Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.
Скачать (прямая ссылка):
Американская центрифуга (устройство Бимса). В ней, как видно из рис. 8.14, противоток устанавливается с помощью газовых потоков, которые вводятся с противоположных торцов роторного цилиндра различных радиусов. Циркуляция обеспечивается с помощью газодувки, расположенной вне центрифуги, или за счет раз-
Рис. 8.14 Рис. 8.15.
Рис. 8.14. Модифицированная газовая центрифуга с внутренним противотоком (устройство Бимса):
1— газодувка; 2 — обогвщеииый продукт; 3— клапан; 4 — отвал; 5 — питательный газ (UFe)
Рис. 8.15. Центрифуга Грота с тепловым противотоком:
1 — обогащенный продукт; 2 — охлаждающая вода; 3 — трубка питания; 4—электромагнитный подогрев; 5 — выход обедненного газа; 6 — подвод питательного газа; 7 — термопара; 8 — термодатчик; 9—неподвижный кожух; 10— ротор; 11— подшипник
ности температур и механических циркуляторов, устанавливаемых в самой центрифуге. По схеме Бимса в США велись разработки центрифуг до появления в конце 1957 г. патента фирмы «Дегусса» (ФРГ) на «центрифугу Циппе».
Центрифуги Гроота с тепловым противотоком. Здесь противоток обусловлен тепловой конвекцией (рис. 8.15), которая возникает за счет того, что температура верхней крышки ротора поддерживается несколько более высокой (например, на 20—25°С), чем нижней. Каждая центрифуга снабжена автоматически управляемым электроподогревом (вверху) и водяным охлаждением (внизу) крышек ротора.
Центрифуга ZG (рис. 8.16) имеет усложненную конструкцию: три подшипника (два радиальных и один упорный), цилиндриче-
Таблица 8.5. Параметры центрифуг Гроота
Индекс
Длина ротора,
cm
Радиус ротора,
cm
Отношение длины; ротора к диаметру
Окружная скорость, м/с
ZO-3
66,5
9,25
3,60
302
ZG-5
113,0
9,25
7,03
303
ZG-6
240,0
20,0
6,00
302; 340
ZQ-7
316,0
22,5
7,03
302; 340
ский электропривод значительной мощности и т. п. (табл. 8.5). Ни одна центрифуга Гроота в ФРГ не была принята для серийного производства из-за неудовлетворительных характеристик и недостаточной надежности.
Рис. 8.17. Вертикальный разрез газовой центрифуги, запатентованной в 1957 г. фирмой «Дегусса» (ФРГ):
/ — нижняя крышка; 2 — диафрагма; 3 — винтовые пазы; 4 — ротор; 5 — корпус; 6 — отборные трубки; 7 — трубка питания; 8 — трубка отбора и отвала; 9 — магнитное тело; 10 — верхняя крышка ротора; // — двигатель; 12 — демпфер; 13 — подпятник; 14 — опорная игла
Рис. 8.18. Вертикальный разрез газовой центрифуги (Нидерл анды):
1 — трубка вакуумного насоса; 2 — статор электродвигателя; 3 — обмотка двигателя; 4 — опорный стержень; 5 — перегородка; 6 — ротор; 7—| корпус; * — трубка питания; 9 —магнитные тела;1 10 — упругая связь; // —емкость с жидкостью* (демпфер); 12 — молекулярное уплотнение; 13 —-отборники фракций; 14 — ротор электродвигателя; 75 —маятник; 16 — упругий стержень; 17 — опорная сфера
Центрифуга, запатентованная в 1957 г. фирмой «Дегусса» в ФРГ* (рис. 8.17). По патентной формуле это — «...быстровращающаяся газовая центрифуга, в частности, для разделения изотопов урана, с жестко закрепленным вакуумированным корпусом и ротором, вращающимся вокруг вертикальной оси. Центрифуга отличается тем, что тонкостенный ротор на нижнем конце имеет крышку, в которой закреплена вертикальная упругая ось, опирающаяся на пластину из твердого сплава. На наружной стороне крышки имеется стальной диск, под которым внутри корпуса расположен торцевой статор, питаемый трехфазным током. Верхняя крышка ротора снабжена круглым отверстием, через которое с зазором проходят известные питательные и отборные трубки для газа.
...Через отверстие верхней крышки ротора проходят три трубки, из которых средняя, служащая для подвода газа, оканчивается в середине ротора, наружная трубка — вблизи верхней крышки и внутренняя — вблизи нижней крышки. Наружная и внутренняя трубки изогнуты в форме крюка против направления вращения ротора и перпендикулярно его оси и заканчиваются отверстиями, расположенными у оболочки ротора.
...Над нижней отборной трубкой в роторе перпендикулярно оси расположена разделительная диафрагма с пропускными отверстиями, находящимися в центре и на периферии.
...Давление ротора на игольчатую опору разгружается магнитами, расположенными над верхней крышкой ротора, имеющей насадку из ферромагнитного материала, и упруго соединенными с корпусом через демпфирующий элемент. Внутренняя сторона стенок корпуса имеет винтовые пазы или выступы. На верхней крышке
* Патент ФРГ № 10715997 с датой приоритета, 11.11.57 г. В зарубежном патентовании объединен с патентом ФРГ № 1136644. Имеются патенты-аналоги более чем в 13 странах мира, в том числе в США № 3289925, в Великобритании № 900235. Обозначается в публикациях западной печати как «центрифуга Циппе» (см. § 8.4).
ротора расположено газовое уплотнение в форме винтового лабиринта. Упругая ось, несущая ротор, вращается в направляющей втулке, жестко связанной с демпфирующим элементом, погруженным в масло».
Газовая центрифуга* (рис. 8.18) (Нидерланды). Центрифуга состоит из: вакуумного корпуса; цилиндрического вертикальБото ротора внутри корпуса; одной неподвижной трубки для подачи газа, проходящей через отверстие на одном из концов ротора; устройства для отвода компонентов газов у одного и другого концов ротора; упорного подшипника, расположенного по оси ротора, со сферическим наконечником и сферическим подпятником, соединенным с корпусом; магнитной подвески, удерживающей ротор в вертикальном положении, но позволяющей в то же время верхней части упруго колебаться относительно оси ротора; демпфирующих устройств, соединяющих подпятник упорного подшипника и магнитное тело с корпусом, которые позволяют ротору безопасно «проходить» при запуске критическое число оборотов, после чего ротор может вращаться с надкритической скоростью.
