Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Беккер Е. -> "Обогащение урана" -> 19

Обогащение урана - Беккер Е.

Беккер Е. Обогащение урана — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 320 c.
Скачать (прямая ссылка): obogoshenieurna1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 136 >> Следующая

В общем случае создание крупного промышленного завода связано с рядом задач по оптимизации, общее решение которых иногда оказывается невозможным ввиду сложности одновременного определения большого числа независимых переменных.
Эти трудности можно преодолеть, разбив сложную систему на несколько подсистем, более легко поддающихся оптимизации. Однако, поскольку эти подсистемы связаны между собой, для оптимизации установки в целом необходимо правильно учесть эти взаимосвязи.
Для определения стоимости оборудования необходимо знать уравнения стоимости, поскольку стоимость оборудования в общем не пропорциональна его размерам. Кроме оптимизации основного технологического оборудования, необходимо также оптимизировать системы подачи питания и извлечения продукта и все вспомогательные установки. Практически расчет стоимости единицы работы разделения производится для различных наборов свободно выбираемых значений технологических переменных, пока соответ-
4 Зак. 2067
ствующий набор не сведет к минимуму стоимость продукта. Для этого применяется метод проб и ошибок.
Пример оптимизации газодиффузионной установки был приведен в работе [2.13], где иерархическая схема деления подсистем имеет три уровня: ступень — прямоугольный каскад — завод, в которой подсистема каждого уровня оптимизирует подсистемы предшествующего уровня и контролируется подсистемами более высокого уровня.
2.6.3. Оптимизация секции извлечения
С точки зрения снижения себестоимости продукта при проектировании завода по разделению изотопов важное значение имеет определение оптимальных размеров секции извлечения. Значение этой проблемы особенно возрастает, когда стоимость сырья для питания завода увеличивается, поскольку секция извлечения уменьшает потребность в сырье для питания каскада при увеличении разделительной работы.
Концентрация отвала Nw, называемая также «изотопным составом», которая позволяет свести к минимуму стоимость данного обогащенного продукта, является наилучшим компромиссом между стоимостью питания и стоимостью работы разделения. На рис. 2.13 показан качественный график относительного влияния этих двух видов затрат на стоимость единицы продукта в зависимости от концентрации отвала.
Определение оптимального значения AV не влияет на конструктивную схему или суммарный поток секции обогащения.
Стоимость единицы обогащенного продукта обычно выражается формулой
Ср = (1 IP)(CfF + СиШ), (2.220)
где СР и Си — стоимость единицы сырья и единицы работы разделения соответственно. Подставив в это равенство выражения (2.32), (2.33), (2.175), получим:
'v4HP) + jSfEw~v'(Hw)- Np-Nw-
С,
Си
4-С.
+
(2.221)
F N р — N\%?
Поскольку в этом выражении представляет интерес только изотопный состав отвала, наиболее оптимальное значение (N*w) можно получить аналитическим путем, если принять (dCP/dNw) =0, так что
Рис. 2.13, Влияние изотопного состава отвала на стоимость единицы готового продукта:
1 — стоимость работы разделения; 2 — стоимость питания; 3 — суммарная стоимость; 4~ стоимость работы
разделения в секции обогащения
50
Су
с,
V (Nf) - V' (Nw) - (Nf - Nw)
dV> (TV)
dN
'NW-
(2Np - 1) In
El.
R~
w
^N*V-\){NP-N4W) Nw (l — Nw)
(2.222)
В случае разделения изотопов урана зависимость отношения Ср/Си от значения отвала показана на рис. 2.14. Подставив в (2.221) выражение для CF (2.222), получим:
(2N„ -!)!.&(Wr-O^-^r) j. (2.223)
С
p (mln)
c,
R
w
j
Выражение в скобках в последнем уравнении представляет собой работу разделения, необходимую для получения единичного количества обогащенного продукта с концентрацией ХР в каскаде без секции извлечения, питаемом сырьем с концентрацией N*w, стоимость которого равна нулю.
Возвращаясь к рис. 2.13, видим, что, поскольку кривая полной стоимости продукта имеет довольно плоский минимум, разумное отклонение значения отвала от оптимального значения N*wHe очень сильно сказывается на стоимости обогащенного продукта. Следует также заметить, что это теоретическое значение концентрации отвала ввиду его зависимости от отношения CF/Cu может к тому же изменяться под влиянием непредвиденных экономических перемен.
Рис. 2.14. Оптимальный отвал Nw как функция отношения CF/Cu
ГЛАВА 3
ГАЗОВАЯ ДИФФУЗИЯ
Д. Массиньон
Газовая диффузия принадлежит к числу старейших технологий, применявшихся когда-либо для разделения изотопов урана. Несмотря на существование новых методов, она остается наиболее распространенной (свыше 95% производства обогащенного Урана).
В основе газодиффузионного метода разделения лежит явление молекулярной диффузии. В закрытом сосуде, находящемся в тепловом равновесии с окружающей средой, все молекулы газовой смеси имеют в среднем одну и ту же кинетическую энергию. Поэтому более легкие молекулы движутся быстрее и ударяются о стенки чаще, чем более тяжелые молекулы. Если в стенке имеется такое малое отверстие, что газ как целое из него не вытекает, то
4* 51
легкие молекулы будут проникать через него в относительно большей пропорции, чем тяжелые молекулы.
Зависимость молекулярной диффузии через отверстие от молекулярной массы газа впервые была проверена в опытах Грэхема [3.1] с пористыми материалами более ста лет назад и в экспериментах Кнудсена [3.2] с малыми отверстиями и капиллярами. Законы молекулярной диффузии через отверстие дают простую иллюстрацию кинетической теории газов Максвелла [3.3].
Предыдущая << 1 .. 13 14 15 16 17 18 < 19 > 20 21 22 23 24 25 .. 136 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed