摘要 本文主要介绍了新型粉末物料输送设备——管链输送机的特点，并进行了工况条件下模拟物料试验。试验结果表明该设备够满足元件制造过程中粉末物料的输送要求。在此基础上，完成了设备选型，安装调试。经生产试运行，证明其可用于压水堆核燃料元件粉末物料输送，该设备具有结构紧凑、能耗低、噪音小、环保性能好、操作方便等优点。

　　关键词 管链输送机；粉末物料；应用研究

　　中图分类号 F279.26 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2013）012-0140-01

　　目前，在粉末物料转运过程中，使用的输送装置种类多种多样，将其归纳起来大致分为机械、流体和容器等三种输送方式。在国内核燃料元件生产中，最为常见的有螺旋输送、气流输送和容器输送。螺旋输送机可实现密闭输送，环保卫生性能好，但是其局限于短距离输送物料，存在着输送能力低、机件磨损严重等缺点。相比之下，气流输送装置输送效率高，设备结构简单，输送管线布置的可选择性大，但其存在能耗高、尾气净化处理设备多等缺点。容器输送粉末物料时，对容器的密封要求较高，人员操作强度大，同时粉末物料的装入和卸出都需要专门的装置，并且存在粉末物料外泄的可能性，需要配备必要的排风处理系统和人员防护措施。

　　目前国内核燃料元件制造过程中的粉末物料输送一直采用容器和气流输送的方式，随着时代的发展，技术的进步以及对经济效益、节能、环保等要求的提高，元件制造领域内的粉末物料输送工艺技术亟待改进。依据国内外近年来粉末物料输送技术的发展趋势，通过大量的调研、对比和进行模拟物料试验后，最终选择了一种新型的粉末物料输送设备——管链输送机，其具有结构紧凑，密闭传送、能耗较低，噪音小，环保性能好，操作维修方便，使用寿命长等优点，符合核电元件制造技术发展的趋势。

　　1 管链输送机的工作原理和特点

　　1.1 工作原理

　　管链输送机是输送粉状、小颗粒状及小块状等散状物料的连续输送设备，在密封管道内，以链片为传动件带动物料沿管道运行。当水平输送时，物料颗粒受到链片向前的推力。当料层内的摩擦力大于物料与管壁的摩擦力，物料就随链片向前运动，形成稳定的物料流；当垂直输送物料时，管壁内物料颗粒受链片向上的推力，由于下部物料阻止上部物料下滑，所以增强了物料的内摩擦力，当物料的内摩擦力大于物料与管壁外摩擦力及物料自重时，物料就随链片向上输送，形成连续料流。

　　1.2 特点

　　1.2.1 密闭输送，环保清洁

　　管链输送机是密封式管道输送装置，被输送的物料从进口到出口法兰之间始终处于密闭空间内，出口无须增设除尘装置，物料输送中没有粉尘泄漏到周围环境中，满足现代企业对环境保护的要求。

　　1.2.2 多维走向，节约空间

　　结构紧凑，占用空间较小，可以水平、倾斜和垂直进行组合。单台设备可以实现三维输送。布置灵活，进、出料口之间跨度较大。

　　1.2.3 安全可靠，输送能力大

　　机械式循环输送，牵引力大，充装系数高，物料输送能力大，输送距离远，单台水平输送距离和垂直输送距离较大。

　　1.2.4 能耗低，噪音很小

　　优化的链轮结构，特殊的送料盘片，具有稳定的输送能力。管链输送机转速较低，物料沿着管子平滑输送。设备运行时，链条与管壁为非金属摩擦，最大限度的降低噪音和功耗，最大限度的降低了运行成本。管链输送机可实现正反转，可改变物料输送方向。

　　1.2.5 结构新颖，方便维护

　　多重密封，粉尘不外泄。安装有观察孔，直接观察物料输送情况。设备维护简便，清扫与清洁装置保证物料达到卫生要求。

　　核燃料元件制造过程中，为从源头上减少放射性物料对环境的污染，保护操作人员安全，放射性物料要尽可能密封在设备中。管链输送机是密封式管道输送装置本质上符合核辐射防护要求。

　　2 模拟物料试验

　　为验证管链输送机设备可靠性和性能我们对其进行了模拟物料试验。

　　2.1 试验设备

　　管链送料机型号TCCA-80，其最大输送能力～400kg /h，电机功率4kW。

　　2.2 模拟物料

　　为减少放射性物料对操作人员的危害，本次试验选用物性指标接近实际物料粉末的三氧化二铝粉末进行模拟运行。

　　2.3 试验过程

　　通过试验验证管链输送机正常运行对粉末物料物理和化学性

　　质的影响，及设备内物料滞留量。

　　管链输送机进料量为50kg/h，连续进料和出料，5h后停止加料，待料基本出净后，记录出料量并算出滞留量为10.5kg。经六小时的稳定运行后，进出物料杂质含量（见表1）基本不变，说明管链输送机正常输送物料时，带进去的杂质很少，对产品质量无显著影响。

　　2.4 试验结论

　　1）通过试验证明管链输送机处理量能够满足使用要求。

　　2）物料在密闭空间内输送，没有发生物料泄露现象。

　　3）管链输送机机械性能稳定。

　　4）物料杂质含量在输送过程中没有明显变化，管链输送机可以用于正式生产。

　　3 设备应用

　　目前，管链输送机已成功应用于我国压水堆核燃料元件生产过程中。

　　3.1 应用情况

　　采用管链输送机将ADU粉末从干燥工序转至还原工序，提升高度大约12.5米，跨度约为4.5米。通过管链输送机的应用，简化了核燃料元件生产工艺流程，优化了压水堆核燃料元件生产工艺布置；减少了放射性粉尘气体处理量，简化了物料转运操作步骤，降低了能耗，减少了环境污染。

　　进过一年的生产运行，设备运转良好。在运行期间，管链输送机运行平稳，进出物料均匀。管链输送机各转节处轴承及减速机无异常响声，设备管道连接密封处无泄露。

　　3.2 存在的问题

　　当输送物料发生变化时，需要对管链输送机进行彻底清理。虽然管链输送机各转节处设有物料清理口，但由于转节处存料较多，在清理口处无法将转节处的物料清理干净，需要拆开链轮端盖进行物料清理，这样就导致了清理的工作量较大，同时造会成了一定量物料的损失，因此管链输送机转节处物料清理方式需要改进。

　　4 结论

　　1）管链输送机能够满足压水核燃料堆元件制造过程中粉末物料的输送需要。

　　2）管链输送机附属设备少，结构简单，便于维护和保养，在简化核燃料元件生产工艺流程，降低能耗以及减少环境污染等方面具有十分重要的现实意义。

　　3）管链输送机的清理方式相对较为繁琐，还需进一步改进。

　　参考文献

　　[1]核工业第五研究设计院编，《管链输送机模拟物料试验报告》内部资料，2007.