Обогащение урана - Беккер Е.
Скачать (прямая ссылка):
Новая программа. Если изменяется производственная программа, то должно установиться и новое распределение концентраций изотопов. Переход к нему на действующем заводе осуществляется введением в блоки или отбором из блоков в соответствующих каскадах завода обогащенного гексафторида урана в необходимом количестве и с необходимой концентрацией [3.242], т. е. использованием в полной мере гибкости завода (см. разд. 3.5.3).
Аварийные ситуации. Система технологического контроля должна также справляться с непредвиденными событиями. Оператор узнает о нарушениях с помощью информации, приходящей на щиты контрольного помещения от контрольных приборов ступени, блока и каскада, а также с помощью извещений по телефонной сети завода. Например, «пульсация» компрессора может быть обнаружена по быстрым изменениям давления газа и нагрузки двигателя, а также по звуку — перемежающемуся пронзительному визгу, отличающемуся от звуков при пуске и торможении [3.207].
Необходимость остановки блока может возникнуть из-за ремонта или по другим причинам. В этих случаях блок изолируют от каскада блочными клапанами, а непрерывность межблочных потоков в каскаде обеспечивают открыванием байпасных задвижек на связывающих трубопроводах. Газ, содержащийся в блоке, на время отключения ступени переводят в запасной ресивер, где его хранят до следующего пуска [3.243]. Если газ остается в блоке, то это не влияет на давление в каскаде, но распределение концентраций изотопов в каскаде начинает испытывать возмущения вследствие некоторого увеличения смешивания и сокращения числа работающих блоков.
Если одна из установок, питающих завод или извлекающих из него отбираемый продукт, должна быть выключена, то все другие такие установки также должны быть отключены и работа завода должна продолжаться в безотборном режиме, с медленным нарастанием концентрации 235U в головной секции.
В случае загрязнения технологического газа в результате течи необходимо улавливать легкие примеси, возможно, в блоке, расположенном ближе к головной части каскада. Затем этот блок изолируют, очищают и ремонтируют.
Описанные ситуации возникают очень редко, так как элементы оборудования газодиффузионного завода отличаются очень высокой надежностью. В табл. 3.6 приведены данные по заводам США [3.230]. Полупериоды жизни элементов оборудования определяются методами статистического анализа отказов [3.231].
Охрана окружающей среды. Газообразные, жидкие и твердые
140
Таблица 3.6. Надежность газовой диффузии [3.230].
.Данные об отказах элементов оборудования действующих заводов С ША
Элемент оj орудования ( реднее время расоты между отказами. год Скорость замены, %/год Элемент оборудования Среднее время работы между отказами, ГО 1 Скорость замены, 9-6'год
Компрессоры: Блочные задвижки 100 1
осевые 30 3 Регулирующие кла- 2с0 0,4
центробежные ?0 о паны
.Делатели 2?0 0,4 Г азохолодильник 350 0,3
Двигатели ео 1,7 Конденсаторы ео 1,7
Уплотнения валов 9 11 хла;:оагснта
’отходы газодиффузионного завода при нормальной его эксплуата-< цин подвергают тщательному контролю на возможное присутствие в них урана, а также фторсодержащих соединений и других химикатов. Изучают последствия аварий всех элементов оборудования завода и возможных случайностей (землетрясения, падения ¦самолета и т. д.). После подробного изучения национальными властями были изданы и введены в действие строгие постановления по охране окружающей среды [3.206, 3.233, 3.237, 3.244, 3.245J.
3.5. ЭКОНОМИКА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГАЗОДИФФУЗИОННОГО ЗАВОДА
Проектирование нового завода (разд. 3.5.1), оценка стоимости производства продукции (разд. 3.5,2), оптимальное использование существующих заводов (разд. 3.5.3), проектирование наращива-. ния мощностей (разд. 3.5.4)—экономические проблемы, решение которых следует искать с помощью соответствующих методов оптимизации.
Основная производственная программа разделительного заво- у да задается значениями потоков отбора Р, питания F и отвала
и W вместе с их концентрациями NP, NF и Nw. Из этих шести
внешних переменных независимы только четыре, поскольку в би- ^ нарной смеси должны выполняться два уравнения сохранения компонентов:
F = P- l W; FNP = PNP -f WNw. (3.189)
Хорошо известное уравнение стоимости
PCp = FCf + AUCa, (3.190)
которое в применении к идеальному каскаду принимает вид:
Ср = СР [(Агр - NW)I(NP - AV)] + Сл {1/р +
-f [(jVp—NF)((Np—Nw)\ Vw - [(JVp-JVw)l(NF-Nw)} VP}, (3.191)
141
зависит от масштаба производства лишь в неявной форме, через удельные стоимости СР, CF и Сд отборного продукта Р, питания F и работы разделения &U. В уравнении (3.191) значения Vp, Vw и VF получаются при подстановке концентраций отбора, отвала и питания в формулу (2.178) для потенциала разделения V(N). Если имеется несколько потоков питания и отбора, то в уравнении (3.189) Р, F, РМр и FMf и в уравнении (3.190) РСР и PCF следует заменить на 2Р, 2F, hPNP, HFNf, ЪРСр и 1FCf соответственно.
Уравнение стоимости (3.190) долгое время применяли как шкалу цен услуг по обогащению, представляемых США [3.180, 3.209, 3.227, 3.246, 3.247], с фиксированной удельной стоимостью Сд независимо от конфигурации и разделительной мощности разделительного завода.
