具体实施方式

如图1所示，核燃料粉末生产设备1包括被设计为将UF₆转化为UO₂的转化设备2。

转化设备2包括水解反应器4，其用于通过注入到反应器4中的气态的UF₆和干燥水蒸汽(H₂O)之间的反应，将UF₆转化为UO₂F₂粉末。

转化设备2包括高温水解炉6，其用于通过使UO₂F₂粉末与注入到炉6中的来自高温水解的干燥水蒸汽(H₂O)和H₂气体反应，将UO₂F₂粉末转化为UO₂粉末。

转化设备2包括供给装置8，其被设计为将反应性气体(UF₆气体、干燥水蒸汽和H₂气体)注入到反应器4和炉6中。

供给装置8还被设计为将惰性气体注入到反应器4中，从而使UF₆到UO₂的转化在中性气体气氛下进行。中性气体优选是氮气(N₂)。

注入到反应器4中的UF₆和干燥水蒸汽形成UO₂F₂粉末，该粉末落到反应器4的底部。

炉6包括连接至反应器4以接收UO₂F₂粉末的入口10和用于输出UO₂粉末的出口12。

转化设备2包括分别在炉6的入口10的水平处和炉6的出口12的水平处的密封件11，以在炉6的入口10处和炉6的出口12处提供密封。

炉6是连续炉，其被设计为使得UO₂F₂粉末从入口10进入炉6中行进到出口12，同时暴露于注入到炉中的干燥水蒸汽(H₂O)和H₂气体中。

在此，转化设备2被设计为使注入到炉6中的干燥水蒸汽(H₂O)和气态的H₂逆着UO₂F₂粉末的流动(即，从出口12朝向入口10)循环。供给装置8被设计为通过炉6的出口12将干燥水蒸汽(H₂O)和气态的H₂注入到炉6中。

炉6包括旋转转筒14，其沿着中心轴线C延伸并且具有分别形成入口10和出口12的第一端部和相对的第二端部。使转筒14倾斜以使入口10高于出口12。在操作中，由于转筒14的倾斜和旋转，UO₂F₂粉末从入口10前进到出口12。

炉6包括用于加热转筒14的加热元件16。在所示的例子中，加热元件16围绕转筒14。

转化设备2包括回收装置17，其用于回收过量的反应性气体、惰性气体和由转化产生的气态的副产物，即氟化氢HF。

回收装置17在此设置在反应器4中，以回收反应器4中存在的气体以及由于炉6中的气体的逆流循环而从炉6上升到反应器4中的气体。

转化设备2包括用于将UO₂F₂粉末从反应器4的底部转移到炉6的入口10的转移装置18。转移装置18在此是机动的环形螺杆。

转化设备2包括密封件11，其被设置为在转移装置18与反应器4之间，更确切地说在转移装置18与反应器4的开口之间提供密封，转移装置18通过该开口插入反应器4中。

转化设备2被设计为通过连续注入惰性气体(优选氮气(N₂))对每个密封件11进行加压，优选在比转化设备2中存在的压力大的压力下。

在比转化设备2中存在的压力大的压力下，在设置在炉的入口10、出口12处和/或反应器4与转移装置18之间的密封件11的水平处注入中性气体可以防止反应性产物和反应产物从转化设备2中逸出，并确保将所述产物限制在转化设备2中。

转化设备2包括用于封装来自炉6的UO₂粉末的封装单元20。

反应器4和炉6被设计为连续操作，并连续生产UO₂粉末。调节单元20被设计为用由反应器4和炉6连续供给的UO₂粉末填充容器。

封装单元20包括用于用UO₂粉末填充容器24的台22。

填充台22包括容纳腔室26、填充管道28和抽吸系统32，该填充管道28用来自炉6的UO₂粉末进行供给并具有通向该容纳腔室26的出口30。

在图2中可以看出，抽吸系统32包括抽吸环34，该抽吸环设置在填充管道28的出口30处，以围绕从填充管道28的出口30落入容器24的入口孔35中的UO₂粉末流P抽吸环形空气流A。

抽吸环34被布置为使得从填充管道28的出口30离开的粉末流P穿过抽吸环34。抽吸环34围绕使填充管道28的出口30伸长的假想的圆柱体设置。

抽吸环34包括围绕中心轴线B延伸的环形管36。管36具有环形形状。管36设有围绕中心轴线B分布在管36上的抽吸孔38。抽吸孔38布置在管36的壁的一部分上，该部分面对抽吸环34的内部。

抽吸环34包括连接至管36的出口管道40。

当在管36内产生抽吸力时，抽吸环34吸引空气A的环形流动。

随着UO₂粉末从填充管道28流到容器24，粉末颗粒不可避免地悬浮在周围的空气中。

利用在抽吸环34中产生的适当的抽吸力，当围绕填充管道28的出口30抽吸悬浮在空气中的粉末颗粒时，可以不干扰粉末从填充管道28流到容器24中。因此，有效地限制了周围空气的污染。

有利地，填充台22包括中性气体注入管道39，用于在用UO₂粉末填充容器24之前和期间中和容器24。这种构造可以防止UO₂粉末与空气接触，从而限制UO₂粉末的氧化和粉尘爆炸的风险。注入的中性气体例如是氮气(N₂)。

返回图1，抽吸系统32包括用于产生抽吸力的抽吸机42。抽吸机42连接至抽吸环34的出口管道40，以通过抽吸环34抽吸空气。

抽吸系统32包括用于将粉末颗粒与通过抽吸环34抽吸的空气分离的颗粒分离器44。颗粒分离器44在此是旋风分离器。

抽吸系统32包括用于滤出抽吸空气中存在的粉末颗粒的过滤器装置46。

在所示的例子中，过滤装置46位于颗粒分离器44的下游，而抽吸机42设置在过滤装置46的下游。这可以将颗粒与空气分离，然后过滤残留在空气中的任何颗粒，从而限制抽吸机42的污染。

填充台22包括通风系统48，以通过吸入容纳腔室26中存在的空气来更新容纳腔室26内的空气。

通风系统48可以将填充台22的内部保持在真空中，从而避免粉末到填充台22的外部的任何散布。

通风系统48包括用于对容纳腔室26中存在的空气产生抽吸力的抽吸机50和用于对抽吸空气中存在的粉末颗粒进行过滤的过滤器装置52。

由于通风系统48通过抽吸而工作，因此容纳腔室26的环境空气中存在的任何粉末都不会排放到外部，而由通风系统48抽吸和过滤。

如图1所示，容纳腔室26是限定封闭容积体的封闭舱室。作为变型，容纳腔室26是罩。

容纳腔室26包括通道门54，通道门的开口允许将容器24引入腔室26中或从腔室26中取出。

填充台22包括用于自动控制门54的打开和关闭的门控制系统56。

容纳腔室26优选配备有放射性污染控制装置57，该放射性污染控制装置57设置在容纳腔室26的下部中，以在容纳腔室26内进行控制并且特别是检测裂变材料的可能污染。放射性污染控制装置57包括例如α射线检测器和/或用于采集容纳腔室26中存在的大气样本并测量其放射性的装置。

容纳腔室26还可以配备有警报系统58，该警报系统58包括设置在容纳腔室26内以测量其中的压力的传感器60。警报系统58包括警报器62，以在容纳腔室26内发生过压的情况下发出警报信号，该警报信号优选可被舱室外部的操作员感知。

可选地，填充台22的警报系统58可以包括设置在通风系统48的抽吸管道中的传感器63以及被设计为在进气压力降低的情况下(过滤装置52堵塞的迹象)发出警报信号的警报器65。

与传感器63相关联的警报器65和与设置在封闭外壳26内部的传感器60相关联的警报器不同。作为变型，它可以是相同的警报器。

在填充台22与炉6的出口12之间，封装单元20包括由炉6用UO₂粉末供给的分配器64和与分配器64并联连接的至少两个储罐66，从而选择性地一次供给一个储罐66，每个储罐66连接至填充台22，以一次从一个储罐66选择性地供给填充台22。

分配器64具有用于接收UO₂粉末的槽68。

供给台20具有中性气体注入装置69，其被设计为将惰性气体，优选氮气(N₂)注入到分配器64中，更确切地注入到分配器64的槽68中，以防止在出口12的水平处注入的氢气(H₂)进入槽68。实际上，使氢气气体与分配器64中可能存在的氧气接触会产生氢气爆炸的风险，从而会产生裂变材料(铀)和有害产品到环境中的散布。如图3所示，槽68具有侧壁70以及优选平坦的底部72，而分配器64包括用于刮擦槽68的底部72的刮具74。刮具74相对于底部72可旋转地安装，并且联接至用于驱动刮具74的马达76(图1)。

槽68的底部72设置有出口孔78，每个出口孔78向相应的储罐66进行供给。

分配器64包括与每个出口孔78相关联以打开或关闭相应的出口孔78的相应的封闭系统80(图1)。

刮具74被设计为由于刮具74的旋转而将搁在槽68的底部72上的UO₂粉末推向出口孔78。

如图3所示，侧壁70是以中心轴线R为中心的圆柱形，并且底部72包括分布在底部72上的多个出口孔78(在这种情况下为三个)。出口孔78在此优选均匀地分布在以中心轴线R为中心的假想圆上。

刮具74围绕中心轴线R可旋转地安装。刮具74包括沿径向延伸并具有凹形的刮具面82A的至少一个刮具臂82。

刮具面82A的凹面使得刮具面82A从中心轴线R径向向外延伸，逐渐远离穿过中心轴线R的参考半径和刮擦面82A的距中心轴线R最远的端部，然后逐渐接近所述参考半径。

每个凹形的刮具面82A的距所述参考半径最远的部分优选与出口孔78径向相对。换句话说，每个凹形的刮具面82A的距所述参考半径最远的部分横穿设置出口孔78所沿的假想圆。

这种形状允许由于刮具74的旋转而使粉末返回到出口孔78。朝向槽68的中心的粉末被推回周边，而使朝向槽68的周边的粉末回到槽68的中心。

这允许罐68的完全排空而无需停止UO₂粉末的生产或供给。

刮具74在此具有沿直径相对的两个刮具臂82。刮具74沿中心轴线R具有S形视图。替代地，刮具74可以具有单个刮具臂82或超过两个刮具臂82。

在所示的构造中，槽68是圆形的，出口孔78被定位成圆，并且刮具74的运动是圆形的。

更一般地，槽68、出口孔78和刮具74具有的几何形状、位置和运动被设计为允许完全排空槽68而无需停止UO₂粉末的生产或供给。

向每个储罐66的供给由封闭系统80控制，该封闭系统80控制向该储罐66进料的出口孔78的打开。

每个储罐66被设置用于在将UO₂粉末转移到填充台22之前临时储存UO₂粉末，当储罐66充满时，将所储存的粉末充分冷却并且使空的容器24处于待填充的位置。

每个储罐66被设计为冷却被接收在储罐66中的UO₂粉末。

每个储罐66具有气体冷却装置83，该气体冷却装置83被设置为产生通过储罐66的气流。气体优选是惰性气体，例如氮气(N₂)。这样将UO₂粉末保持在中性气体气氛中并确保其冷却。

在此，每个气体冷却装置83包括用于将中性气体注入到储罐66的下部中的注入装置84和用于在储罐66的上部中回收并过滤中性气体的收集和过滤装置86。

有利地，注入装置84被设计为以均匀的方式将中性气体注入到被接收在储罐66中的UO₂粉末中。这特别是可以提取可能被捕集在粉末中的残留水分，避免粉末在其冷却过程期间被压实，从而使粉末流化并有利于将其装载到容器24中。为此，注入装置84包括例如由烧结金属制成的多孔扩散器。

每个储罐66具有由出口阀85控制的出口，出口阀85控制UO₂粉末从储罐66中流出。每个储罐66的出口连接至专用于该储罐66的输出蜗杆87，输出蜗杆87向装载蜗杆88进行供给，该装载蜗杆88被提供用于用UO₂粉末供给填充台22的填充管道28。

填充管线28的入口由入口阀90控制。

在操作中，反应器4和炉6被连续地供给反应性气体并连续地产生UO₂粉末。离开炉6的UO₂粉末由分配器64收集，分配器64将UO₂粉末以依次且周期性的方式分配于储罐66中。分配器64填充储罐66，然后前进到下一个储罐66，直到所有储罐66已被填充，然后循环重复此过程。储罐66在被充满时进行排空，从而它们不会同时全部被充满。

在每个储罐66中冷却UO₂粉末。

当容纳在储罐66中的UO₂粉末被冷却并且准备填充容器24时，打开该储罐66的出口阀85以向该储罐66的输出蜗杆87进行供给，该输出蜗杆又向装载蜗杆88进行进料，该装载蜗杆88向填充管道28进行供给。

为了向储罐66进行供给，旋转刮具74并打开与供给该储罐66的出口孔78相关联的封闭系统80。由于刮具74的旋转，粉末被推到打开的出口孔78，并流到储罐66。

由于与刮具74相关联的底部72的平坦设计，在分配器64中不存在UO₂粉末可能在其中形成团块的死区。这样的团块可能在操作员进行维护干预期间导致大气污染，或导致临界风险。

容器24允许将UO₂粉末转移到例如造粒台，以由UO₂粉末例如通过烧结形成UO₂粒料。在所示的构造中，需要将容器24倒转过来以将其排空并将UO₂粉末装载到造粒台中。

有利地，分配器64被设计为平行地接收四个储罐66。当四个储罐66中的一个正在被填充时，四个储罐66中的第二个正在冷却，四个储罐66中的第三个正在被排空，并且四个储罐66中的第四个是空的。因此，在意外关停核燃料粉末生产设备1的情况下，四个储罐66中的第四个仍可用，以允许将转化设备2中存在的所有裂变材料移走并使转化设备2处于安全关停状态下。

如图4所示，核燃料粉末生产设备1包括用于翻转和排空容器24的翻转台100。

转动台100包括：框架102；用于夹持容器24的容器保持器104；至少一个提升臂106，该提升臂围绕第一旋转轴线R1枢转地安装在框架102上，容器保持器104可围绕第二旋转轴线R2旋转地安装在提升臂106上，第二旋转轴线R2与第一旋转轴线R1分开并平行于第一旋转轴线R1；以及转动机构108，其用于仅由于提升臂106相对于框架102的旋转而引起容器保持器104相对于提升臂106的旋转。

容器保持器104包括两个提升臂110，这两个提升臂110被设置为装配到固定到容器24上的框架112的凹部111中。

容器保持器104包括锁定装置114，该锁定装置包括锁定构件116，该锁定构件可移动以装配到框架112的凹部(不可见)中，从而锁定沿着提升臂110滑动的容器24。

在此，转动台100包括通过轴118旋转地联接的两个提升臂106。轴118围绕第一旋转轴线R1可旋转地安装在框架102上，并且提升臂106固定到轴118的两个端部上，每个提升臂106均附接至轴118的相应的端部。

转动台100包括提升系统119，该提升系统用于使提升臂106围绕第一旋转轴线R1旋转。提升系统119包括致动器120，该致动器连接至提升臂106以使它们绕第一旋转轴线R1旋转。

致动器120在此是液压千斤顶，该液压千斤顶具有连接至框架102的第一端部和与第一端部相对并连接至连杆122的第二端部，连杆122旋转地连接至提升臂106。连杆122在此固定到轴118上。替代地，致动器120可以是气动缸或电动千斤顶。

框架102包括锁定装置124，锁定装置124包括锁定构件126，锁定构件126可移动以装配到框架112的锁定凹部128中，以在容器24处于翻转位置时相对于框架102固定容器24。

每个锁定构件126由相应的锁定致动器130控制。如图4所示，将锁定构件126移开以允许容器24翻转，并且将其汇集在一起以装配到锁定凹部128中并阻挡翻转的容器24。

图5和图6分别示出了处于用于夹持容器24的夹持位置(图5)和处于使容器24翻转的翻转位置(图6)的转动台100。在图6中，容器24被锁定装置124阻挡。

在图5和图6中可以看出，转动机构108包括：第一小齿轮132，该第一小齿轮可旋转地安装在提升臂106上，同时可旋转地固定到框架102上；第二小齿轮134，该第二小齿轮可旋转地安装在可旋转地固定到容器保持器104上的提升臂106上；以及驱动机构135，该驱动机构将第一小齿轮132连接至第二小齿轮134。

第一小齿轮132在此借助于锁定臂136旋转地连接至框架102，锁定臂136的一个端部旋转地连接至第一小齿轮132，并且其另一个端部固定到框架102上，使得锁定臂136并且因此第一小齿轮132相对于框架102旋转静止。

驱动机构135包括例如在第一小齿轮132和第二小齿轮134上经过的驱动链138。

随着提升臂106旋转，第一小齿轮132相对于提升臂106枢转，使得第二小齿轮134也相对于提升臂106枢转。第二小齿轮134在围绕其轴线枢转的同时围绕第一小齿轮132作弧线运动。

通过转动台100的这种安装构造，提升臂106的简单旋转引起容器保持器104和容器24的周转圆运动。容器保持器104在其围绕旋转轴线R2旋转的同时描述了围绕旋转轴线R1的圆弧。这可以在同一运动中获得容器24的提升和旋转。容器保持器104的旋转的控制以简单且易于实现的方式获得。

转动台100包括用于接收从返回的容器24离开的粉末的接收器140。

转动台100设有类似于填充台22的抽吸系统32的抽吸系统。转动台100的抽吸系统特别地包括抽吸环142，粉末通过抽吸环142从返回的容器24的入口孔35流到接收器140的入口。抽吸环142类似于填充台22的抽吸环。

如图1所示，翻转台100包括存在传感器144，以检测处于翻转位置的容器24的存在。存在传感器144例如是感应传感器。存在传感器144在此布置在阻挡装置124附近。

阻挡装置124被设计为根据由存在传感器144提供的信号来阻挡容器24。

容器24设有控制容器24的打开和关闭的打开系统146。

转动台100被设计为根据由存在传感器144提供的信号来控制容器24的打开系统146，并且特别是仅在存在传感器144检测到处于翻转位置的容器24的存在时，才控制容器24的打开。

转动台100被设计为基于由存在传感器144提供的信号来激活通过抽吸环142的抽吸。仅当检测到翻转容器24的存在时才激活通过抽吸环142的抽吸。

可选地，转动台100可以包括用于将容器24与接收器140对接的可充气密封件。考虑到定位公差，这确保了密封对接。

转动台100允许在最少人工干预下安全地处理容器24。另外，转动台100是简单的，坚固的且易于清洁的。使用液压或气动致动器120同时提升和翻转容器24的翻转机构108允许容器24平顺地翻转，从而确保UO₂粉末完全排空，而不在容器24中留下任何粉末，并且在粉末从容器24转移到接收器140中期间不使任何粉末分散。

核燃料粉末生产设备1整体上允许在生产期间和维护操作期间生产和供给UO₂粉末，特别是供给到UO₂粒料生产台，限制了转化设备2中团块的形成并限制了容器24的排空和填充期间UO₂粉末向大气中的分散。