[发明专利]连续多级区域结晶控制装置

说明书

本发明提供了一种连续多级区域结晶控制装置，包括加热器主体和熔盐管道，加热器主体内部设置有加热器和冷却器，熔盐管道绕设在加热器主体的外侧，熔盐从熔盐管道上方的入口向下流动；熔盐管道包括靠近加热器的热管段和靠近冷却器的冷管段，热管段与冷管段间隔设置且首尾相连；热管段的入口设置有扩张段，冷管段的出口设置有收缩段；热管段内部设置有挡板。本发明通过采用旋转的、变直径的熔盐管道，有助于提高熔盐净化过程中采用区域结晶法时的效率，采用挡板，可提高熔盐在热管段的搅混程度，有助于单次操作实现熔盐区域结晶的多级操作，有助于增加区域结晶的生产效率和熔盐杂质的分离效率，从而有助于提高熔盐的利用率。

技术领域

本发明涉及熔盐处理技术领域，具体地，涉及一种连续多级区域结晶控制装置。

背景技术

乏燃料高温熔盐电化学后处理过程是通过电化学方法，将乏燃料中的可回收核素(U，Pu等)进行分离的操作。其体系为高温熔盐体系，通常基本的熔盐组分有LiCl-KCl，随着电解过程的进行，活泼裂变产物(Cs，Sr，Ba等)的金属离子会残留在熔盐中，裂变产物积累到一定量后，熔盐需净化并分离裂变产物。目前常用的方法有沸石吸附法，沉淀法和区域结晶法。

沸石吸附法是通过无机离子交换材料——沸石对熔盐中的裂变残留元素进行吸附，但是吸附效率不理想，而沉淀法是通过加入沉淀剂的方法，将裂变产物沉淀后去除，这种操作会污染熔盐，无法实现熔盐的复用。区域结晶法是根据熔盐组分不同时的熔点不同，对熔盐产物进行分区结晶，可获得不均匀的熔盐产物。该方法可以较高效率的分离裂变产物。

现有公开号为CN106861582B的中国专利，其公开了一种高温液态硝酸盐的净化及性能强化熔盐罐,罐体(2)内部水平安装过滤板(4)，罐体(2)罐体(2)顶部中间向罐体(2)安装有中空搅拌杆(16)，中空搅拌杆(16)下端位于过滤板(4)上侧并安装搅拌桨(3)，中空搅拌杆(16)下端连接鼓泡器(5)，鼓泡器(5)向下穿过过滤板(4)。

目前常用的区域结晶法通过装有熔盐的细长管容器在升降机构的作用下，通过一个存在温度梯度的结构。管内的熔盐在加热和冷却区的共同作用下凝固，在这个过程中，先凝固的部分杂质更少。目前区域结晶法的问题是结晶速度与结晶效率相互矛盾。解决这个问题的方式是采用多级结晶，即采用上次操作结晶的废盐作为本次操作的原料，即可实现熔盐的多级结晶，进而提高分离效率。但该方法由于多了一次操作，当结晶级数增加时，实际节省的时间并不多，因此，实用价值不高。

发明人认为现有技术为了保证纯度，进给速度非常慢，而且不能进连续操作，在工业应用环境下有所限制。此外，通过多级的方式，提高了分离效率，但操作速度仍然较慢。因此，需要提供一种大大提高分离效率的连续多级区域结晶控制装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种连续多级区域结晶控制装置。

根据本发明提供的一种连续多级区域结晶控制装置,包括加热器主体和熔盐管道，所述加热器主体内部设置有加热器和冷却器，所述熔盐管道绕设在所述加热器主体的外侧，熔盐从所述熔盐管道上方的入口向下流动；所述熔盐管道包括靠近所述加热器的热管段和靠近所述冷却器的冷管段，所述热管段与所述冷管段间隔设置且首尾相连，一个所述热管段与一个所述冷管段的结合体绕所述加热器主体一圈；所述热管段的入口设置有扩张段，所述冷管段的出口设置有收缩段；所述热管段内部设置有挡板。

优选地，所述热管段的出口设置有热管直行段，所述扩张段的管径自所述热管段的入口至所述热管直行段逐渐增大；所述冷管段的入口设置有冷管直行段，所述收缩段的管径自所述冷管直行段至所述冷管段的出口逐渐减小。

优选地，所述扩张段的的长度与所述热管直行段的长度一致，所述收缩段的长度与所述冷管直行段的长度一致；所述扩张段的扩张幅度与所述收缩段的扩张幅度一致；所述热管直行段的管径尺寸与所述冷管直行段的管径尺寸一致，所述热管段的入口的管径尺寸与所述冷管段的出口的管径尺寸一致。