(57)【要約】【課題】六フッ化ウランから酸化ウランを製造するプラントの少なくとも一つのフィルターの目詰まりを除去する方法及び装置を提供すること。【解決手段】本発明は六フッ化ウランＵＦ６を粉末状のオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２に転換する反応器（２）を含む酸化ウラン製造プラントに関する。反応器（２）のシェルの上部に固定した管状フィルター（１０）の垂直軸（１０’）を有する円筒状ろ過壁（１２）を通って反応器（２）から生成した気体状のフッ化水素酸が排気される。フィルター（１０）はオキシフッ化ウラン粉末を排気気体から分離する。各フィルター（１０）の円筒状の壁（１２）に不活性気体を定期的に内部にジェット注入して、フィルター（１０）の壁（１２）を逆洗浄する。フィルター（１０）の円筒状の壁（１２）の軸（１０’）に沿って、３００ｍ／ｓより大きい速度でかつ１秒より短い期間不活性気体を注入する。好ましくは、逆洗浄不活性気体をマニホールド（１１）中に配置したノズル（２８）によってフィルター（１０）のシェル（１２）へ注入し、ノズルはフィルター（１０）の出口で排気された気体を回復し、フランジ（２９）を通る開口によって形成されたベンチュリー（３０）の軸と一致して配置され、フランジは平板（９）上でフィルター（１０）を支持し固定し、平板は気体回復マニホールド（１１）を反応器（２）の内部空間から分離する。【選択図】図６
2004525052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
六フッ化ウランから酸化ウランを製造するプラントの少なくとも一つのフィルターの目詰まりを除去する方法において、反応器（２）に気体状の六フッ化ウランＵＦ６と蒸気が注入され、粉末形態のオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２と気体状のフッ化水素酸ＨＦが生成され、反応器（２）の出口部分で管状のろ過壁の軸（１０’）と垂直に配置された管状のろ過壁（１２）を有する少なくとも一つのフィルター（１０）を含む少なくとも一つのろ過ユニット（８）において、気体状のフッ化水素酸ＨＦを含む気体によって輸送されるオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２が分離され、かつフッ化水素酸を含む気体が反応器（２）の外部へ排気され、フッ化水素酸ＨＦを含む排気気体の流れに逆行してフィルター（１０）に注入した窒素のような不活性な気体の流れによって壁（１２）に沈着したオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２粒子をフィルターの壁（１２）から分離することから成るフィルターの目詰まりを除去することを含み、１秒より短い期間、３００ｍ／ｓより大きい速度のジェットの形態にある不活性気体をフィルター（１０）の壁の軸（１０’）に沿って注入することを特徴とする方法。
【請求項２】
不活性な目詰まり除去気体ジェットが３３０ｍ／ｓより大きい速度を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
少なくとも一つのフィルター（１０）への不活性な目詰まり除去気体の注入期間が０．１〜０．５秒であり、不活性な気体の温度が約１３０℃でかつ初期圧力が０．２〜１ＭＰａ（２〜１０バール）、例えば約０．６ＭＰａ（６バール）であることを特徴とする、請求項１又は２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
ろ過ユニット（８）の複数のフィルター（１０）のそれぞれの内部における軸（１０’）に沿って不活性な目詰まり除去気体の個別の注入を行うことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
平行に配置したＮ個のフィルター（１０）を含む少なくとも一つのろ過ユニット（８）を含むろ過プラントにおいて、ろ過ユニット（８）のそれぞれのｎ個のフィルターの群において順次目詰まり除去を行うことを特徴とする、請求項４に記載の方法（ここで、ｎ＜Ｎ）。
【請求項６】
反応器（２）の少なくとも一つのろ過ユニット（８）のそれぞれの各フィルターに順次不活性気体を注入することによって目詰まり除去を行うことを特徴とする、請求項４に記載の目詰まり除去方法。
【請求項７】
六フッ化ウランから酸化ウランを製造するプラント（１）の少なくとも一つのフィルター（１０）の目詰まりを除去する装置であって、一般に垂直に配置したジャケットを含む反応器（２）、反応器（２）のジャケットに入る希釈気体、蒸気及び六フッ化ウランを注入するための管（５）、フィルター（１０）が配置されている反応器（２）のジャケットの内部空間から気体マニホールド（１１）を分離する平板（９）によって支持されている垂直軸（１０’）を有する円筒状の壁（１２）を有する少なくとも一つのフィルター（１０）の出口末端が内部に現れているマニホールドであって、反応器（２）の外部に気体を排気する管（７）に連結しているマニホールド（１１）を含み、反応器（２）から排気される気体をろ過する少なくとも一つのユニット（８）を共に含み、目詰まり除去装置がさらに加圧した不活性な目詰まり除去気体を貯蔵する貯蔵器（２０）及び不活性な目詰まり除去気体を反応器（２）の少なくとも一つのろ過ユニット（８）の少なくとも一つのフィルター（１０）に配分し輸送する手段を含む装置において、該装置がフィルター（１０）の壁（１２）の垂直軸（１０’）と一線上で一致した不活性気体を注入するノズル（２８）を含み、該ノズルが少なくとも一つの配分要素（２４、３６、３６’、３６ａ、３６ｂ、３６’ａ、３６’ｂ）に不活性な目詰まり除去気体を供給する管（２７）に連結していることを特徴とする装置。
【請求項８】
目詰まり除去気体を注入するノズル（２８）がろ過ユニット（８）のマニホールド（１１）中にフィルター（１０）の出口末端に対抗して配置され、マニホールド（１１）の平板（９）上にありフィルター（１０）を支持し固定するフランジ（２９）がノズル（２８）と軸線を一にする打ち抜いた開口部（３０）を有し、かつノズル（２８）を介して軸方向（１０’）に沿ってマニホールド（１１）に注入された目詰まり除去気体を加速するベンチュリーを構成することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
フィルター（１０）の管状部分（１２）の中央部分の内部でかつ近くにノズル（２８）を配置することを特徴とする、請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
ノズル（２８）の形が収束−拡散管であることを特徴とする、請求項７ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
平行に配置した複数のフィルター（１０）を有する少なくとも一つのろ過ユニット（８）を含むプラントにおいて、フィルター（１０）のジャケット（１２）と軸線（１０’）上で一致して配置した注入ノズル（２８）を含む目詰まり除去気体の注入手段が、少なくとも一つのろ過ユニット（８）のフィルター（１０）のそれぞれと関連していることを特徴とする、請求項７及び１０のいずれかに記載の装置。
【請求項１２】
フィルター（１０）の目詰まりを除去する手段のノズル（２８）のそれぞれが供給管（２７，３２）を介して個別の自動制御バルブ（２４）より成る不活性な目詰まり除去気体を配分する個別の手段と連結していることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
フィルター（１０）に目詰まり除去気体を注入する手段のそれぞれのノズル（２８）のそれぞれが管（２７）を介して、ろ過ユニット（８）のＮ個のノズルのうちｎ個のノズル（２８）に同時に供給することを確実にする配分手段（３６、３６’、３６ａ、３６ｂ、３６’ａ、３６’ｂ）に連結していることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、六フッ化ウランから酸化ウランを製造するプラントのフィルターの目詰まりを除去する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
放射活性アイソトープを有する核燃料として使用するウランを濃縮するプラントから生じる気体状六フッ化ウランＵＦ６から酸化ウランを製造する乾式法を実施する酸化ウランの製造プラントは公知である。
現在最も満足すべきものでありかつ最も広範な態様である工業的な態様において、乾式転換法と言われる、六フッ化ウランから酸化ウランを製造する方法を実施するこれらのプラントは、全体として垂直な配置である反応器を含み、該反応器に六フッ化ウラン、蒸気及び希釈用の窒素が２００℃〜３００℃で導入され、以下の加水分解反応によって六フッ化ウランＵＦ６がオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２に転換される：
ＵＦ６＋２Ｈ２Ｏ→ＵＯ２Ｆ２＋４ＨＦ
加水分解反応により六フッ化水素酸がオキシフッ化ウランに転換して気体状のフッ化水素酸ＨＦ及び粉末形態のオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２が生じる。
【０００３】
オキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２は落下して反応器の底に沈積し、それをフィードスクリューで集めて回転炉の供給口に移送し、回転炉でオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２がウラン酸化物ＵＯ２＋ｘ、すなわち回転炉における転換を実施する条件に従って酸化物のＯ／Ｕ比率が２．０３〜２．６６の間で変化する化学量論的な量を越えた組成を有するウラン酸化物ＵＯ２に転換される。
フッ化水素酸ＨＦはろ過ユニットを通って六フッ化ウランの転換反応器の上部部分から排出され、転換反応器の上部部分から吸引されるＮ２及びＨ２Ｏのような気体との混合物中の気体状フッ化水素酸によって移送されるオキシフッ化ウラン粉末ＵＯ２Ｆ２を該ろ過ユニットは保持する。
一般に、反応器の上部部分に配置した少なくとも二つのろ過ユニット又はブロックを使用し、これらのユニット又はブロックを通してフッ化水素酸を含む気体が排出される。
【０００４】
それぞれのろ過ユニットは排気マニホールド又はヘッドを含み、これらは管を介して転換反応器の外部でプラントと結合しており、該プラントは、ホットボックス中に配置した気体輸送プラントの下流の反応器の外部に設けた安全フィルターに向け、かつフッ化水素酸を回収するユニットに向けて気体を輸送することができる。
転換反応器の内部では、ろ過ユニットは一組のフィルター又はフィルターカートリッジを含み、それぞれは転換反応器の上部部分において反応器の軸に垂直に配置した全体として円筒状の形態のろ過壁を含む。
それぞれのろ過ユニットのフィルター又はろ過カートリッジは、水平に配置したろ過ユニットの平板上に上部フランジを介して載置し又は固定されており、かつオキシフッ化ウランを形成する化学反応が生じている反応器の内部空間から該マニホールド又はヘッドを分離している。
【０００５】
ある程度オキシフッ化ウラン粉末を担持した気体はろ過カートリッジの外部表面と接触し、次いでオキシフッ化ウラン粉末を分離した後、ろ過カートリッジの壁を通過し、ろ過ユニットのヘッドに入る。ろ過ユニットの外壁によって阻止されたオキシフッ化ウラン粉末は、反応器の底に重力によって落下することができ、そこでフィードスクリューで粉末を集めて移送する。
ろ過カートリッジの管状ろ過壁は、一般的には圧縮しかつ焼成した粒子又は繊維から成り、フッ化水素酸を含む気体の通過を許容する孔を有し、孔の大きさはオキシフッ化ウラン粒子の大きさより小さいので、気体によって移送することができる固形粒子の全てを阻止する。
粉末形態のオキシフッ化ウラン粒子のいくらかはカートリッジの管状壁の外部表面に沈着して、プラントの運転中フィルターは次第に目詰まりを起こす。フッ化水素酸と気体の混合物がフィルターの壁を通過することによって圧力が次第に低下し、この圧力低下はプラントの連続運転と両立しない。
従って、ろ過カートリッジの壁の目詰まりを定期的にかつ充分高頻度で除去する必要がある。
【０００６】
フッ化水素酸を含む気体が流れる方向に関して逆方向に、窒素のような不活性な目詰まり除去気体をろ過カートリッジ内部に注入することにより、目詰まり除去を行う。
目詰まり除去窒素を０．２５ＭＰａ（２．５バール）の超過圧力下、約１３０℃でろ過カートリッジ中に注入する必要があり、ここで転換反応器中の温度は約３００℃、反応器出口における気体の温度は約２００℃〜３００℃である。
貯蔵タンク中に含まれている目詰まり除去窒素は、転換反応器の上に配置した気体輸送プラントを介してろ過ユニットに輸送される。気体輸送プラントは、内部温度が約１５０℃である加熱した室内に配置される。
加熱した室内にバルブ、特に三方バルブを配置することによって、一方では、ろ過ユニットが正常に運転されている局面においてフッ化水素酸を含む気体を安全フィルター及び回収プラントへ通過させることを可能とし、他方では、目詰まりを除去する局面において気流と逆方向へ目詰まり除去窒素を通過させることを可能とする。
【０００７】
バルブは高温に耐えるものであり、その温度の上限でバルブが作動するので、バルブの使用及びその保守は複雑でかつ費用がかかる。
プラントの連続運転を可能とするために、ろ過ユニットの一つについて目詰まり除去を行う一方、別のろ過ユニット単独で反応器中に生成したフッ化水素酸を含む気体を排出する。その結果、目詰まりを除去する局面で、運転中の残りのろ過ユニットは通常の運転時の気流のほぼ２倍の気流を排出する必要がある。さらに、転換反応器の内部に第２のろ過ユニットまで輸送される目詰まり除去窒素の流れは排気されなければならず、このことにより運転中に残りのろ過ユニットにより排気されなければならない気流が増加する。
六フッ化ウランの転換反応器におけるろ過ユニットの公知の態様において、それぞれのろ過ユニットは８個のろ過カートリッジを含み、これらのカートリッジは水平板の平面に配置され、平板はフィルターを支持しフッ化水素酸を回収するヘッドを反応器の内部空間から分離する。
【０００８】
ヘッドの中央部分に配置した領域、すなわちフィルター支持平板の中央部分の直上において、フッ化水素酸を含む気体を排気する管を通して目詰まり除去窒素をヘッドへ注入する。その結果、板の中央部分及び該中央部分によって担持されたフィルターに向けられた目詰まり除去窒素のジェットが、中央部分に配置されたフィルターの目詰まり除去を優先的に行う。これらのフィルターの目詰まりが完全に除去される一方、ろ過ユニットを支持する平板の周辺に配置されたフィルターの目詰まり除去は充分ではない。これらのフィルターは次第に汚れ、圧力が増加しかつ転換プラントの運転が妨げられて、有効に目詰まり除去が行われる中央部に配置したフィルターを気体が優先的に通過する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の目的は、六フッ化ウランから酸化ウランを製造するプラントの少なくとも一つのフィルターの目詰まりを除去する方法を提供することであり、反応器中に気体状六フッ化ウランＵＦ６及び蒸気が注入され、粉末形態にあるオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２及び気体状のフッ化水素酸ＨＦが形成され、気体状フッ化水素酸ＨＦを含む気体によって移送されたオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２が反応器の出口において、反応器の出口部分に配置されフィルターの垂直軸方向に配置された管状のろ過壁を有する少なくとも一つのフィルターを含む少なくとも一つのろ過ユニットで分離され、かつ反応器の外部にフッ化水素酸が排気されることを本方法は含み、フッ化水素酸の流れと逆の方向に向けてフィルター中に注入された窒素のような不活性気体の気流によって、沈着したオキシフッ化ウラン粒子を、フィルターの壁から分離することからフィルターの目詰まり除去が成り、気体を輸送する簡単な手段及び少量の不活性な目詰まり除去気体によって目詰まりの除去が行われるフィルターが配置されているろ過ユニットの運転を継続することによって、本方法は効率的な目詰まり除去の実施を可能にする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本目的のために、フィルターの壁の軸に沿って、３００ｍ／ｓより大きな速度で１秒より短い期間不活性気体をジェットの形態で注入する。
本発明をよりよく理解するために、乾式転換法による酸化ウランの製造プラント及び本発明の方法の実施を可能にする目詰まり除去装置を、例として添付の図面を参照し、先行技術による目詰まり除去方法の実施を可能にする装置と比較して、記載する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、一般に符号１で示される酸化ウラニウムの製造プラントを示しており、六フッ化ウランをオキシフッ化ウランに転換する反応器２及びオキシフッ化ウランを酸化ウランに転換する回転炉３を含む。
反応器２は一般に垂直に配置されたエンクロージャーを含み、そこから管５が出ており、該管は窒素のような不活性気体であってもよい希釈気体と試薬気体ＵＦ６及びＨ２Ｏを反応器２のエンクロージャーの内部に注入するためのものである。
六フッ化ウランＵＦ６の蒸気による加水分解は反応器２の内部で生じ、反応器２の底に落下するオキシフッ化ウランの粉末を形成し、これは移送スクリュー４で集められ、移送スクリューは反応器２で形成された粉末固形形態にあるオキシフッ化ウランを回転炉３に移送し、炉中でオキシフッ化ウランは酸化ウラン（主としてＵＯ２）に転換される。
【００１２】
六フッ化ウランの加水分解反応により反応器２中で気体状のフッ化水素酸ＨＦが生成し、気体状のフッ化水素酸は二つの垂直な回収管７によって六フッ化ウラン転換反応器２の外部へ排気され、回収管７のそれぞれは反応器２のろ過ユニット８に連結している。記載した特定の態様では、それぞれのろ過ユニット８は８個の１０のようなろ過カートリッジを含み、カートリッジは反応器２の内部で反応器の出口部分において垂直軸に沿って配置された管状のろ過壁を含む。
図２及び３から詳細に理解できるように、各ろ過ユニット８のろ過カートリッジ１０はろ過ユニットの水平な平板９に固定されており、平板にはろ過カートリッジ１０の通り抜け管が通っており、かつ平板は回収管７が出るろ過ユニットのマニホールド又はヘッド１１を反応器２の内部空間から分離している。ろ過ユニット８のろ過カートリッジ１０又はフィルターのそれぞれは、平板９の上部表面に固定フランジを介して密封するように固定されている。それぞれのろ過カートリッジ１０は反応器２の内部にある末端で閉鎖されており、かつろ過ユニットのヘッド１１に出ている反対の末端で開いている。
【００１３】
このようにして気流は、ろ過カートリッジ１０のろ過壁を通って、反応器２のエンクロージャーから気体回収管７と連結しているヘッド１１に通過しなければならない。
図２から分かるように、ろ過カートリッジのろ過壁１２を通る気流１３は、壁１２の孔を通過することができないオキシフッ化ウラン粉末から分離される。しかしながら、いくらかのオキシフッ化ウラン粉末はろ過カートリッジ１０の壁１２に沈着して、反応器の運転中にろ過カートリッジが次第に目詰まりを起こす。
図４は先行技術によるプラントの、一方では試薬気体と希釈気体を反応器２に供給する手段を反応器２中で生成したか又は存在する気体を除去する手段と共に、他方では反応器２のろ過ユニット８のろ過カートリッジ１０の目詰まりを除去することができる手段を模式的に示している。
【００１４】
反応器２は二つのろ過ユニット８を含み、図３から分かるようにユニットのそれぞれがろ過ユニットの横断面に配置した８個のろ過カートリッジを含み、ここで図３ではろ過ユニット８のろ過カートリッジを固定する平板９にろ過カートリッジを支持しかつ固定するための部品の配置を示している。本質的に矩形の平板９は、ろ過カートリッジのための８個の打ち抜いた開口部を含み、それぞれの開口部の中に上部末端に固定されたフランジ１４によってろ過カートリッジが置かれる。８個のろ過カートリッジの８個の打ち抜いた開口部を１つの中央列及び２つの外部列に沿って平板９上に配置し、中央列は２つのカートリッジを含みその軸は平板９の中心面にあり、外部列は３つのカートリッジを含み中央列の両側に配置され、その軸は中央列の軸を含む中心面に平行な二つの面にある。平板９はろ過ユニットのヘッド１１をその下部部分で閉鎖し、気体回収管７がろ過ユニットの垂直軸に沿って配置されて平板９の中央部分の直上、中央列に配置した２つのろ過カートリッジの排出部の間に出る。
【００１５】
図４に、先行技術による、気体を排出する手段とろ過ユニットのフィルターの目詰まりを除去する手段と共に、六フッ化ウランをオキシフッ化ウランに転換する反応器２の上部部分が示されている。平行に配置されかつそれぞれがフッ化水素酸を含む気体を反応器２の外部へ排気する管７を含む二つのろ過ユニット８が、反応器２の上部部分に配置されている。室内の温度を約１５０℃に維持できる加熱用抵抗器１６と絶縁壁を含む加熱室１５が、反応器２の上に配置されている。
２つの三方バルブ１７は室１５内に配置され、それぞれが第１路１７ａと管１７’を介してろ過ユニット８のろ過ユニットのヘッド１１から出る排気管７に連結しており、かつ第２路１７ｂと管１７”によって補助フィルター１８に気体を排気する管１９に連結している。
三方バルブ１７の第３路１７ｃは、分離バルブ２１’が配置された管２１を介してタンク２０に結合しており、該タンクは先行技術に従う方法でろ過ユニット８のフィルター１０の目詰まりを除去するのに使用することができる加圧した窒素を含み、該先行技術による方法を以下に簡単に述べる。
タンク２０は０．２５ＭＰａ（２．５バール）の圧力でかつ加熱抵抗器２２で１３０℃に加熱した窒素を含む。
【００１６】
転換反応器２の正常な運転中は、六フッ化ウランＵＦ６、蒸気及び希釈窒素を管１５を介して反応器２に導入する。
反応器２中でオキシフッ化ウランＵＯ２Ｆ２とフッ化水素酸ＨＦが生成し、フッ化水素酸は２つのろ過ユニット８の出口に管７で移動され、ろ過ユニットは三方バルブ１７に連結し、三方バルブは制御回路２３によって制御されている。次いでバルブ１７を制御して三方バルブの第１路及び第２路へ酸性気体を流して補助フィルター１８に輸送し、次いで回収する。
図４に示されたプラントを使用して実施することができる先行技術に従う目詰まりの除去方法は、“オフライン”方法として知られており、すなわち目詰まりを除去するろ過ユニットが回路の外に置かれている方法である。これを実施するために、目詰まりを除去するろ過ユニットの三方バルブ１７を制御して三方バルブ１７の第１路と第３路を連結する。その結果、目詰まり除去されているろ過ユニット８及び対応する排気管７によって、反応器２で生成した気体をこれ以上排気することができない。
窒素供給ラインの分離バルブ２１’を開けて、１３０℃の温度の加圧した目詰まり除去窒素のジェットを、連結管１７’及び目詰まり除去を行うろ過ユニット８の排気管７へ供給することによって行われる。
【００１７】
ろ過ユニットの平板９の中央部分に配置したろ過カートリッジの直上にあるろ過ユニットのヘッド１１に目詰まり除去窒素を注入する。その結果、ろ過ユニットの２つの中央ろ過カートリッジを十分に目詰まり除去することができ、一方他の６個のカートリッジは部分的に目詰まり除去される。
さらに、ろ過ユニットの目詰まりを除去するためには、約０．５秒間、窒素タンクの分離バルブを開放することによって行う目詰まりの除去の際、相対的の多くの、一般的には約５０リットル（常圧下で）の目詰まり除去窒素をろ過ユニットに注入する必要がある。
その結果、目詰まり除去中に依然として作動している第２のろ過ユニットが、反応器２で生成した気体の全てだけでなく第１のユニットに注入された目詰まり除去窒素の追加流も排気しなければならず、これにより反応器中に一般的な超過圧力が生じる。
【００１８】
従って、先行技術の公知の方法では、ろ過ユニットの中央部分から離れたフィルターの目詰まり除去に関する効率が低下していた。
さらに、ろ過単位の目詰まり除去を“オフライン”で行うと、第２のろ過ユニット及びフッ化水素酸を含む気体を排気するための対応する回路の正常ではない作動が必要となる。
本発明に従うと新しい目詰まり除去方法が提供され、該方法により目詰まり除去中に目詰まり除去を行っているろ過ユニットの運転を維持することができる。
このような方法を“オンライン”法という。
図５及び６は、本発明に従う方法の実施を可能にする目詰まり除去装置を取り付けた、六フッ化ウランをオキシフッ化ウランに転換する反応器のろ過ユニットを示す。
【００１９】
図５及び６に示したプラントの要素について図１〜４に対応する場合は同じ符号を付した。
図５及び６に示したプラントのろ過ユニット８は、図２及び３に関して述べたろ過ユニットと同様な方法で製造される。これらのろ過ユニットはそれぞれ、ろ過カートリッジのための打ち抜いた開口が横切っている平板９によって支持される８個のフィルター又はフィルターカートリッジを含み、気体回収管が出ているろ過ユニットのヘッド又はマニホールドを、ろ過カートリッジが導入される反応器２の内部空間から、平板９が分離している。
転換反応器２が正常運転の場合、気体状フッ化水素酸及び他の気体（蒸気、水素等）は、矢印１３で示されるようにろ過カートリッジ１０の多孔質壁１２を通って反応器の内部空間に移動し、粉末形態のオキシフッ化ウランの粒子１３’は反応器２の底に落下する。しかしながら、ろ過カートリッジの壁１２の目詰まりが次第に生じ、このためカートリッジの定期的な目詰まり除去が必要となる。
【００２０】
本発明に従うと、ろ過カートリッジ１０のそれぞれの軸に沿って輸送した目詰まり除去窒素の、音速における一又は複数の非常に短い連続的なジェットによって、目詰まり除去が行われる。目詰まり除去が行われるろ過ユニットの運転を維持しつつ目詰まり除去窒素を注入する、すなわち、ろ過ユニットのヘッド１１に連結する管７を通る排気のためにろ過ユニットを通るフッ化水素酸と気体の混合物の通過を維持しつつ、窒素を注入する。
ろ過ユニット８のヘッド１１は、反応器２の内部空間からヘッド１１を分離する平板９の上に、平板９の上に止まるフランジ２５’を介して平行配置で固定されている。ねじとボルトの組合せ２６により、ヘッドの壁２５のフランジ２５’、フィルター１０を支持する平板９の周辺部及び反応器２の壁の上部をはめ込んだフランジ２’を相互に固定しかつ係止することが可能となる。平板９の両側に相互に係止したフランジの間に密封体を挿入する。平板１１の壁２５は目詰まり除去窒素を注入するための８個のノズル２８の一組を有しており、それぞれがろ過カートリッジ１０の軸１０’に沿っている。ノズル２８のそれぞれを管２７によって目詰まり除去窒素を配分する一組のソレノイドバルブ２４のうちの一つのソレノイドバルブに連結させることができ、これらのバルブはろ過ユニット８の上で支持に固定されている。
【００２１】
目詰まり除去窒素を注入するノズル２８のそれぞれはろ過カートリッジ１０に関連しており、ろ過カートリッジの軸１０’に沿ってノズル２８の軸が向くように配置されており、ノズル２８の注入末端がフランジ２９の上面のわずか上にあり、フランジ２９はろ過カートリッジ１０をヘッド１１の平板９の上面に固定しかつ支持している。
ノズル２８の管は円筒形又は収束−拡散型であることができ、ノズルを直接流れに逆らってヘッド１１中に配置しかつ開口部３０に関して共軸の位置に配置することができ、該開口部３０はろ過カートリッジ１０の支持フランジ２９を通ってベンチュリーを形成し、すなわち非常に短い期間ノズル２８に加圧下に輸送された目詰まり除去窒素のジェットをさらに加速する収束−拡散管を形成する。従って、目詰まりの除去は、音速、すなわち音速に本質的に等しいか又はそれよりわずかに速い速度のパルス化したジェットによって行われる。
変形した態様では、ノズルをろ過カートリッジの内部に挿入し、ろ過カートリッジの半ばの中央領域に配置することができる。こうしてろ過カートリッジへの洗浄気体ジェットの浸透を確実にすることができる。
【００２２】
図７、８及び９に関して、ろ過ユニットの目詰まり除去ノズル２８への種々の供給方法を述べることとする。目詰まり除去ノズルへの供給システムの別の変形により、一群で又は個別に目詰まり除去ノズルへ供給することが可能になる。従って、それぞれのろ過カートリッジに対する個別のノズルである目詰まり除去ノズルに、選択した供給システムに従って同時に又は順次に供給することができる。
ノズル２８とベンチュリー３０から成るろ過カートリッジの目詰まりを除去する手段を構成しかつ運転する典型的な条件を以下に述べる。
収束−拡散管を有するノズルに関して、ノズルの首部の直径は約１０ｍｍである。拡散部分の開口角度は５〜１５°、例えば約１０°であることができる。
目詰まりの除去の頻度は反応器の圧力低下の増加に従って決まり、管２７によってノズル２８に連結している目詰まり除去バルブ２４の開放期間は、０．１〜０．５秒の間、例えば０．１４秒又は０．２秒であることができる。
【００２３】
窒素貯蔵タンクにおける目詰まり除去窒素の超過圧力は０．２〜１ＭＰａ（２〜１０バール）、好ましくは約０．６ＭＰａ（６バール）である。
窒素の圧力が０．６ＭＰａ（６バール）でノズルのオリフィスが約１０ｍｍである場合、それぞれの目詰まり除去装置に注入される窒素の容量は、期間が０．１４秒であれば１０リットル、期間が０．２秒であれば１５リットルである。それぞれの目詰まり除去操作に際してパルス化したジェットによって注入される目詰まり除去窒素の容量が、先行技術による目詰まり除去操作の間に注入される容量より本質的に少ないことに留意すべきである。
ベンチュリー３０の出口において注入する気体ジェットの速度が３３０ｍ／ｓを越えるようにノズルを製造し、これによってジェットが音速の領域に存在する。
使用するフィルターの型及び転換プラントの運転様式に従って、パルス化したジェットの特徴的なパラメーター、すなわちその速度及びその期間は上記の値と異なることができる。
【００２４】
しかしながら、全ての場合において、ろ過カートリッジの入口における目詰まり除去ジェットの速度は３００ｍ／ｓより大きくかつ音速におけるジェットの注入期間は１秒より短い。
上記したように、ノズル、従って目詰まり除去管に、図７、８及び９に関して記載した異なる方法で供給することができる。
図７、８及び９において、対応する要素は同じ符号を有し、かつ図７、８及び９並びに図４に示された対応する要素には同じ符号を付してある。
全ての場合において、本発明に従う方法の範囲内において使用するプラントは、蒸気、水素及び希釈窒素と混合したフッ化水素酸を排気する手段及び図４に関して、先行技術に記載されたものより簡単である目詰まり除去窒素の配分手段を含む。
図７において、図５及び６に関して先に説明した本発明に従う目詰まり除去プラントのノズル２８に目詰まり除去窒素を配分する一組の手段が示されている。
【００２５】
図７に示した窒素を配分する手段を、プラントの各ろ過ユニットのろ過カートリッジ１０のそれぞれを順次目詰まり除去するためのノズル２８のそれぞれに窒素を順次配分できるように製造する。
ろ過ユニットのフィルターの目詰まり除去ノズル２８の全てに、又はろ過ユニットのいくつかのフィルターのみ（例えばフィルターの半数）に同時に供給することが可能になる窒素配分手段の２つの変形例が、図８及び９にそれぞれ記載されている。
図７に示されているように、ノズル２８に窒素を配分する手段は、直径が大きな絶縁管から成る窒素タンク３１を含む。
２０〜３０リットルの容量を有する窒素タンク３１は、０．２〜１ＭＰａ（２〜１０バール）、例えば０．６ＭＰａ（６バール）の圧力及び約１３０℃の温度であることができる窒素を含む。ホース３２を介してノズル２８に供給する管２７のそれぞれに窒素を配分するソレノイドバルブ２４を、タンク３１を形成する管の一方の側に配置する。
【００２６】
図７に示された態様に示されているのは、２つのろ過ユニットのフィルターの目詰まりを除去する１６のノズルの一つにそれぞれの１つが関連している１６のソレノイドバルブ２４である。それぞれのソレノイドバルブ２４は管３３を介して窒素タンク３１に連結しており、管３３には手動の停止バルブ３４が配置され、窒素タンクの一又は複数のバルブを任意に分離することができる。
ソレノイドバルブ２４を自動的に順次制御して、予め定めた期間、例えば０．１〜０．５秒の間、ノズル２８のそれぞれに順次目詰まり除去窒素を供給することができる。
【００２７】
図８に示された配分手段の態様では、手動の停止バルブ３７ａが配置された管３７によって窒素タンク３１と連結している単一のソレノイドバルブ３６（又は３６’）が、窒素をマニホールド３５（又は３５’）に供給し、ろ過ユニットの８個の目詰まり除去ノズル２８に供給する管２７がホース３８によって該マニホールドに連結している。２つのろ過ユニットのフィルターの目詰まり除去ノズル２８に窒素を２つのソレノイドバルブ３６及び３６’から供給し、それぞれがろ過ユニットに関連し、これらのバルブの開放を順次制御して、順次マニホールド３５及び３５’のそれぞれに供給する窒素を制御する。
図９に第２の態様に従う窒素の配分手段が示され、該態様は、２つのろ過ユニットのそれぞれに対して２つのソレノイドバルブ３６ａ及び３６ｂ（又は３６’ａ及び３６’ｂ）を含み、それぞれのソレノイドバルブがマニホールド３５ａ及び３５ｂ（又は３５’ａ及び３５’ｂ）と連結し、ろ過ユニットの４個のフィルターの４個のノズル２８の管２７がホースを介して該マニホールドに連結している。従って配分装置は、自動的に順次制御してろ過ユニットの各組の４個のフィルターについてフィルター１０の目詰まりを除去することができる４個のソレノイドバルブを含む。
【００２８】
より一般的には、オキシフッ化ウランを生産できる反応器のろ過ユニットのＮ個のフィルターのうちｎ個のフィルターの組を順次目詰まり除去することを可能にする窒素配分プラントを設計することが可能である。
ろ過ユニットの８個のろ過カートリッジ若しくは４個のカートリッジ、又はより一般的にはｎ個のろ過カートリッジを同時に目詰まり除去する場合でも、先行技術による目詰まり除去と異なり、ろ過カートリッジのそれぞれにおいては目詰まり除去が個別に行われることに留意すべきである。
さらに、ろ過ユニットによるフッ化水素酸の排気を停止することなくそれぞれのろ過カートリッジが個別に目詰まり除去されることに留意すべきである。詳細には、三方バルブのような排気した気体を輸送する手段を使用する必要がない。目詰まり除去窒素を非常に短期間で注入するので、この注入によりろ過カートリッジにおいて気体の排気が非常に短期間一時的に停止され、注入した目詰まり除去窒素は衝撃波を生じる。
【００２９】
目詰まり除去気体の注入直後に、ろ過カートリッジ１０からの気体出口を形成するベンチュリー３０を通って、気体の排気が再開される。
全ての場合において、本発明の方法に従って、“オンライン”方法の手段によってろ過ユニットの各フィルターの効率的かつ均一な目詰まり除去を得ることが可能となり、すなわち蒸気及び希釈窒素及び水素と混合したフッ化水素酸の反応器の外部への排気を中断することなく目詰まり除去が可能となる。
個別の順次の目詰まり除去又は一群８個、４個又はＮ個のフィルターを含むろ過ユニットのうちのｎ個のフィルター（ｎ＜Ｎ）における目詰まり除去において、非常に短期間のパルス化した目詰まり除去の際に、目詰まり除去が行われていないろ過カートリッジを通って、気体の排気が完全に連続的に行われている。
【００３０】
本発明は記載した態様に制限されない。
不活性な目詰まり除去気体を注入する記載した以外の手段を使用して、フィルターの壁１２に保持された粒子を分離することによって非常に良好な目詰まり除去を行う衝撃波をフィルター内で生じる不活性な目詰まり除去気体のジェットを音速又は音速をやや超えた速度において得ることができる。
窒素の代わりに、アルゴンのような他のいずれかの不活性気体を使用して、音速のパルス化したジェットによる目詰まり除去を行うことができる。
記載した以外の目詰まり除去気体を配分し輸送する手段を使用することができる。
六フッ化ウランをオキシフッ化物に転換し、それぞれが平行した一又は複数のフィルターを含むろ過ユニットを配置した出口部分を有する反応器を含む酸化ウラン製造プラントのいずれにも、本発明を適用することができる。
【００３１】
転換反応器は、いくつのフィルターを含んでもよいろ過ユニットをいくつ含んでもよい。
平行に配置した複数のフィルターを含む少なくとも一つのろ過ユニットを含むプラントでは、不活性な目詰まり除去気体を注入する手段は、複数のフィルターのそれぞれのフィルターと軸が一直線に一致して配置した注入ノズルを含む。
ソレノイドバルブの代わりに、目詰まり除去気体を目詰まり除去ノズルに個別に又は一群で配分する自動制御バルブのいずれの型のものも使用することができる。
現存する工業的なプラントでは、本発明に従う目詰まり除去方法を使用して、六フッ化ウラン転換プラントの時間当たり産出量を実質的に増加させることができる。
先行技術のプラントでは、六フッ化物の産出は１００ｋｇ／ｈより低く、一般的には７５ｋｇ／ｈの六フッ化物の産出に限られていた。本発明に従う目詰まり除去装置を有するプラントでは、２倍、すなわち１５０ｋｇ／ｈの産出量を処理できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
図１は、乾式転換方法による酸化ウランの製造プラントの立面図及び断面図における全体的な図である。
【図２】
図２は、六フッ化ウランをオキシフッ化ウランに転換する反応器のろ過ユニットの部分的な断面図である。
【図３】
図３は、ろ過ユニットのろ過カートリッジを支持する平板の、図２における３−３に沿った上面図である。
【図４】
図４は、先行技術による目詰まり除去装置を含む反応器の、転換反応器の上部を気体が出入りすることを可能にする気体の輸送及び流れ手段を示す概観線図である。
【図５】
図５は、本発明による目詰まり除去装置を含む六フッ化ウランの転換反応器のろ過ユニットの断面図である。
【図６】
図６は、本発明による方法を実施するための目詰まり除去装置を示す図５の部分の詳細図である。
【図７】
図７は、本発明に従う目詰まり除去装置のある態様の平面図である。
【図８】
図７は、本発明に従う目詰まり除去装置のある態様の平面図である。
【図９】
図９は、本発明に従う目詰まり除去装置のある態様の平面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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