[发明专利]一种制备熔盐反应堆燃料盐的装置和方法

权利要求书

1.一种制备熔盐反应堆燃料盐的装置，其特征在于，包括与反应系统连接的供气系统和尾气处理系统，该反应系统包括容置有氟盐和还原性金属的反应釜和用于对反应釜进行加热的反应加热炉，所述氟盐为KF-ZrF₄、NaF-ZrF₄或LiF-BeF₂的氟化物共融盐，所述还原性金属为铍、镍、锆、铀或钍，该供气系统包括向反应釜中提供惰性气体和UF₆气体的供气设备，该尾气处理系统包括用于吸附反应釜中过量的UF₆气体和尾气的处理设备，该供气设备包括串联的惰性气体储罐和UF₆气体吸附柱，在200-400℃下解吸附自UF₆气体吸附柱的UF₆气体通入反应釜中进行氧化还原反应，生成的UF₃和/或UF₄溶于氟盐中得到含UF₃和/或UF₄的燃料盐。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括与供气系统连接的熔盐供应系统，该熔盐供应系统包括熔盐储存罐和用于对熔盐储存罐进行加热的熔盐加热炉。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该处理设备包括UF₆尾气吸附柱或UF₆尾气吸收冷阱，以及尾气处理罐。

4.一种利用权利要求1-3中任一项所述的装置制备熔盐反应堆燃料盐的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将氟盐和还原性金属置于反应系统的反应釜中，将供气系统的惰性气体通入装置中以去除装置中的空气和水；

S2，通过反应加热炉对反应釜进行加热，将供气系统的UF₆气体通入反应釜中进行氧化还原反应，生成的UF₃和/或UF₄溶于熔盐中得到含UF₃和/或UF₄的燃料盐；

S3，将供气系统的惰性气体通入装置中进行吹扫。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S1包括将氟盐置于熔盐供应系统的熔盐储存罐中，通过熔盐加热炉对熔盐储存罐进行加热，使得加热熔融后的液态氟盐压送至反应釜中。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的通入反应釜中的反应气体为UF₆气体与惰性气体的混合气体。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的通入反应釜中的反应气体的通气流量为0.2L/min～20L/min。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的对反应釜进行加热的步骤为分段加热，包括由室温加热至150℃～250℃的第一阶段、加热至380℃～420℃的第二阶段和加热至500℃～650℃的第三阶段。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2中的氧化还原反应的温度为500℃～650℃，压力为0.1MPa～0.2MPa。

10.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括利用检测装置对反应釜的进出口气体进行检测，当进出口气体中的UF₆浓度不变时，停止通入UF₆气体。