Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Беккер Е. -> "Обогащение урана" -> 104

Обогащение урана - Беккер Е.

Беккер Е. Обогащение урана — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): obogoshenieurna1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 136 >> Следующая

247
Разделительное сопло
Легкая фракция из Верхних ступеней , ^ ^
1,4%иг* ^
* Тяжелая фракция iz°/oVFe из верхних
ступеней___________7V% UFS
Г j к
9“
Возврат UFS 8 цикл^
UFfi
Низкотемпературная Вымораживающая система
Чистый водород к нижним ступеням
Вымораживающая
теплооЬменная
система
)Холодильник
Подвод тепла (80 °С)
Отдод тепла (- 120° С)
Рис. 5.18. Схема устройства возврата UFe в цикл со специальной ступенью с разделительными соплами, снабженной вымораживающей системой с теплообменником
Охлаждающая жидкость
h
Чистый Н2
Технологическая газовая смссь tfz/UF6
Рис. 5.19. Теплообменник с дополнительными каналами для потока охлаждающей среды, применяемый в устройстве возврата UFe в цикл
ператур между газовым потоком и стенками теплообменника не происходит нежелательной десублимации UF6 в газовой фазе. Это дает возможность теплообменнику функционировать в режиме с большим градиентом температуры, зависимость которого от времени представлена на рис. 5.20. Смещая определенным образом температурный профиль вдоль оси теплообменника, осажда-
248
Рис. 5.20. Зависимость от времени осевого профиля температуры в теплообменнике, используемом в устройстве возврата UF6 (а) п образование слоя UFe (б)
ют гексафторид урана в слое постоянной толщины. Таким образом, высокая вымораживающая способность достигается при минимальном перепаде давления. С помощью описанного устройства содержание UF6 в легком газе можно снизить до 0,0001 %. Соответственно пренебрежимо малые потери работы разделения связаны с возвраще- Теплый Длина тепло- Холодный
нием легкого газа из отборной коней, обменного канала конец,.
части каскада в отвальную. ^
5.3.4. Работа каскада
Для демонстрации работы каскада был построен десятиступенчатый опытный завод, оборудованный компрессорами Рута (рис. 5.21) [5.25]. Он предназначен для экспериментальной проверки систем статического и динамического контроля функциони-
Рис. 5.21. Опытный завод из десяти ступеней, демонстрирующий действие
каскада
рования каскада из разделительных сопл [5.26]. Устройство возврата UF6 в цикл, расположенное в верхней части каскада, служило в качестве буфера (см. разд. 5.2.3). Как и предполагалось,
249
имело место саморегулирование устойчивого распределения UFe в течение всего времени работы завода (рис. 5.22). Умножение элементарного коэффициента разделения при разделении изотопов урана было достигнуто без какого-либо активного контроля.
1 г 3 Ц- 5 в 7 Номер ступени
¦в..':
•S-
'0,20

5
7
п /г,у '/г,ч
0,02 0,04- 0,86
Молярная концентрация UF6
Рис. 5.22. Распределение UF6 (а) и коэффициент обогащения опытного завода (б) из разделительных сопл
Рис. 5.23. Зависимость коэффициента деления потока 0„ от концентрации UF6 для различных значений коэффициента расширения
В разд. 5.2.3 было установлено, что при наличии буфера в верхней части каскада разделительные ступени должны быть выполнены таким образом, чтобы реагировать на возрастание концентрации UFe увеличением 0„. Из рис. 5.23 следует, что для каждого заданного значения коэффициента расширения разделительные элементы характеризуются отмеченными выше ярко выраженными стабилизирующими свойствами. С другой стороны (рис. 5.23), 0„ уменьшается с увеличением коэффициента расширения или степени сжатия компрессора. Так как используемые на опытном заводе компрессоры Рута имеют слабую зависимость степени сжатия от состава газа, изменение концентрации UF6
приводит к незначительному ослаблению стабилизирующих свойств разделительных элементов. По этой причине саморегулирование устойчивого распределения UFe наблюдается в опытном заводе при всех рабочих режимах, представляющих практический интерес.
Рис. 5.24. Зависимость степени сжатия центробежного компрессора (а) и коэффициента деления потока 0„ (б) в ступени из разделительных сопл о^ чонцентрации UF6. При мольных долях UFe выше 0,04 0tl растет с увеличением концентрации, что обеспечивает в верхней части каскада из разделительных сопл с UFe-буфером саморегулирование устойчивого распределения UF6
250
Ситуация усложняется при использовании центробежных компрессоров в промышленных разделительных ступенях. В этом случае возрастание концентрации UF6 в смеси является причиной повышения степени сжатия (рис. 5.24), что, увеличивая эффективный коэффициент расширения на сопле, приводит в конечном итоге к уменьшению 0«. Таким образом, отмеченный ранее стабилизирующий эффект разделительного элемента значительно уменьшается дестабилизирующим влиянием характеристик компрессора. Тем не менее имеется возможность достичь саморегулирования устойчивого распределения также и в случае центробежных компрессоров, применяемых в промышленных системах [5.27].
5.3.5. Экономические аспекты
Для получения надежных данных об экономике метода разделительного сопла ряду промышленных объединений была поручена разработка проекта и производственного процесса для наиболее важных узлов завода с учетом требований массового производства. Это, в частности, относилось к разделительным элементам, компрессорам, холодильным агрегатам, трубопроводам, резервуарам и вентилям. На основе определенных таким образом затрат был выполнен подробный оптимизационный анализ проектирования и функционирования завода промышленного масштаба [5.19]. Эти исследования так же, как и разработки технологических аспектов проблемы, обеспечили надежную основу для анализа экономики метода. Оценки затрат, соответствующих современному состоянию разработок, приводят к таким капиталовложениям, которые квалифицируют метод разделительного сопла как экономически привлекательный. При этом энергопотребление метода разделительного сопла, используемого в масштабах большого промышленного производства, приблизительно соответствует энергетическим затратам существующих в США газодиффузионных заводов.
Предыдущая << 1 .. 98 99 100 101 102 103 < 104 > 105 106 107 108 109 110 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed