Обогащение урана - Беккер Е.
Скачать (прямая ссылка):
•V ¦$
3.6.5. Другие газодиффузионные заводы и проекты
Британский газодиффузионный завод в Кейпенхерсте был построен в начале 50-х годов [3.22, 3.23] и затем эксплуатировался до 1962 г. в военных целях. Данные о разделительной мощности этого завода не опубликованы, но по оценке Бенедикта [3.276, 3.282] она составляет от 0,4 до 0,6 млн. кг ЕРР/год. После временного периода работы с пониженной производительностью и осуществления программы исследований и разработок технологии самые большие •ступени завода были подвергнуты модернизации и с 1967 по 1971 г. их разделительная мощность была .увеличена [3.251] с тем, чтобы шаг за шагом обеспечить гражданские потребности в слабо обогащенном уране по британской программе усовершенствованных графитовых реакторов. Эти ступени еще эксплуатируются, но мало что известно об их характеристиках и технологии разделения.
Исследования и разработки в области газодиффузионной технологии велись в Швеции [3.289] и Японии [3.212]. Они еще продолжаются в Италии [3.211].
3.6.6. Будущее газодиффузионной технологии
Ныне газовая диффузия стала вполне зрелой промышленной технологией разделения изотопов урана, и метод газовой диффузии принимается в качестве прототипа при сравнении с любым другим конкурирующим методом. Исход будущего соревнования с другими методами разделения будет зависеть от прогресса технологии, эволюции гражданских потребностей энергетики, от изменения стоимости, от зрелости различных методов и от соображений, относящихся к нераспространению ядерного оружия.
Прогресс технологии. Наиболее существенных успехов следует ожидать в области разработки пористых фильтров в конструкции компрессора и в газодинамике ступени.
Показатель качества пористых фильтров, установленный КАЭ США, увеличился от 1 в 1946 г. до 23 в 1974 г. [3.290]. Было показано, что улучшение
176
качества пористых фильтров только на 20 % [3.209] после повторной оптимизации завода при постоянной разделительной мощности позволит уменьшить удельные капитальные затраты //At/ на 28 %, удельное потребление электроэнергии W/AU на 12 % и результирующую стоимость единицы работы разделения Сд на 22 % (рис. 3.43).
Показатель качества компрессоров по КАЭ США увеличился от 1 в 1946 г. до 7 в 1974 г. [3.290]. Было показано [3.209], что улучшение качества компрессоров на 20 % при указанных выше условиях позволит уменьшить I/MJ на 6 %, W/1U — на 17 % и Сд на 10 % (рис. 3.44).
|го * ts
с*.
«
^ о
10
40 -
^ 30 -
? .
/s' | 20 у/
CJ is
- | 10
1 1 1- о I^T0000 1 1
1,0 0,9 0,8 а в $ V7 0,5 0,8 Яс
Рис. 3.43. Влияние качества пористых фильтров на характеристики газодиффузионного завода с разделительной мощностью 8,75 - 10е кг ЕРР/год [3.209]:
1 — удельные капиталовложения I/AU-,
2 — удельное потребление электроэнергии Wе /Д?7; 3 — стоимость еднинцы работы
разделения Сд в зависимости от показателя качества пористых фильтров Qg
Рис. 3.44. Влияние качества компрессоров на характеристики газодиффузионного завода с разделительной мощностью 8,75 • 10е кг ЕРР/год [3.209]:
^ — удельные капиталовложения //Л?/;
2 — удельное потребление электроэнергии We/AU; 3 — стоимость единицы работы разделения Сд в зависимости от показателя качества компрессоров Qc
Эволюция потребностей и стоимости. Происходящее теперь замедление строительства новых АЭС приводит к отсрочке решения о строительстве новых разделительных мощностей.
Влияние недавнего увеличения стоимости на перспективы газодиффузионной технологии оказывается различным для капитальных затрат, потребления электроэнергии и снабжения исходным питанием.
Увеличение капитальных затрат говорит в пользу газовой диффузии, которая отличается низкими удельными капиталовложениями, например 350 доллХ Х(кг ЕРР)-1-год (по курсу 1978 финансового года) для присоединенного завода в Портсмуте [3.280], 305 долл-(кг ЕРР)-1-год (по курсу 1975 финансового года) для частного завода UEA [3.232, 3.282] и 200 долл-(кг ЕРР)_1-год (по курсу 1974 финансового года) для европейского завода в Трикастене [3.181, 3.282] выглядят лучше, чем 480 долл-(кг ЕРР)-1-год (по курсу 1978 финансового года) для дополнительного завода с газовыми центрифугами в Портсмуте
[3.280]; все указанные заводы имеют примерно одинаковую разделительную мощность (8,8—10,8 млн. кг ЕРР/год). Капитальные затраты присоединенного
12 Зак 2067 {77
//
газодиффузионного завода в Портсмуте составляют [3.276] только 5,5 % полных капиталовложений в АЭС с реакторами LWP, которые будут работать на ¦производимом этим заводом обогащенном уране, вместо 8 % для присоединенного завода с газовыми центрифугами [3.280].
Рост удельной стоимости электроэнергии представляется существенным, так как уровень потребления электроэнергии на газодиффузионном заводе остается высоким. Для разделительной мощности 9 млн. кг ЕРР/год требуется электроэнергии до 2400 МВт в случае газодиффузионного завода вместо 250 МВт
[3.282] или даже 105 МВт [3.280] в случае завода с газовыми центрифугами, не считая энергии, потребляемой прн изготовлении запасного оборудования. Однако значение потребления электроэнергии не следует переоценивать, пока ядерная энергия остается самым дешевым источником электроэнергии. Потребление электроэнергии для обогащения урана газовой диффузией составляет в этом случае лишь малую долю (3 %) всей электроэнергии, вырабатываемой при использовании обогащенного урана, производимого на заводе [3.268, 3.280, 3.284]. Следовательно, 97 % произведенной при этом электрической энергии остается в распоряжении внешиих потребителей.
