Обогащение урана - Беккер Е.
Скачать (прямая ссылка):
S Ю 14- Ли ’ ' 5 10 П AU :
dCb/dAU, пропорциональна производной потребления электроэнергии
dCJdUJ =Cw(dWe!dUJ) =CW(0,275 + 540/(18,232 —At/)). (3.213)
Здесь Cw — цена электроэнергии. Производная стоимости дополнительной работы разделения dC\/dAU определяется как стоимость приращения работы разделения dAU, произведенной с помощью дополнительного потребления электроэнергии dWe. Если эта предельная стоимость работы разделения становится выше значения Сд, с которым работа разделения может быть произведена на новом заводе, наращивание уровня потребления электроэнергии следует прекратить, и разделительная мощность существующего завода не должна превышать AU шах, которое получает-ся приравниванием С'А и производной (dCjdAU)miX
Л?Ушах = 18,232 — 540/[(Cl/C^) — 0,275]. (3.214)
Например, если С\г = 35 040 долл/(МВт • год) [или около 4 милл/(кВт-ч) и Сд =25 долл/кг U, АИтях= 17000-103 кг ЕРР/год [3.272]. Значение At/max= 17 230• 103 получается при том же значении Cw, если предельная стоимость будет ?д = = 28,5 долл/кг ЕРР, и Cw=5,25 милл/(кВт • ч), если Сд = = 37,29 долл/кг ЕРР [3.246, 3.262], что соответствует предельному потреблению электроэнергии 15^=6145 МВт, немного превышающему номинальный уровень 6060 МВт для существующих заводов (см. разд. 3.6.1).
Стратегия создания дополнительной разделительной мощности. Для наращивания разделительной мощности можно использовать по меньшей мере шесть различных способов, как показано Стоу-
11* 163
ном и др. [3.272], Коутсом и др. [3.274] и в работе [3.251]. Выбор одного из этих способов зависит от изменений производной стоимости дополнительной разделительной мощности dC^/dAU и от технологических или финансовых ограничений.
1. Увеличение уровня давления на существующем заводе. При сохранении в ступени объемных потоков (и тем самым оптимизированных значений свободно выбираемых переменных) массовые потоки возрастают пропорционально увеличению уровня давлений. Поскольку коэффициент разделения пористых фильтров уменьшается, приращение AU отстает от приращения уровня давлений. Основными узлами ступени, подлежащими модернизации, в этом случае будут электродвигатели компрессоров и системы теплоотвода и электроснабжения, которым соответствует лишь 1/4 капитальных затрат (см. табл. 3.8). Этот способ можно применять для низких приращений разделительной мощности.
2. Усовершенствование пористых фильтров, компрессоров и газодинамики на существующем заводе. Получаемое при этом увеличение коэффициента обогащения ступени g и разделительной способности &U=Lg2Q(\—0)/2 с точки зрения процесса оптимизации равносильно увеличению пропускной способности ступени Lg и эффективного числа ступеней sg. Для такого усовершенствования необходимо вложить около половины капитальных затрат завода, а для полного использования преимуществ усовершенствованной газодиффузионной технологии требуется повышение уровня потребления электроэнергии. С точки зрения предельной стоимости работы разделения имеется возможность увеличить на 60% разделительную мощность существующих заводов США с помощью соответствующих программ CIP и CUP (см. разд. 3.6.2). При этом можно использовать уравнения (3.213), (3.214), если заменить в них AU на MJ/f, где f — коэффициент достигнутого расширения разделительной мощности [3.272].
3. Изготовление новых ступеней, идентичных наибольшим ступеням существующих заводов. Выгоды от добавления большого числа уже оптимизированных (а тем самым и недорогих) ступеней уменьшаются из-за потерь вследствие возрастающего отклонения схемы завода от идеального каскада. Приращение продукции определяют соотношением
Д/>~ dPid (AU) [sL (g2!S)], (3.215)
где дифференциальный коэффициент dP/d(AU) вычисляют по формуле (3.195) [3.124]. Этот способ был применен на европейском заводе в Трикастене (см. разд. 3.6.4), когда первоначально планировавшаяся разделительная мощность 9-106 кг ЕРР/год [3.269] была увеличена до 10,8 • 106 кг ЕРР/год добавлением 120 больших ступеней к первоначальным 1280 [3.258].
4. Изготовление усовершенствованных и форсированных по потреблению электроэнергии ступеней такого же размера, как наибольшие существующие ступени, и размещение их в центральной части каскада с целью приблизить распределение ступеней по
164
размерам на расширенном заводе к распределению для идеального каскада. Эта цель достигается, если при строительстве завода центральные ступени будут изготавливаться в последнюю очередь, чтобы обеспечить полное использование новейших усовершенствований технологии.
5. Строительство нового каскада из ступеней большего размера в центральной части завода. Эти ступени должны быть оптимизированы по конструкции, и поэтому капитальные затраты на них будут выше. Этот способ применяется тогда, когда все возможности использования уже оптимизированных ступеней исчерпаны; примером может служить планируемый дополнительный газодиффузионный завод США в Портсмуте ([3.206], разд. 3.6.3).
6. Строительство обособленных новых заводов, которые могут работать совместно с существующими заводами; примерами могут служить планировавшиеся в 1972 и 1975 гг. новые газодиффузионные заводы США разделительной мощностью 8,75 или 17,5- 106 кг ЕРР/год [3.209, 3.233] и завод КОРЕДИФ во Франции [3.270] (см. разд. 3.6.4). Новые заводы могут эксплуатироваться независимо, как частный завод, планируемый Объединенным товариществом обогащения (США) [3.232] (см. разд. 3.6.3).
