溶胶凝胶工艺是高温气冷堆核燃料元件UO₂核芯制备的关键工艺,硝酸铀铣胶液流量是影响UO₂核芯畸形颗粒和产品合格率的关键工艺参数。硝酸铀铣胶液的流量控制要求十分严格,硝酸铀铣胶液流量较低,控制精度为±1 g/min。因胶液黏度大、流量小,国内现有调节阀和质量流量计控制精度不能满足要求。高温气冷堆核电示范工程燃料元件生产线在调试过程中,胶液实际流量控制精度达到±1 g/min十分困难,且设备故障率高。按照原设计手动调节阀门的生产方式,胶液流量波动大,无法实现±1 g/min的工艺要求,并需要一名操作人员不停的调整阀门才能尽量减小流量波动,同时功率放大器不能稳定提供100 Hz的输出频率,生产出的凝胶球畸形颗粒多,批次合格率为80%左右甚至更低。针对以上问题,重新选择调节阀和质量流量计,并设计流量自动调节系统,实现胶液流量的自动调节控制,同时合并功率放大器和信号发生器的功能,重新设计一台数字混合仪,从而实现硝酸铀酰溶胶液的工业化控制。系统改造后,胶液流量控制精度在±0.7 g/min以内,凝胶球的直径和球形度明显优于以前,批次产品平均合格率提高到83%左右。