(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＦ６を酸化ウランに変換するための流動床式反応炉の使用方法で、該反応炉が、その下部を熱加水分解領域（８）に結合し且つその上部を反応ガスの濾過室（１０）に結合した加水分解室（９）を含む方法に於いて、該反応炉の稼働中、前記加水分解室（９）の壁および前記濾過室（１０）の壁を、反応ガスによって生ずる温度上昇を制限するように冷却すること、並びに該反応炉が停止しているとき、前記加水分解室（９）の壁および前記濾過室（１０）の壁を、反応ガスがこれらの壁に凝結するのを防ぐように加熱することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１による方法に於いて、前記壁の冷却および加熱を、熱交換器から供給する熱伝達流体によってもたらすことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２による方法に於いて、前記熱伝達流体が空気であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項２および請求項３のうちのいずれか一つによる方法に於いて、反応ガスのあらゆる起り得る漏れを検出するように、前記熱伝達流体について測定を行うことを特徴とする方法。
【請求項５】
ＵＦ６を酸化ウランに変換することを意図した流動床式反応炉用熱伝達システムであって、該反応炉が、その下部を熱加水分解領域（８）に結合し且つその上部を反応ガスの濾過室（１０）に結合した加水分解室（９）を含み、該加水分解室（９）の壁および該濾過室（１０）の壁がこれらの壁からまたはこれらの壁へ熱伝達をさせる手段を備え、熱伝達をさせる前記手段が熱交換器から供給される熱伝達流体を循環するための手段を含むことを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項５による熱伝達システムに於いて、熱伝達流体を循環するための前記手段が、前記加水分解室（９）および前記濾過室（１０）のための中空壁を含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項５または請求項６による熱伝達システムに於いて、前記熱伝達流体が空気であることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項５から請求項７の何れか一つによる熱伝達システムに於いて、更に、反応ガスのあらゆる起り得る漏れを検出するために、熱伝達流体回路に配置した測定手段を含むことを特徴とするシステム。
【請求項９】
ＵＦ６を酸化ウランに変換するための流動床式反応炉で、該反応炉が、その下部を熱加水分解領域に結合し且つその上部を反応ガスの濾過室（１０）に結合した加水分解室（９）を含む反応炉に於いて、前記加水分解室（９）の壁および前記濾過室（１０）の壁がこれらの壁からまたはこれらの壁へ熱伝達をさせる手段を備え、熱伝達をさせる前記手段が、熱伝達流体を循環する手段によって構成されていることを特徴とする反応炉。
【請求項１０】
請求項９による反応炉に於いて、前記熱伝達流体を循環する手段が、前記加水分解室（９）および前記濾過室（１０）のための中空壁を含むことを特徴とする反応炉。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、六弗化ウランＵＦ6を酸化ウランに、特に酸化物ＵＯ2に変換するための反応炉用熱伝達システムに関する。本システムは、状況に依って冷却器として、または加熱器として作動できる。
【０００２】
【従来の技術】
アイソトープ分離プラントから来る濃縮ウランは、一般的に六弗化物ＵＦ6の形である。この六弗化物は、一般的に酸化物ＵＯ2粉末に変換しなければならず、その粉末は、焼結できるためには、幾つかの物理的特性を有しなければならない。この六弗化物から焼結に適した品質の二酸化ウランＵＯ2を得られるようにする方法は種々ある。
【０００３】
一つの興味ある変換方法は、中間化合物ＵＯ2Ｆ2を経由することからなる。六弗化物を以下の反応の結果としてオキシ弗化物に変換する：
ＵＦ6  ＋ ２Ｈ2Ｏ  →  ＵＯ2Ｆ2  ＋ ４ＨＦ
この水は、蒸気の形で供給する。この水蒸気を空気または窒素で非常に強く稀釈することによって、極端によく反応するオキシ弗化物を得ることができる。
【０００４】
この方法の第二段階の後に、次の反応によって酸化物ＵＯ2が得られる：
ＵＯ2Ｆ2  ＋ Ｈ2  →  ＵＯ2  ＋ ２ＨＦ
焼結できる酸化物ＵＯ2を得るために、ＵＯ2Ｆ2の還元加水分解を分解アンモニアによって供給できる水素が存在する中で水蒸気によって行うことができる。
【０００５】
明細書ＦＲ−Ａ−２ ０６０ ２４２は、六弗化ウランから、焼結できる酸化ウランを製造する方法を開示し、それによれば、ガス状六弗化ウランを１００℃以上の温度で水蒸気と反応させる。この反応から発生するオキシ弗化物を直ちにこの六弗化物の作用から除去し、このオキシ弗化物を酸化ウランに変換する。この方法は、添付の図１に示す装置で実施できる。
【０００６】
図１に図式的に示す装置は、オーブンで構成し、そのエンクロージャは、Ｓ形である。この反応の生成物は、図示せず且つ当該オーブンの水平部上に配置した加熱手段によって異なる温度に保持する幾つかのオーブン領域を次々に通過する。ＵＦ6並びに事によると、並流作業か向流作業かに依って、水蒸気および窒素を、オーブンの左上部にある、注入器１を付けたパイプから、ガス用濾過室を経て、加水分解室に取入れる。パイプ２は、ＵＯ2Ｆ2（水蒸気、純粋なまたは稀釈した）の加水分解および還元のためのガスを取入れるために使用する。この反応から生ずるガス（ＨＦ、余分のＨ2Ｏおよび事によるとＨ2）は、自動逆ブローで、燒結金属で作ったフィルタ３を通ってこのオーブンエンクロージャを離れ、それがＵＯ2Ｆ2をパイプ４に運び込むのを防ぎ、熱分解ガスが担持する粒子を保持する。これらのフィルタ３は、オーブンの上部を閉じるエレメント６が支持し、パイプ１がこのエレメントを通過する。オーブンの左部でＵＯ2Ｆ2に変換される該六弗化物ＵＦ6は、１８０℃のオーダの温度に維持し、ＵＯ2Ｆ2を迅速にＵＦ6の作用から遮蔽する。次にこのＵＯ2Ｆ2粉末を、図１に水平に示す一部である熱加水分解領域で酸化物に変換し、そこでそれを伝統的手段によって運び、もし、十分な勾配があれば、それに重力を加えることが出来る。この酸化ウラン粉末は、最終的にはロータリ弁により、またはエンドレスねじ５によって引出す。上記の装置を使うので、ＵＯ2Ｆ2の加水分解領域内の滞留時間は、非常に短く、一般的に瞬時に近い。
【０００７】
これらのフィルタは、幾つかのセクターに亘って分布した濾過キャンドルによって構成することができる。例えば、各々１７のキャンドルを含む８セクターを設けることができ、そうすれば６セクターを作動させ、１セクターのキャンドルを逆ブローし、１セクターを逆ブロー待ちにできる。
【０００８】
フィルタ３は、上述のように、粉末の形のＵＯ2Ｆ2を保持し、それがパイプ４に持込まれるのを防ぐ。これらのフィルタを形成するキャンドルは、一方で水蒸気による六弗化ウランの加水分解反応が非常に発熱性であり、他方でこの加水分解から生ずるガスが高温（８００ないし９００℃）であるという事実のために、比較的高い熱応力を受ける。従って、これらの反応で放出されるＨＦガスは、非常に高温である。それらの数（上の例では１３６）が与えられると、それらの一つが破損または劣化して、オキシ弗化物がパイプ４へ入り込む危険がある。
【０００９】
他方、この反応炉が起動するとき、加水分解室の壁および濾過室の壁が冷たいので、これらの反応から生ずるガス状生成物がこれらの壁に凝結し、それでそれらが腐蝕を受ける。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの問題に解決を与えるために着想した。反応炉が稼働しているときは、加水分解室および濾過室の壁を冷却させ、反応炉が停止しているときは、これらの同じ壁に腐蝕性液体または溶液が堆積するのを防ぐためにそれらを加熱する、熱伝達システムを提案した。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明の主題は、ＵＦ6を酸化ウランに変換するための流動床式反応炉の使用方法で、該反応炉が、その下部を熱加水分解（pyrohydrolysis）領域に結合し且つその上部を反応ガスの濾過室に結合した加水分解室を含む方法に於いて、該反応炉の稼働中、加水分解室の壁および濾過室の壁を、反応ガスによって生ずる温度上昇を制限するように、冷却すること、並びに該反応炉が停止しているとき、加水分解室の壁および濾過室の壁を、反応ガスがこれらの壁に凝結するのを防ぐように、加熱することを特徴とする方法である。好都合なことに、これらの壁の冷却および加熱は、熱交換器から供給される熱伝達流体によってもたらされる。この熱伝達流体は、空気であってもよい。
【００１２】
本発明のもう一つの主題は、ＵＦ6を酸化ウランに変換することを意図した流動床式反応炉用熱伝達システムであって、該反応炉が、その下部を熱加水分解領域に結合し且つその上部を反応ガスの濾過室に結合した加水分解室を含み、加水分解室の壁および濾過室の壁がこれらの壁からまたはこれらの壁へ熱伝達をさせる手段を備えるシステムである。
【００１３】
本発明の更なる主題は、ＵＦ6を酸化ウランに変換することを意図した流動床式反応炉で、その下部を高温加水分解領域に結合し且つその上部を反応ガスの濾過室に結合した加水分解室を含む反応炉に於いて、該加水分解室の壁および該濾過室の壁がこれらの壁からまたはこれらの壁へ熱伝達をさせる手段を備えることを特徴とする反応炉である。熱伝達をさせる前記手段を、熱伝達流体を循環する手段によって構成するのが好ましい。これらの熱伝達流体の循環手段は、特に、加水分解室および濾過室のための中空壁を含んでもよい。
【００１４】
【実施例】
非限定的例として提示し、添付の図面を伴う、以下の説明を読めば、本発明をよりよく理解でき、その他の利点および特別な特徴が明白となろう。
【００１５】
単純化と明瞭さのために、図２は、図１の左部に相当する、オーブンの上部、即ち、本発明による熱伝達システムを含む部分だけを示す。加水分解室および濾過室だけを断面で示した。
【００１６】
図２で、加水分解室９を見ることができ、その下端は熱加水分解（pyrohydrolysis）領域８に結合され、上端は濾過室１０に結合されている。濾過室１０は、幾つかのセクターに分割され、各セクターが濾過エレメント１３を含む。濾過室の上面は、閉鎖エレメント１６によって封鎖され、それに、加水分解室９へＵＦ6を注入するためのパイプ１１および反応ガスを除去するためのパイプ１５を通すための孔があいている。これらのパイプ１５は、総本管１４に結合されている。各閉鎖エレメントまたはパイプ通路にシールを備える。
【００１７】
図２で分るように、加水分解室９およびセクターに分割された濾過室１０の壁は、中空で互いに流体連通している。これらの中空壁は流体供給本管２１および流体排出本管２２に結合され、熱交換器２０から供給される熱伝達流体を運ぶことが意図されている。
【００１８】
熱交換器２０に、本管２３および２４により運ばれる１次流体を供給する。第１端をパイプ２２に、第２端をパイプ２１に結合した、コイルの形のチューブをこの１次流体の中に浸漬する。従って、パイプ２３および２４により運ばれる１次流体と、パイプ２１および２２により運ばれる熱伝達流体（または２次流体）の間に熱交換が起る。
【００１９】
加水分解室９の壁および濾過室１０の壁を冷却したいなら、熱交換器２０に導入する１次流体が低温流体である。反対に、これらの壁を加熱したいなら、１次流体が高温流体である。
【００２０】
好都合なことに、この１次流体は、水でよく、２次流体は空気でよい。空気は、使用方法を非常に容易にし、且つＨＦの如何なる漏れも容易に検出出来るようにもする。それで、ＨＦ漏れ検出器を本管２１または本管２２の一つに接続することができる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、幾つかの利点をもたらす。それは、加水分解および濾過室の壁を、熱交換器で構成した単一装置から加熱または冷却できるという、非常な使用の柔軟性を与える。稼働中の壁の冷却は、濾過ユニットが受ける熱応力がそれ程厳しくないので、その寿命を延す。反応炉ガスの温度が下がるので、濾過すべきガス体積が下がり、濾過エレメントの数を減らすことが可能である。従って、もし各濾過エレメントが１７の濾過キャンドルを含むなら、本発明による熱伝達システムを付けた反応炉は、そのようなシステムを付けていない反応炉が８個必要であるのに対し、７個の濾過エレメント（７セクター）しか必要ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】非常に図式的な方法で、既知の技術による、ＵＦ6から酸化ウランを製造する方法を実行することを意図した装置を示す。
【図２】本発明による、ＵＦ6を酸化ウランに変換するための反応炉用熱伝達システムを示す。
【符号の説明】
８  熱加水分解領域
９  加水分解室
１０  濾過室
【図１】
0004614490.tif 000002
【図２】
0004614490.tif 000003