Обогащение урана - Беккер Е.
Скачать (прямая ссылка):
¦240
Постоянство потока питания UF6 в верхней части каскада и общего обратного потока в его нижней части приводит к саморегулированию устойчивого распределения гексафторида урана, если разделительная ступень реагирует на возрастание концентрации UF6 увеличением коэффициента деления потока 0„ [5.18J. Собственно говоря, возрастание 0Ц эквивалентно увеличению переноса UF6 в буферную систему, где излишек UF6 накапливается. Если ступень реагирует на возрастание концентрации UF6 уменьшением 0„, UFe-буфер должен быть перенесен в нижнюю часть каскада для получения того же самого эффекта. Рассмотрение, относящееся к устойчивости распределения UF6, не зависит от скорости отбора продукта и коэффициента деления потока гексафторида урана. Подобно способам разделения чистого гексафторида урана метод разделительного сопла, использующий вспомогательный газ, требует при каскадировании определенного соединения ступеней, соответствующего данному значению ви-Обычно характер соединения выбирают из условия, чтобы в трубопроводах смешивались только потоки с одинаковым изотопным составом. На рис. 5.7 представлена схема каскада с коэффициентом деления потока 0„=1/4, которая представляет наибольший практический интерес. Тонкая регулировка 0и возможна в отдельной разделительной ступени на основе использования регулирующих вентилей, установленных в линии отбора тяжелой фракции.
5.3. ВНЕДРЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Метод разделительного сопла был разработан Центром научных исследований в Карлсруэ (ФРГ). Начиная с 1970 г. фирма «Штеаг» включилась в разработку технологии метода и его внедрение в промышленность. В 1975 г. бразильская и западногерманская фирмы «Нуклебрас» и «Интератом» объединили ¦ свои
усилия. Первоначальной целью их совместной деятельности явилось конструирование демонстрационного завода мощностью около 200 т ЕРР/год. Кроме того, осуществлялась так называемая технологическая программа демонстрационных испытаний разделительных систем промышленного масштаба для больших обогатительных заводов. На рис. 5.8 показано поперечное сечение системы разделительного сопла, используемого на демонстрационном заводе. Его рабочие режимы и характеристики представлены в табл. 5.1.
Легкая фракция,
Рис. 5.8. Поперечное сечение системы разделительного сопла, используемого при промышленном внедрении метода
16 Зак. 2067
241
¦¦'W
«
Таблица 5.1. Оптимальные рабочие режимы и характеристики разделительного сопла, показанного на рис. 5.8
Смесь UFe/H2 с 4,2% UF6
Давление на входе 0,26 бар (26 кПа)
Коэффициент расширения 2,1
Коэффициент деления потока 0,25
Эффект разделения 1,48-10—2
5.3.1. Производство разделительных элементов
Для того чтобы разделительное сопло работало при давлении на входе 25—50 кПа, диаметр отклоняющей выемки должен составлять около 200 мкм. Несколько методов массового производства дешевых разделительных элементов таких малых характерных размеров разработано совместно с промышленными объединениями.
На рис. 5.9 показана схема промышленного разделительного
элемента, созданного фирмой «Мессершмитт-Бёльков-Блом»
(Мюнхен). Изготовленная методом выдавливания алюминиевая
труба, чертеж которой представлен в нижней части рисунка, служит основой элемента. Труба имеет десять сопловых систем щелевидной формы, расположенных по периферии. Как показано более подробно в верхней части рис. 5.9, каждая сопловая система состоит из отклоняющей выемки в стенке трубы и алюминиевой пластинки, края которой одновременно являются и разделяющим отсекателем, и стенкой сопла. Алюминиевые пластинки фиксируются в направляющих выемках трубы, имеющих форму ласточкина хвоста, и удерживаются с помощью шарнирного при-
способления. Питание для сопловой системы подается в каналы (отмеченные индексом F) на одном конце трубы, а тяжелая фракция отбирается из каналов (обозначенных индексом Н) на ее противоположном конце. Легкая фракция откачивается из пространства вокруг трубы. Как показали контрольные испытания этих разделительных элементов, их разделительная способность не изменилась в течение всего, приблизительно четырехлетнего, периода испытаний. Сохранились постоянными и другие разделительные характеристики [5.20].
Помимо механического способа сборки фирмой «Сименс» (Мюнхен) налажен метод
Рис. 5.9. Схема промышленного разделительного элемента, изготовленного фирмой «Мессершмитт-Бёльков-Блом»
Легкая фракция
242
г
7 О'ИМ
Рис. 5.10. Производство разделительных элементов методом набора протравленных металлических фольг («Снменс», Мюнхен)
Рис. 5.11. Группировка протравленных металлических фольг. формирующих структуру разделительного сопла. Дна.метр отклоняющей выемки 0,2 мм
фототравлеиня для производства промышленных разделительных элементов (рис. 5.10). Структура разделительного сопла и каналов для питающего газа и тяжелой фракции формируется с помощью фототравления металлической фольги. Разделительное сопло получается группировкой в стопку протравленных фольг. На рис. 5.11 показаны детали набора. Стопки объединяются в трубчатом разделительном элементе, причем одна половина трубы используется для питания, а другая—для отбора тяжелой фракции. Легкая фракция отводится к внешней стороне трубы. Автоматическая линия для изготовления разделительных элементов методом фото-
