Обогащение урана - Беккер Е.
Скачать (прямая ссылка):
На заводе ЕВРОДИФ [3.181] (см. гл. 3.6) для охлаждения применяют воду. Конструкция холодильника исключает возможность протекания воды в технологический контур через дефектные сварные швы. Нагретая вода также направляется на градирни. Охлаждающие трубки холодильника могут быть биметаллическими, как в нефтяной промышленности: стальная со стороны воды трубка изнутри покрыта легким сплавом со спиральными канавками, так что со стороны гексафторида урана эффективная поверхность ее больше [3.234], поскольку UF6 имеет довольно низкую теплопроводность. Такая конструкция предохраняет от возникновения самопроизвольной цепной реакции при случайном смешивании воды с гексафторидом урана; другая мера предосторожности состоит в добавлении к охлаждающей воде соли бора, эффективно поглощающей нейтроны.
На заводах США делитель и холодильник размещены в одном корпусе [3.206, 3.227, 3.232] (см. рис. 3.27).
Система подачи и извлечения UF6. Гексафторид урана поставляется заводами по его производству в цилиндрических контейнерах. Контейнер нагревается в десублимационном блоке, который представляет собой автоклав, работающий при температуре
134
выше тройной точки; после расплавления твердого UF6 блок подключается к выходу питания завода. Жидкий гексафторид урана испаряется, и скорость испарения регулируется с помощью дроссельного вентиля. На заводе работают поочередно два автоклава, поскольку в трассу питания желательно подавать непрерывный поток [3.207].
Установки для извлечения отборного и отвального продукта в основном одинаковы. Технологический газ направляется из каскада в конденсатор с помощью ряда центробежных компрессоров, осуществляющих сжатие, и ожижается при температуре выше тройной точки. Жидкий гексафторид урана затем переливается из конденсатора в контейнер, который подвергается охлаждению, чтобы перевести UF6 в твердое состояние. Несконденсировавшиеся газы в потоке отбора (или отвала) либо возвращаются в каскад
[3.207], либо выбрасываются вакуумными механическими насосами в атмосферу через химические ловушки с активированной окисью алюминия, поглощающей фтористые соединения [3.225, 3.233, 3.234]. Эти установки контролируются таким образом, чтобы они работали непрерывно.
Аналогичные установки сооружаются для эпизодической подачи и извлечения UF6 на уровне блоков. Они используются при пуске завода, при ремонте блоков и при некоторых изменениях программ производства, связанных с включением нескольких потоков питания или отбора [3.234].
Очистка от примесей легких газов. Технологический газ может содержать газообразные легкие примеси, которые концентрируются в головной части каскада в результате газодиффузиониого разделения. Надежное удаление этих примесей достигается с помощью очистительного каскада [3.209]. Гексафторид урана освобождается от легких примесей при диффузии через очистительные ступени и затем возвращаются в газовой фазе в каскад завода. В США очистительные каскады содержат 78 ступеней в Ок-Ридже и по 60 ступеней в Падьюка и Портсмуте [3.206, 3.227]. Они расположены на отборе головного технологического каскада и оборудованы центробежными компрессорами нескольких типов, приспособленными для работы при показателе адиабаты у от 1,067 (UF6) до 1,4 (воздух). На отборе заводов Франции очистка производится с помощью частичной конденсации. При этой очистке гексафторид урана в потоках отбора и отвала конденсируется в твердое и жидкое состояние, а затем испаряется и возвращается в технологический каскад.
Неконденсируемые примеси, удаляемые из технологического каскада, в основном содержат азот из уплотнений компрессоров. Они выбрасываются в атмосферу после очистки от фтористых соединений в химических ловушках [3.17].
Конструкционные материалы завода и требования к условиям эксплуатации. Материалы должны быть устойчивыми против коррозионного воздействия фторирующих агентов. При комнатной
135
температуре можно применять низколегированные стали (в контейнерах для гексафторида урана), при умеренной температуре — нержавеющую сталь [3.235]. Отличную стойкость при более высокой температуре имеют сплавы никеля (монель [3.209, 3.224J) большинство сплавов меди и легких сплавов, богатых алюминием [3.236]. Легкие сплавы широко использовались на заводе в Пьерлатте [3.228]. Однако для оборудования больших размеров более дешевыми могут оказаться стали с покрытием из никеля или алюминия. В США применяется гальваническое никелирование [3.21, 3.207], а в Трикастене (Франция) работает большой завод, производящий химическое никелирование [3.181, 3.228]. К хорошим материалам относятся также сильно фторированные пластики, например тефлон (политетрафторэтилен) или политрифтор-метан [3.225].
Поверхность деталей оборудования должна подвергаться полировке и тщательной очистке, чтобы уменьшить эффективную-площадь контакта с UF6 и удалить следы смазки или других примесей. Здание для очистки и дезактивации оборудования [3.209, 3.237] содержит установки для химической очистки всех материалов перед их применением, а также установки для извлечения и регенерации радиоактивных материалов из оборудования, демонтированного с завода.
