将六氟化铀转化为二氧化铀的方法和设施与流程

本发明涉及二氧化铀(uo2)粉末生产领域，特别针对制造用于核燃料棒的uo2粒料。

可以以六氟化铀(uf6)的形式来浓缩铀。但是，此后有必要将uf6转化为uo2以制成uo2粒料。

为此，可以在反应器中通过水解将气态uf6转化为氟氧化铀(uo2f2)，方法是将uf6气体和干水蒸气注入反应器中获得uo2f2粉末，然后在炉中通过热水解将uo2f2粉末转化为uo2粉末，使uo2f2粉末在炉中循环，然后将干水蒸气和氢气(h2)注入炉中。

为了获得均质的uo2粉末，可在炉上安装允许剧烈搅拌uo2f2粉末并促进uo2f2粉末与氢和水蒸气接触的手段。

连续的uf6→uo2f2→uo2转化产生的副产物是毒性和腐蚀性极强的氟化氢(hf)气体。

水解反应在中性气体(或惰性气体)的气氛下，优选在氮气气氛下进行。为此，将中性气体注入反应器，形成吹扫反应器的气流。

在生产阶段，为避免转化设备中超压，可以使中性气体、过量的反应性气体和转化产生的氟化氢通过旨在保留悬浮颗粒(尤其是uo2f2和uo2颗粒)的过滤器而排出。

过滤器逐渐被堵塞，并且可以通过逆流注入中性气体而有规律地被疏通。

为了防止在热水解炉的内壁上形成粉末团块，转化设备可以设置有敲击炉外壁上的撞击构件。

us6136285公开了这样一种用于将uf6转化为uo2的设备以实现这样的转换方法。

在这样的转化方法中，以可烧结粉末通过烧结形成uo2粒料的形式生成uo2。

随着时间的推移，难以获得优质uo2粉末，即具有令人满意的特性，特别是在表观密度、比表面积、粒度和化学组成方面。

为了满足在核工业中使用的要求，用于形成uo2粒料的uo2粉末必须是均质的。它的杂质(主要是氟)水平必须尽可能低，优选小于50ppm(50μg/guo2)，比表面积为1m²/g至4m²/g，氧/铀比为1.80至2.50％，并且相对湿度小于1％。它必须具有良好的混合能力，并具有自发流动(流动性)，因此可以承受较高的粒料生产速率。优选地，它还具有均匀的粒度分布(正态分布)和对自然烧结的反应性(或可烧结性)，从而使得可以在烧结的陶瓷粒料上获得大于uo2理论密度的96.5％的密度和大于15dan/m的硬度。

为了获得恒定优质的uo2粉末，需要精确地调节转化设备的操作参数(特别是调节注入温度和不同反应物的流量)以及调节水解和热水解的条件(特别是温度条件)，如us6136285、us4112055、us3845193和us7824640中所教导的。

本发明的目的之一是提出一种用于将uf6转化为稳定的uo2的方法，该方法允许获得质量恒定且定义明确的uo2粉末。

为此，本发明提出了一种将六氟化铀(uf6)转化为二氧化铀(uo2)的转化方法，该方法包括以下步骤：通过注入反应器中的气态uf6与干水蒸气(drywatervapour)之间的反应在水解反应器中将uf6水解为氟氧化铀(uo2f2)，以及通过uo2f2与注入炉中的干水蒸气和氢气(h2)的反应在热水解炉中将uo2f2热水解为uo2，其中供给至反应器(4)的气态六氟化铀的每小时质量流量为75kg/h至130kg/h，供给至反应器进行水解的干水蒸气的每小时质量流量为15kg/h至30kg/h，并且反应器内部的温度为150℃至250℃。

根据特定的实现方式，转化方法可以包括以下一个或多个任选特征，单独地或以任何技术上可行的组合来采用这些特征：

-该方法包括向反应器中注入中性清扫气体；

-uo2以颗粒比表面积为1m²/g至4m²/g，优选为1.9m²/g至2.9m²/g的uo2粉末的形式获得；

-uo2的残余氟(f)含量小于50ppm，优选小于35ppm；

-供给至反应器的uf6的温度为75℃至130℃，优选为90℃至120℃；

-供给至反应器的用于水解的干水蒸气的温度为175℃至300℃，优选200℃至270℃；

-供给至热水解炉的干水蒸气的每小时质量流量为25kg/h至40kg/h，优选为30kg/h至35kg/h；

-供给至热水解炉的干水蒸气的温度为250℃至450℃，优选为300℃至400℃；

-供给至炉的h2的体积流量是10nm³/h至25nm³/h，特别是15nm³/h至20nm³/h；

-供给至反应器的中性清扫气体的流量为1.5nm³/h至5nm³/h，供给至反应器的中性清扫气体的温度为80℃至130℃，并且供给至反应器的中性清扫气体的相对压力高于反应器内部的相对压力，并且优选低于1巴；

-该方法包括将气态uf6从排放装置供给至反应器，该排放装置包括：至少一个加热室，该加热室或每个加热室容纳固态uf6的储罐并对该储罐进行加热以生成气态uf6；和供给回路，其被配置为从该加热室或每个加热室供给至反应器；

-排放装置包括至少两个加热室，供给回路被配置为从加热室依次地供给反应器，当容纳在当前的加热室中的储罐不再足够满时，从所述当前的加热室传递到随后的加热室；

-在停止从当前的加热室供给之前，开始从随后的加热室供给至反应器，使得同时从这两个加热室供给至反应器进行一段时间；

-供给回路包括与该加热室或每个加热室相关联的泵，以迫使uf6从容纳在加热室中的储罐循环至反应器，该泵或每个泵优选为正排量泵(positivedisplacementpump)，并且更优选为具有波纹管的正排量泵；

-所述供给回路包括流量调节阀，其与该加热室或每个加热室相关联并且走与加热室相关联的泵的旁路。

本发明还涉及一种将六氟化铀(uf6)转化为二氧化铀(uo2)的设备，该转化设备包括：反应器，用于通过注入反应器的气态uf6与干水蒸气之间的反应将uf6水解为氟氧化铀(uo2f2)粉末；炉，用于通过uo2f2粉末与注入炉中的干水蒸气和氢气(h2)的反应将uo2f2粉末热水解为uo2粉末；和装置，向反应器和炉供给反应性气体和中性清扫气体，该转化设备被配置为实现如上定义的转化方法。

在一种特定的实施方式中，该转化设备包括向反应器供给uf6的排放装置，该排放装置包括：至少一个加热室，该加热室或每个加热室被配置为容纳固态uf6的储罐并对储罐加热以生成气态uf6；和供给回路，其被配置为从该加热室或每个加热室供给至反应器。

通过阅读以下描述，将更好地理解本发明及其优点，这些描述仅作为示例给出并且是参考附图进行的，其中：

-图1是用于将uf6转化为uo2的转化设备的示意图

-图2是碰撞热水解炉的撞击装置的示意图；和

-图3是用于排放连续供给水解反应器的uf6气体的装置的示意图。

图1中所示的转化设备2包括水解反应器4，该水解反应器4用于通过注入反应器4中的气态uf6与干水蒸气之间的反应将uf6转化为uo2f2粉末。

转化设备2包括热水解炉6，该热水解炉6用于通过使uo2f2粉末与注入到炉6中的干水蒸气和h2气体反应将由反应器4供给的uo2f2粉末转化为uo2粉末。

转化设备2包括供给装置8，该供给装置8被设计为将反应性气体(uf6气体、干水蒸气和h2气体)注入反应器4和炉6中。

供给装置8由反应性气体源供给，该反应性气体源包括至少一个气态uf6源、至少一个干水蒸气源和至少一个气态h2源。

供给装置8包括试剂注入管道10，该试剂注入管道10用于将反应性气体注入反应器4和炉6中。试剂注入管道10包向供给反应器4的uf6注入管道、供给反应器4的第一干水蒸气注入管道、供给炉6的第二干水蒸气注入管道和供给炉6的h2注入管道。

供给装置8还被设计为将中性气体注入反应器4，特别是在转化设备2的生产阶段中将中性气体注入反应器4，从而在中性气体气氛下将uf6转化为uo2f2。在这种情况下，优选地，供给装置8被设计为允许使中性气体注入反应器4中而不使中性气体注入炉6中。

在生产阶段中注入反应器4中用于将uf6转化为uo2f2的中性气体在下文中被称为“中性清扫气体”。

供给装置8优选被设计为将中性清扫气体与干水蒸气(h2o)和uf6一起注入。

为此，如在所示的示例中，供给装置8包括例如同心喷注器11，该同心喷注器11使得能够以同心方式(即通过形成三个同心注入射流)来注入干水蒸气(h2o)、uf6和中性清扫气体。

优选地，供给装置8还被设计用于将中性气体注入反应器4和炉6中，以便在转化设备2不生产时能够在反应器4和炉6中保持中性气体气氛。

因此，在生产阶段，供给装置8将中性清扫气体注入反应器4中，以便在中性气体气氛下将uf6转化为uo2f2而无需将中性气体注入炉6中，并且在停机和启动阶段，供给装置8将中性气体注入反应器4和炉6中，以保持中性气体气氛。

供给装置8包括一个或多个中性气体注入管道12，用于将中性气体注入反应器4和/或炉6中。每个中性气体注入管道12从中性气体源供给。中性气体优选为氮气(n2)。

在所示的示例中，同心喷注器11由向反应器4供给水蒸气(h2o)的试剂注入管10，由向反应器4供给uf6的试剂注入管道10，以及由将中性清扫气体注入反应器4的中性气体注入管道12供给。作为选项，供给装置8可以设计为在转化设备2停机或启动时供给向反应器4供给水蒸气(h2o)的反应物注入管道10和/或向反应器4供给具有中性气体的uf6的试剂注入管道10。

供给装置8包括设置在每个反应物注入管道10或中性气体注入管道12的入口处的各自的供给致动器14，该供给致动器14使得可以控制注入管道中的气体流量。

优选地，供给致动器14以流量调节器的形式提供，适于将通过它们的气体流量维持在设定值。

优选地并且为了避免uf6泄漏的任何风险，供给装置8的供给致动器14抵抗地震应力。

转化设备2包括电子控制系统16，该电子控制系统16用于控制转化设备2，尤其是供给装置8，特别是供给致动器14。

如图1所示，反应器4界定了反应室18，试剂注入管道10通向该反应室18，向反应器4供给气态uf6和干水蒸气，并且在该反应室18中通过水解将uf6转化为uo2f2。由此获得的uo2f2以粉末形式掉落到反应室18的底部。

反应器4具有从反应室18延伸并连接到炉6的出口管20，以便将uo2f2粉末从反应室18的底部转移到炉6中。

转化设备2包括围绕反应器4的热室22和用于加热热室22的内容积并由此加热反应器4的加热器24。

炉6具有连接到反应器4的出口管道20以接收uo2f2粉末的入口26和供给uo2粉末的出口28。

转化设备2包括转移装置30，该转移装置30用于将uo2f2粉末从反应室18转移到炉6。此处的转移装置30包括由马达驱动的机动环形螺杆，以将uo2f2粉末从反应室18推入炉6的入口26。

炉6包括具有中心轴线c的滚筒(drum)32，该滚筒32的一轴向端部形成入口26，而相对的轴向端部形成炉6的出口28。

设置滚筒32以使uo2f2粉末从入口26到出口28循环，其中干水蒸气和h2逆uo2f2粉末流而在炉6中循环。

滚筒32绕其中心轴线c可旋转地安装，该中心轴线c相对于水平线倾斜，使得入口26高于出口28，滚筒32的旋转导致粉末从入口26向出口28前进。

炉6包括设计机动旋转驱动装置33，该机动旋转驱动装置33被设计为驱动滚筒32绕其中心轴线c旋转。该旋转驱动装置33包括例如马达和将马达偶联至滚筒32的传动装置，例如链条或皮带。

作为选项，炉6可以有利地设置有曲柄，该曲柄在旋转驱动装置33发生故障的情况下允许手动转动滚筒32。

滚筒32优选地设置有挡板35，该挡板35设置在滚筒32内部，以控制反应性气体的流动和粉末在炉6中的通过时间。

可选地，滚筒32设置有从滚筒32的内表面突出的提升构件37，该提升构件37被设计为由于滚筒32围绕中心轴线c的旋转而使存在于滚筒32中的粉末提升和掉落，以便改善粉末的混合并促进粉末颗粒与在滚筒32中循环的反应性气体的均匀接触。提升构件37例如呈分布在滚筒32的内表面上的提升叶片或提升角的形式。

在有利的实施方式中，炉6的滚筒32和反应室18的转移装置30被设计为彼此独立地操作，特别是允许它们中的任何一个停机，而同时维持另一个运行。

在所示的示例中，炉6的滚筒32和反应室18的转移装置30被设计成一方面用于转移装置30的螺杆的独立旋转，另一方面用于滚筒32的独立旋转，尤其是用于停止螺杆或滚筒32中一者的旋转，同时又维持另一者的旋转。

这种布置使得可以在转化设备2停机的阶段中，在反应器4，尤其是转移装置30已经停止的同时，完成从炉6中去除uo2粉末。

在所示的示例中，第二水蒸气注入管道和h2注入管道通过出口28供给滚筒32，以使来自热水解的干水蒸气和来自出口28的h2向炉6的入口26循环。

在所示的示例中，中性气体注入管道12连接到试剂注入管道10以将h2注入到炉6中，和/或连接到试剂注入管道10以将h2o注入到炉6中，以便在停机或启动转化设备2时通过试剂注入管道10将中性气体注入炉6中，然后注入的中性气体从炉6的出口28循环到炉的入口26。作为选项或作为变型，供给装置8包括用于将中性气体注入炉6中的中性气体注入管道12，该中性气体注入管道12直接通向炉6，而无需通过试剂注入管道10。

当转化设备2停机时，向反应物注入管道10供给中性气体使得可以在停机时净化该试剂注入管道10，同时注入中性气体。在启动期间，向试剂注入管道10供给中性气体允许转化设备2的温度升高，以及允许当反应器4或分别在炉6中达到反应参数时向转化设备2供给试剂。

炉6包括用于对滚筒32进行加热的加热器34。加热器34包括围绕滚筒32并沿滚筒32分布的加热元件36。炉6包括围绕滚筒32和加热元件36的热室38。

转化设备2包括用于在炉6的出口处收集粉末的收集装置40。收集装置40包括连接至炉6的出口28并通向收集容器44的入口管道42。收集装置40包括围绕收集容器44的热室46。第二蒸气注入管道和h2注入管道优选地通向收集容器44。

转化设备2包括用于捕获和去除返回反应器4的气体的捕获装置50，该气体包括过量的反应性气体、转化产生的氟化氢(hf)和中性气体。

捕获装置50设置在反应器4中，优选在反应室18的上部区域中。

捕获装置50包括多个过滤器52，所述过滤器52用于保留可能由返回反应器4的气体夹带的固体，特别是uo2f2或甚至uo2的颗粒。

过滤器52例如由多孔材料制成，该多孔材料允许由uf6转化为uo2f2然后转化为uo2的反应产生的过量反应性气体、中性气体和hf通过，同时保留了保留uo2f2或uo2颗粒的能力。在优选的实施方式中，过滤器52由陶瓷或镍基高温合金制成。

uo2f2和uo2粉末易挥发，并且容易被气流带走。另外，它们倾向于附着在它们所接触的表面上。

在操作中，然后在过滤器52上以及在反应器4和炉6的壁上产生粉末团块，该粉末团块在组成方面或多或少是异质的并且或多或少是致密的。这些含有可裂变材料的粉末团块可以特别地集中在保留区中，该保留区可以存在于转化设备2的各个点处，例如存在于反应器4与炉6之间的连接处。

粉末团块可能会在其自重作用下破碎，并与粉末状的uo2f2粉末和uo2粉末混合。在炉6中处理粉末时，粉末中致密团簇的存在会导致异质性，并可能导致转化结束时获得的uo2粉末中存在残余uo2f2颗粒，从而降低其质量。

另外，粉末在过滤器52上的积聚引起过滤器52的逐渐堵塞，并引起反应器4的内部压力增加。压力变化对维持转化结束时获得的uo2粉末的恒定质量具有重大影响，并且反应器4的内部压力过高可能导致转化设备2的安全警报。

当过滤器52被uo2f2和/或uo2粉末堵塞时，必须停止转化设备2并清洁或更换过滤器52，这是繁琐且昂贵的。

堵塞也可能发生在将反应物注入反应器4的装置的高度，此处该装置即同心喷注器11。实际上，如果气体的注入压力和温度不足，则uf6会在同心喷注器11的出口处结晶，从而阻止向反应器4供给反应物。因此，重要的是要保持恒定的供给压力，尤其是在uf6的来源变化时。

转化设备2有利地包括疏通装置53，疏通装置53被设计为对过滤器52进行疏通，例如逆流(即朝向反应器4的反应室18的内部)通过过滤器52脉冲地注入中性气体。中性气体例如是氮气(n2)。

逆流注入中性气体易于干扰反应器4内部的压力平衡。期望的是，根据确定的参数以受控的方式进行疏通，以限制反应器4的操作中的干扰，特别是限制反应器4内部的压力。

有利地，疏通装置53被设计为通过依次通过分离的过滤器52的组来进行疏通，从而以自动化的方式对过滤器52进行疏通。

然后将疏通装置53设计为将中性气体逆流依次注入不同的过滤器52的组中。每个过滤器52的组包括单个过滤器52或数个过滤器52。

在优选实施方式中，过滤器52被分成两组，每组各包含一半过滤器52，并且在这两组中交替地进行疏通，同时周期性地(例如每30秒)注入中性气体。也可以例如以三分之一或四分之一进行疏通循环，和/或调整注入频率。

选择与每个过滤器52中的流逆向的中性气体的注入压力以限制反应器4中的扰动。施加到每个过滤器52的相对压力，优选为2至5巴，特别地为3至4.5巴，使得可以获得令人满意的过滤器52的疏通性。除非文中另有说明，表述“相对压力”是指相对于大气压的压力差。

为了保证中性气体的注入压力恒定，例如从容纳有中性气体并保持恒定压力的储罐55中供给疏通装置53。

选择与每个过滤器52中的流逆向的中性气体的注入持续时间以限制反应器4中的扰动，同时允许进行令人满意的清洁，特别是在注入期间在过滤器52的整个表面上进行。与每个过滤器52中的流逆向的中性气体的注入持续时间例如小于1s。

优选地，在与每个过滤器52中的流逆向的中性气体的注入过程中，捕获装置50被设计为在注入逆流中性气体之前切断通过该过滤器52的抽吸，以防止用于疏通的中性气体通过捕获装置50直接逸出。

优选地，疏通装置53被设计为循环进行疏通，特别是以一定周期循环进行，选择该周期以避免粉末在过滤器52上的积聚，同时限制该注入对转化设备2的操作的影响。优选地，该周期为30秒至1分钟。

因此，根据优选实施方式，疏通装置被设计为自动且循环地(或周期性地)重复疏通顺序。过滤器52的自动、依次且周期性的疏通使得可以确保转化设备2的操作，例如在反应器4中的相对压力为10毫巴至500毫巴，优选为50至400毫巴，并且更优选为100至350毫巴，可以获得具有令人满意的特性的uo2粉末，特别是氟含量合理的uo2粉末，该氟含量随时间推移基本恒定。

过滤器52的疏通导致形成在过滤器52上的粉末团簇掉落并防止反应室18中的压力过度升高。

依次且周期性的疏通使得可以限制过滤器52上形成的固体团块的尺寸和致密度，并且避免它们在其自重作用下脱离和它们在重力作用下在转移装置30中的反应室18的底部处掉落的量过多。致密团块与粉状状态的uo2f2粉末的混合物实际上可能引起uo2粉末的物理和化学特性的不均匀性，特别是其氟含量的异质性。

以数个过滤器52的组进行的疏通防止从过滤器52排出的粉末粘在另一个过滤器52上，就像单独对过滤器52疏通一样。以数个过滤器52的组进行的疏通使得可以生成粉末雾并限制结块的形成。

作为对依次且周期性的疏通的可选补充，疏通装置53可以包括手动或自动控制，以允许过滤器52的一次性疏通，特别是当过滤器52达到寿命将尽而依次且周期性的疏通变得不足时。这种按时疏通可以是通过过滤器52中的一个进行的疏通，或者是通过尺寸减小的过滤器52的组进行的疏通。

如图1所示，优选地，转化设备2还包括至少一个流动装置56，该流动装置56被设计为在疏通操作期间防止粉末在反应室18的壁上积聚并且防止从过滤器52排出的粉末团簇粘附在反应室18的壁上。

流动装置56使得可以促进粉末的连续流动，并且可以在数量和质量上，促进向炉6供给uo2f2粉末的条件的稳定，特别是随时间的推移氟含量稳定方面。

流动装置设计为振动和/或撞击反应器4的至少一个壁，优选规律地或连续地振动和/或撞击。

流动装置56包括：例如，一个或多个撞击构件，每个撞击构件被设计为碰撞反应器4的壁以便在反应器4的壁中产生冲击波；和/或一个或多个振动构件(例如振动罐)，每个振动构件被布置在反应器4的壁上并且被设计为产生振动信号(或振动)并且将该振动传递到反应器4的壁上。在优选的实施方式中，流动装置56包括一个或多个构件，这些构件产生冲击以将粉末从壁上提升以及产生振动以帮助其流动。

在下文中，撞击机构、振动机构和实现这两种功能的机构被称为“流动构件”。

因此，通常，流动装置包括至少一个流动构件，该至少一个流动构件被设计为振动和/或敲击反应器4的壁。

流动构件允许反应器4的壁进行规则或甚至连续的振动。

流动装置56在此包括四个流动构件58，例如电撞针(electro-striker)型的流动构件58，该流动构件58在反应器4的壁的外表面在两个直径相对位置处两两布置。

有利地，当流动装置56包括数个流动构件58时，并且当反应器4处于操作中时，控制流动构件58以依次地起作用。

流动构件58的数量、位置和操作顺序可以根据反应器4的几何形状、粉末的质量和疏通装置53的操作参数来设计。

每个流动构件58可以直接固定到反应器4的壁上，或者例如通过居间部件来固定。在这种情况下，居间部件可以例如是可移除的以方便其维护。

疏通装置53和流动装置56的组合使得可以限制沉积在过滤器52上和反应器4的壁上的粉末团簇的尺寸和致密度，以控制团簇落到反应器4的底部，并由此确保uo2粉末的均匀性，特别是确保氟含量随时间的推移基本恒定。

转化设备2包括密封装置54，以确保在转移装置30与反应室18之间、在反应器4与炉6之间以及在炉6与收集装置40之间密封。密封装置54布置在转移装置30与反应室18之间的连接处、反应器4的出口管道20与炉6的入口26之间的连接处以及炉6的出口与收集装置40的入口管道之间的连接处。密封装置54通过允许转移装置30相对于反应器4旋转以及炉6的滚筒32相对于反应器4和收集装置40旋转来确保密封。

密封装置54用惰性气体，优选用氮气加压。

为此，如图1所示，转化设备2包括例如加压供给57，该加压供给57设置为向密封装置54供给惰性加压气体。

供给密封装置54的中性气体的压力大于转化设备2中存在的压力，以防止粉末在转化设备2外的任何扩散。实际上，用于对密封装置54加压的中性气体可以进入反应器4和/或炉6，并且反应器4的操作参数和炉6的操作参数被设计为考虑到中性气体的这种供给。

转化设备2包括至少一个撞击装置60，用于敲击炉6的撞击表面62，以便使uo2f2或uo2粉末从滚筒32的内表面分离。

转化设备2在此包括撞击装置60，该撞击装置60布置在滚筒32的各轴向端部上，以敲击沿轴向远离炉6的热室38的由滚筒32的轴向端部的外表面形成的撞击表面62。作为变型，撞击表面62可以由炉6的任何其他表面限定，使得当敲击炉6的撞击表面62时，可以将振动传递至滚筒32的周壁上。

转化设备2可以有利地包括数个撞击装置60，所述撞击装置60设置在滚筒32的相同端部上，围绕滚筒32成角度地分布。

在优选实施方式中，转化设备2包括两组撞击装置60，每组撞击装置60设置在滚筒32的两端的相应端部，并且每组的撞击装置60围绕滚筒32成角度地分布。

撞击装置60是类似的。在图2中仅更详细地示出了一个撞击装置60。

如图2所示，每个撞击装置60包括可沿撞击方向p相对于撞击表面62移动的撞针64和设置在撞针64与撞击表面62之间的居间部件66，从而使撞针64通过居间部件66敲击撞击表面62，居间部件66可在撞击方向p上在与撞击表面62间隔开的位置和与炉6的撞击表面62接触的位置之间移动。

撞击方向p在居间部件66与敲击表面62的接触点处垂直于与敲击表面62相切的平面。撞击方向p在此相对于滚筒32的中心轴线c是基本上径向的。

撞针64由撞击致动器68承载，该撞击致动器68适于使撞针64在撞击方向p上往复移动。撞击致动器68在此是双作用液压缸或气压缸。

撞击装置60具有承载致动器68和居间部件66的支撑件70，使得居间部件66位于撞针64和撞击表面62之间。居间部件66沿撞击方向p可滑动地安装在支撑件70上。

居间部件66具有被设计为由撞针64撞击的后表面66a和被设计为与碰撞表面62接触的前表面66b。在接触位置，前表面66b与撞击表面62接触，而在间隔位置，前表面66b与撞击表面62间隔开。

撞击装置60包括弹性返回构件72，该弹性返回构件72被布置为使居间部件66返回到间隔位置。居间部件66容纳在支撑件70的壳体74中，弹性构件72插入在壳体74的内部肩部74a与居间部件66的外部肩部66c之间。

弹性构件72在此是围绕居间部件66的螺旋弹簧，并且在居间部件66从间隔位置移动到接触位置时被压缩。

撞击装置60包括位置传感器76，该位置传感器使得可以知晓撞针64的位置。位置传感器76例如是设置在居间部件66附近的感应传感器，并且使得可以确定撞针64是否处于与居间部件66的接触位置。撞击致动器68根据位置传感器76提供的位置信号进行控制。

在操作中，撞击致动器68使撞针64往复平移运动，使得撞针64远离居间部件66运动，再使得撞针64抵靠居间部件66运动，从而通过居间部件66敲击撞击表面62。撞针64将居间部件66从间隔位置移动到抵靠弹性构件72的接触位置。

撞针64的反复碰撞会损坏撞针64本身和滚筒32的外表面。提供与撞针64分离的并且非永久性连接到炉6的居间部件66，使得该居间部件66可用作一次性部件或易损部件。在所示的示例中，安装居间部件66使其相对于炉6移动。

获得具有令人满意的特性，特别是杂质含量(基本上是氟)小于50ppm，粒度分布均匀(例如为20μm至100μm)且比表面积小于4m²/g的uo2粉末，取决于水解和热水解的操作条件，特别是反应物的供给速率和温度。

供给装置8被设计为以确定的流量供给反应物和中性气体，特别是中性清扫气体。

反应器4的加热器24被设计为将反应器室4保持在适当的温度范围内以获得uo2f2，然后获得具有所期望特性的uo2粉末。

有利地，在稳定生产阶段中，向反应器4供给气态六氟化铀的每小时质量流量为75kg/h至130kg/h，向反应器4的供给干水蒸气的每小时质量流量为15kg/h至30kg/h，并且反应器4中的温度为150℃至250℃。

这些值的范围使得可以获得uo2f2粉末，最终使得可以获得具有所需特性的uo2粉末。特别地，这些值的范围使得可以获得比表面积为1m²/g至4m²/g，优选为1.9m²/g至2.9m²/g的uo2粉末。另外，这些值的范围使得可以获得残余氟(f)含量小于50ppm，优选小于35ppm，更优选小于20ppm的uo2粉末。

在有利的实施方式中，供给至反应器4的气态uf6的每小时质量流量为90kg/h至120kg/h，供给至反应器4的干水解水蒸气的每小时质量流量为20kg/h至25kg/h。

为了防止uf6在注入反应器4期间结晶，向反应器4中供给uf6的供给温度为75℃至130℃，优选为90℃至120℃。

在特定的实施方式中，转化设备2包括排放装置，该排放装置使得可以以受调节的流速和uf6温度连续地将uf6排放到反应器4中。

uf6在例如圆柱形的罐中运输。在室温下，uf6处于固态。从固态到气态的改变是通过例如在加热室中，特别是在炉中(不防水)或在高压釜(防水)来进行的。

如图3所示，转化设备2具有排放装置82，该排放装置用于从包含uf6的罐84向反应器4供给uf6气体。每个储罐84由密封阀85关闭。

排放装置82包括至少两个加热室86，每个加热室86被设计为容纳固态uf6的储罐并对储罐加热以生成气态uf6，排放装置82被设计为从加热室86依次地供给反应器4，当容纳在当前的加热室86中的储罐84不再足够满时，从所述当前的加热室86传递到随后的加热室86，而优选不中断供给反应器4的uf6气体流。优选地，每个加热室86能够加热并维持各自的储罐84的温度高于uf6的三相点温度，例如高于75℃，并且优选为95℃的标称温度，例如为95℃±10℃。

因此，排放装置82包括供给回路87，该供给回路被设计为将uf6选择性地从加热室86之一排放到反应器4，而另一个加热室86在等待从该储罐84中排放uf6时加热储罐84，或者被填充有uf6的储罐84再次填充。

每个加热室86例如借助于用于调节相应流量的阀88连接到反应器4，关闭该阀88使得可以将加热室86与反应器4隔离，而打开该阀88使得可以将加热室86流动连接到反应器4。容器84的阀85打开，然后阀88打开，使得uf6由于储罐84和反应器4之间的压力差而从加热室86流到反应器4。那么，加热室86处于被动排放模式。

作为选项，每个储罐84借助于相应的泵90连接至反应器4，该相应的泵90与每个加热室86相关联并平行于与该加热室86相关联的阀88设置。泵90优选为正排量泵，并且更优选为具有波纹管的正排量泵。

当容纳在加热室86中的储罐84中的压力不足以确保气态uf6从加热室86到反应器4的循环时，泵90的激活使得可以迫使进行这种循环。那么，加热室86处于主动排放模式。当阀88打开时，泵90成为旁路。

排放装置82包括例如用于从每个加热室86的外部打开相应储罐84的阀的装置以及电子控制单元92，该电子控制单元92被设计为控制与每个加热室86相关联的阀88和(如果需要的话)泵90并确保从加热室86依次供电以及在适当的情况下每个加热室86从被动模式到主动模式的通道。

排放装置82例如被设计为控制从一个加热室86进入到下一个加热室的通道，以及在适当情况下以取决于每个储罐84中的压力的方式控制从被动模式到主动模式的通道。

为此，排放装置82包括例如与每个储罐84相关联的压力传感器94，电子控制单元92被设计为根据压力传感器94提供的测量值来控制与每个加热室86相关联的阀88和(如果需要的话)泵90。

在生产周期开始时，在第一加热室86中加热储罐84，优选在中性气体气氛下加热，从而改善加热室86的气氛与储罐84之间的热交换。中性气体例如是氮气。当达到所需温度时，即当固体uf6已被液化并且储罐84中的uf6处于液/气平衡阶段时，在打开储罐84的密封阀85之后，在该第一加热室86的出口与反应器4中的uf6的注入管道10之间设置的阀88打开，并且uf6以被动排放模式从该第一加热室86开始排放。与此同时，开始加热在第二加热室86中的另一个储罐84。

随着uf6排放的进行，第一加热室86的储罐84中的压力下降到一定的值，该值接近于可能导致uf6的流量下降以及导致该反应器4与容纳在该第一加热室86中的储罐84之间的流动逆转的值。然后，在储罐84中仍存在数千克的uf6。在到达该阶段之前，随着阀88关闭和相应泵90启动，第一加热室86从被动排放模式切换到主动排放模式。uf6的排放因此可以继续进行，直到排放出第一加热室86的储罐84中的几乎所有uf6，例如，在储罐84的排放结束时的绝对压力为100毫巴。此时，容纳在第二加热室86中的储罐84已达到排放uf6所需的温度，储罐84的密封阀85打开。与第一加热室86相关联的阀88关闭，而与第二加热室86相关联的阀88打开，并且从第二加热室86的储罐84继续排放uf6而不会中断，并且从第一加热腔室86到第二加热腔室86的切换过程中，uf6的流量、温度和压力没有显著变化。与此同时，将容纳在第一加热室86中的储罐84的阀85关闭，冷却后，将第一加热室86排空到大气中并解锁，然后将储罐84排空并用装有uf6的新储罐84替换。

作为变型并且为了进一步减少uf6向反应器4的供给的变化，与第二加热室86相关联的阀88可以在与第一加热室86相关联的阀88关闭并且uf6从两个储罐84继续排放之前打开，第一加热室86以主动排放模式操作，第二加热室86以被动排放模式操作。例如，当阀88关闭并且第一加热室86的泵90启动时或在由第一加热室86的储罐84进行的uf6排放停止之前的任何其他时间，与第二加热室86相关联的阀88可以打开。

优选地并且为了能够在所有情况下切断尽可能靠近排放源的uf6供给，阀88抵抗地震应力。

排放装置82允许使用容纳在储罐84中的几乎所有uf6连续生产转化设备2，并在所需压力和温度下以所需流量排放uf6。

优选地，以175℃至300℃，特别是200℃至270℃的供给温度向反应器4供给干水解水蒸气。

优选地，以25kg/h至40kg/h，特别是30kg/h至35kg/h的每小时质量供给速率向炉6供给来自热水解水的干水蒸气。

还优选地，以250℃至450℃，优选300℃至400℃的供给温度向炉6供给来自热水解水的干水蒸气。

优选地，向炉6供给h2的体积流量为10nm³/h至25nm³/h，特别是15nm³/h和20nm³/h(“nm³/h”是指标准立方米每小时，并且是气体量的测量单位，其对应于在标准温度和压力条件(20℃和1atm)下的气体的，1立方米的体积含量)。h2通常在室温下注入。

供给到反应器4的中性清扫气体的注入参数影响在反应器4中发生的反应。

优选地，反应器4的中性清扫气体的供给速率为1.5nm³/h至5nm³/h，中性清扫气体的注入温度为80℃至130℃，并且中性清扫气体的相对压力高于反应器4内部的相对压力，并且优选低于1巴。

在具体的实施方式中，中性清扫气体的供给速率为2nm³/h至3nm³/h，中性清扫气体的注入温度为90℃至105℃。

此外，控制炉6的加热元件36，以在炉6中建立从炉6的入口26到炉6的出口28逐渐升高然后降低的温度。

炉6包括例如沿炉6限定的数个连续区段，在这种情况下，即从炉6的入口26到出口28的六个连续的区段s1至s6，每个区段s1至s6由专用于该区段s1至s6的加热元件36加热。

炉6包括与每个区段s1至s6相关联的相应的温度传感器80。炉6的每个区段的温度被认为是由与该部分相关联的温度传感器80测得的温度。每个温度传感器80例如是与该部分相关联的加热元件36相邻的热电偶。

专用于每个区段s1至s6的加热元件36的控制独立于专用于其他区段的加热元件，使得位于该区段的温度传感器80所测得的温度处于确定的设定值。

在有利的实施方式中，每个区段s1至s6设置有数个温度传感器80，并且炉6的每个区段s1至s6的温度被认为是由与该区段s1至s6相关联的温度传感器80所测得的温度的平均值。

在有利的实施方式中，控制炉6的加热元件36来建立以下温度分布：

-第一区段s1：660℃至700℃

-第二区段s2：700℃至730℃

-第三区段s3：720℃至745℃

-第四区段s4：730℃至745℃

-第五区段s5：660℃至700℃

-第六区段s6：635℃至660℃。

该温度分布使得可以控制uo2f2粉末的热水解的进行，该热水解反应是种复杂的反应，由特别取决于温度的数个基本反应构成。

在生产阶段，疏通装置53自动且规律地进行周期性疏通。另外，优选地，流动装置56自动地、规律地或连续地振动和/或敲击反应器4，和/或撞击装置60自动地且规律地撞击炉6，以使粘附在内壁上的粉末在形成大的和/或致密的结块之前掉落。

虽然如此，过滤器52在转化设备2的操作期间以及随着时间的推移可能会变得过度堵塞。

反应器4内部的相对压力的增加通常代表着过滤器52的疏通变得不足这一事实。

监测反应器4内部的压力使得可以监测清洁效率。

优选地，在稳定生产阶段中，期望的是，反应器4内部的相对压力保持在10毫巴至500毫巴，优选50至400毫巴，更优选100至350毫巴。

转化设备2包括压力传感器p1，以测量反应器4内部的压力。

优选地，如果反应器4内部的相对压力超过预定的安全阈值，则控制系统16被设计为命令转化设备2停机。

安全阈值为例如100至500毫巴，优选为200至450毫巴，甚至更优选为200至400毫巴，特别是约350毫巴。

有利地，如果反应器4内部的相对压力超过预定的疏通阈值，则控制疏通装置53执行过滤器52的疏通。这种按时疏通以中性气体注入压力范围上部的疏通注入压力来进行以便进行连续疏通，或者甚至在大于所述范围的注入压力下进行。此外，这种按时疏通可以特别地在一个或多个过滤器52上进行，例如单独地在一个或多个特定的过滤器52上进行，所述一个或多个特定的过滤器52会被单独地或一起在有限数量的过滤器52上被阻塞。

按时疏通阈值例如被设置在比设备的安全压力低100毫巴的范围内，并且例如比设备的安全阈值低50毫巴，优选比设备的安全阈值低30毫巴。

实际上，在过滤器52明显堵塞的情况下，反应器4中的压力迅速增加，即便并非不可能，也还是很难在不停止设备进行手动清洁或更换的情况下或在不导致出口处uo2粉末异质性的情况下疏通过滤器52，所述出口处uo2粉末异质性是由于疏通操作期间uo2f2粉末中添加了不受控制量的从过滤器52落入转移装置30的团块。

在疏通期间，在每个过滤器52内部注入中性气体使得可以排出捕集在过滤器52的外表面上的uo2f2粉末颗粒，同时限制反应器4在相对压力为10毫巴与500毫巴之间运行时的扰动。

反应器4的一个或多个壁的振动和/或撞击(在此即通过装备在反应器4的流动装置56进行)的设置还使得可以分离可能沉积在反应器4的内壁上的uo2f2粉末的颗粒。

敲击炉6的撞击表面62(在此即通过撞击装置60敲击)使得可以防止在炉6中形成也可能影响转化设备2所生产的uo2粉末的质量的粉末团簇。

控制反应气体和中性清扫气体的流量以及反应器4和炉6中的温度还允许在获得令人满意的uo2粉末的条件下进行水解和热水解反应。

一般来说，在操作中，注入反应器4或炉6的所有气体的注入压力均高于反应器4或炉6中的压力，例如在高于反应器4或炉6内的压力至少20毫巴的压力下注入，优选在高于反应器4或炉6内的压力至少50毫巴的压力下注入。