合件为采用碳钢钢板拼焊而成的炉体机架，炉体的上方设置有上盖，下炉膛和上炉膛通过锁扣锁紧，炉体结合件下部的两端分别设置有万向轮a和万向轮b，炉体结合件的一侧设置有控制面板。

所述的石英玻璃管的直径为30cm。

所述的炉膛的材料为真空纤维，采用真空吸附法制成，加热元件镶嵌在真空纤维内，呈半裸露方式，加热元件和真空纤维一体成型。

所述的炉体焊接成型并进行静电喷塑处理。

所述的炉体两侧分别设置有左侧法兰和右侧法兰，左侧法兰和右侧法兰的材料为不锈钢，左侧法兰和右侧法兰采用o型密封圈密封，o型密封圈材质为硅橡胶。

所述的炉体位于上炉膛的外侧设置有把手。

本发明所取得的有益效果为：

本发明可以将已添加定值元素的高浓度含铀溶液一步到位制备成八氧化三铀标准物质，通过对已添加定值元素的高浓度含铀溶液进行蒸发、加热分解和高温煅烧，最终得到八氧化三铀标准物质的工艺过程进行分析，同时依据现有生产工作环境和加工手段，对高温管式气氛炉结构、炉膛内壁材质和反应器皿进行改进，采用石英玻璃舟作为反应器皿，炉膛内壁材质为直径30cm的石英玻璃管，且炉体与水平方向保持5℃的倾斜角度安装，一端设置液体收集器，方便反应过程中挥发出来的液体收集，炉膛具有进气和排气功能，确保制备过程中产生的废气的顺利排出，整个制备过程不引入任何化学试剂，减少定值元素污染，流程简单易于控制，物料不易损失，确保得到满足技术要求的八氧化三铀标准物质。密封性能好，可通入保护气体；采用双温区独立控温，温度控制精度±1℃，温场均匀；

附图说明

图1为用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉剖面结构图；

图2为用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉整体结构图；

图3为石英舟结构图；

图中：1、炉体结合件；2、下炉膛；3、上炉膛；4、上盖；5、石英玻璃管；6、左侧法兰；7、右侧法兰；8、锁扣；9、把手；10、万向轮a；11、万向轮b；12、控制面板；13、液体收集器；14、石英舟。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1—3所示，本发明所述一种用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉的最高工作温度不低于1000℃，包括炉体结合件1、下炉膛2、上炉膛3、上盖4、石英玻璃管5、左侧法兰6、右侧法兰7、锁扣8、把手9、万向轮a10、万向轮b11、控制面板12、液体收集器13、石英舟14；

下炉膛2和上炉膛3组成炉膛，炉膛内壁材质为直径30cm的石英玻璃管5，石英玻璃管5内设置有石英舟14；炉膛的材料为真空纤维，采用真空吸附法制成，加热元件镶嵌在真空纤维内，呈半裸露方式，加热速率快，保温性能良好，加热元件和保温材料(真空纤维)一体成型；炉体与水平方向保持5℃的倾斜角度安装，炉体下部一端设置有液体收集器13，方便反应过程中挥发出来的液体收集，炉体焊接成型并进行静电喷塑处理；炉体两侧分别设置有左侧法兰6和右侧法兰7，左侧法兰6和右侧法兰7的材料为不锈钢，左侧法兰6和右侧法兰7采用o型密封圈密封，o型密封圈材质为硅橡胶；炉体的下方设置有炉体结合件1(采用碳钢钢板拼焊而成的炉体机架)，炉体的上方设置有上盖4，炉体位于上炉膛3的外侧设置有把手9，下炉膛2和上炉膛3通过锁扣8锁紧，炉体结合件1下部的两端分别设置有万向轮a10和万向轮b11，炉体结合件1的一侧设置有控制面板12。

技术特征：

技术总结
本发明属于核燃料元件技术领域，具体涉及一种用于制备八氧化三铀标准物质的高温管式气氛炉。包括炉体结合件、下炉膛、上炉膛、上盖、石英玻璃管、锁扣、万向轮A、万向轮B、控制面板、液体收集器、石英舟；下炉膛和上炉膛组成炉膛，炉膛内壁材质为石英玻璃管，石英玻璃管内设置有石英舟；炉体与水平方向保持5℃的倾斜角度安装，炉体下部一端设置有液体收集器；炉体的下方设置有炉体结合件，炉体结合件为采用碳钢钢板拼焊而成的炉体机架，炉体的上方设置有上盖，下炉膛和上炉膛通过锁扣锁紧，炉体结合件下部的两端分别设置有万向轮A和万向轮B，炉体结合件的一侧设置有控制面板。本发明可以克服现有技术的不足之处。

技术研发人员：龚明明;庞通;李铁球;曹淑琴;郭国龙;王春叶;孙雪云;丁红芳;吴文斌;许红芬;刘春华;王海生;孙浩波;李梁;杨丹丹;曹欣然
受保护的技术使用者：核工业北京化工冶金研究院
技术研发日：2016.12.29
技术公布日：2017.07.14