Спосіб часткової екстреної евакуації гексафториду урану з технологічних секцій каскаду по розділенню ізотопів урану

 

Винахід відноситься до технології розділення ізотопів урану методом газового центрифугування і може бути використане для мінімізації втрат розділової потужності центрифугальних каскадів з розділення ізотопів урану.

Розділовий каскад складається з розділювальних елементів-технологічних секцій. Принципова схема технологічної секції представлена на фіг. 1. Технологічна секція - це група газових центрифуг 10, яка підключена через відповідні трубопроводи харчування 11, важкої фракції 12, легкої фракції 13 і виконавчі пристрої 1, 2, 3 до розподільчим каскаду. В якості виконавчих пристроїв використовується технологічна запірна арматура різних діаметрів, обладнана електроприводами дистанційно керованими, у тому числі з використанням автоматизованих систем управління. При існуючій схемі експлуатації технологічної секції потік гексафториду урану подається в технологічну секцію по трубопроводу харчування 11 і виводиться в розділовий каскад по трубопроводу важкої фракції 12 трубопроводу і легкої фракції 13. Виконавчі пристрої 1, 2, 3 при цьому постійно відкриті, виконавчі пристрої 8 і 9 постійно закриті�ий легкої компонентою і легкі домішки надходять з газових центрифуг в трубопровід 13, а гексафторид урану, збагачений з важкої компоненті, надходить у трубопровід 12. Технологічна секція з допомогою додаткових трубопроводів з ручними клапанами 4, 5, 6, 7 і виконавчого пристрою 8 і трубопроводу 14 під'єднується до додаткових установок, призначених для екстреної евакуації газу з технологічної секції, в разі виникнення аварійних ситуацій або технологічних порушень, здатних викликати вихід з ладу окремих газових центрифуг або збій у роботі розділового каскаду.

У разі появи у технологічній секції легких домішок і продуктів руйнування газових центрифуг вони потрапляють в трубопровід легкої фракції 13 і, у разі перевищення пайової змісту в потоці гексафториду, встановленого технологічним вимогами на експлуатацію розподільчого каскаду, викликають відпрацювання алгоритмів керування виконавчими пристроями, забезпечуючи екстрену евакуацію гексафториду урану з технологічної секції.

Існуючий спосіб екстреної евакуації гексафториду урану з технологічної секції, при виникненні технологічного порушення чи аварійної ситуації, полягає у відсіканні розділового елемента іс�огической секції по трубопроводу важкої фракції 12 через відкритий ручний клапан 4 і автоматично відкривається виконавче пристрій 8 до трубопроводів 14 системи екстреної евакуації газу з розділового каскаду.

Існуючий метод екстреної евакуації газу з технологічних секцій має наступні недоліки:

- Відбувається швидке видалення гексафториду урану з розділового елемента по трубопроводу важкої фракції 12 при цьому легкі домішки і продукти руйнування газових центрифуг з трубопроводу легкої фракції 13 відкачуються разом з газом у внутрішні обсяги групи газових центрифуг 10.

- При необхідності більш ефективного видалення залишків гексафториду урану або відкачування легких домішок з розділового елемента проводиться ручного відкриття клапана 6, з залученням персоналу, для організації паралельної відкачування з розділового елемента трубопроводами важкої і легкої фракції.

- У всіх випадках, коли технологічно необхідна екстрена евакуація газу з розділового елемента, відбувається практично повне видалення гексафториду урану через трасу важкої фракції протягом приблизно однієї хвилини. Внаслідок швидкого видалення гексафториду урану з розділового елемента також відбувається зниження температури роторів газових центрифуг. Як наслідок застосовуваної в даний час методики екстреної евакуації газу, для подальшого включениѵгких домішок із внутрішніх обсягів газових центрифуг або додаткову установку екстреної евакуації газу 14 або додаткову установку для відкачування обладнання розподільчого каскаду 15, з подальшим тривалим ступінчастим заповненням газових центрифуг з метою забезпечення поступового досягнення роторами газових центрифуг необхідної робочої температури у відповідності з діючими регламентами. Для сучасних газових центрифуг процес поступового заповнення гексафторидом урану у відповідності з діючими регламентами на експлуатацію становить кілька годин і вимагає присутності при проведенні операцій заповнення спеціально навченого персоналу на місці розташування розділового елемента.

- У тих випадках, коли персонал встигає провести оперативне включення в роботу технологічної секції після повної евакуації газу без попереднього плавного заповнення, відбувається потрапляння легких домішок і продуктів руйнування газових центрифуг в розділовий каскад, що призводить до виходу з ладу і зниження ресурсної надійності газових центрифуг інших технологічних секцій.

Завдання винаходу - мінімізація втрат розділової потужності центрифугальних каскадів з розділення ізотопів урану в разі виникнення технологічного порушення чи аварійної ситуації технологічної секції, пов'язаних з необхідністю здійснення�газових центрифуг із збереженням більшої частини гексафториду урану в технологічній секції в процесі процедури екстреної евакуації, максимальна автоматизація процесу заповнення газових центрифуг після екстреної евакуації гексафториду урану.

Зазначені завдання досягаються тим, що екстрена евакуація газу з технологічної секції здійснюється через трубопровід легкої фракції 13, при цьому під час експлуатації змінюється стан ручних клапанів на трубопроводах технологічної секції. Ручні клапани 6 і 7 постійно відкриті, а ручні клапани 4 і 5 постійно закриті. В даному випадку, при появі в технологічній секції легких домішок і продуктів руйнування газових центрифуг, вони потрапляють в трубопровід легкої фракції 13 і через відкриті ручні клапани 6 і 7 і автоматично отривающийся виконавчий елемент 8 ефективно видаляються з потоком гексафториду урану в додаткову установку для екстреної евакуації газу 14. Особливості внутрішнього устрою газових центрифуг їх газодинамічні режими експлуатації у разі екстреної евакуації гексафториду урану через трубопровід легкої фракції 13 забезпечують у декілька разів більш повільне зниження газосодержанія технологічної секції, ніж у випадку евакуації через трубопровід важкої фракції 12.

При цьому навіть при видаленні з разделительн�зрушения газових центрифуг з трубопроводів технологічної секції і внутрішніх обсягів газових центрифуг в додаткову установку для екстреної евакуації газу. Після видалення 10...15% гексафториду урану з технологічної секції процес екстреної евакуації припиняється дистанційним закриттям виконавчого пристрою 8. Персонал з допомогою систем контролю проводить оцінку технічного стану газових центрифуг технологічної секції і, у разі відсутності додаткових порушень, дистанційно відкриває виконавчі пристрої 1, 2, 3, включаючи технологічну секцію в експлуатацію у складі розділового каскаду.

Повільне зниження газосодержанія технологічної секції при здійсненні екстреної евакуації через трубопровід легкої фракції і не повне видалення гексафториду урану з розділового елемента забезпечують можливість збереження необхідних температурних параметрів роторів газових центрифуг і виключає необхідність проведення багатогодинний процедури поступового ступеневої заповнення газових центрифуг гексафторидом урану. Час від початку екстреної евакуації газу з технологічної секції через трубопровід легкої фракції до включення технологічної секції в експлуатацію у складі розділового каскаду становить 5...10 хвилин.

Для забезпечення автоматизації процесу екстреної эвакуа�олнительним пристроєм, включеним в автоматизовану систему управління технологічним процесом. При експлуатації технологічної секції виконавче пристрій 4 буде весь час закрита. У разі технологічної необхідності дане рішення дозволяє без залучення персоналу забезпечити швидку повну екстрену евакуацію гексафториду урану або відкачування легких домішок з групи газових центрифуг 10 одночасно по трубопроводах легкої фракції 13 і важкої фракції 12, з подальшим дистанційним закриттям перед заповненням секції гексафторидом урану.

Таким чином, пропонований спосіб часткової евакуації гексафториду з технологічної секції по трубопроводу легкої фракції забезпечує переваги у порівнянні з традиційним способом повної евакуації газу через трубопровід важкої фракції, які полягають в істотному зниженні часу виключення з експлуатації технологічної секції, швидкого і ефективного видалення з технологічної секції легких домішок і продуктів руйнування газових центрифуг і, відповідно, кратне зниження ймовірності попадання цих речовин в розділовий каскад, яке призводить до зниження надійності ресурсної газових центрифуг, збереження�ія каскаду і призводить до зменшення кількості гексафториду урану в додаткових установках для екстреної евакуації газу, зниження трудовитрат на процедуру поступового ступеневої заповнення газових центрифуг.

Спосіб часткової екстреної евакуації гексафториду урану з технологічної секції каскаду по розділенню ізотопів урану полягає в тому, що здійснюють екстрену евакуацію частини газу з технологічної секції по трубопроводу легкої фракції, при цьому під час експлуатації технологічних секцій каскаду по розділенню ізотопів урану ручні клапани на трубопроводах легкої фракції постійно відкриті, а ручні клапани на трубопроводі важкої фракції і трубопроводі харчування постійно закриті, а виконавчий елемент автоматично відкривається при виникненні екстреної ситуації для видалення легких домішок і продуктів руйнування разом з потоком гексафториду урану в додаткову установку.



 

Схожі патенти:

Центрифуга з виворачиваемим фільтром

Винахід відноситься до центрифузі з виворачиваемим фільтром, призначеної для розподілу складаються з рідкої і твердої фаз сумішей і має обертається від приводу барабан, розташований в барабані виворачиваемий тканинний фільтр, приймальну камеру для фільтрату, призначену для збору і відводу рідкого фільтрату, виділень центрифугуванням від суміші рідкої і твердої фаз при знаходженні тканинного фільтра усередині барабана, приймальну камеру для твердих речовин, призначену для збору і видалення твердої фази (фільтрувального осаду), відокремлюваної від суміші рідкої і твердої фаз при подальшому обертанні барабана з вивернутим назовні тканинним фільтром, і кільцевий зазор, що оточує по краю барабан на ділянці приймальної камери для фільтрату і приймальної камери для твердих речовин

Опора центрифуги

Винахід відноситься до області машинобудування, а саме до опорних вузлів високошвидкісних відцентрових машин, і може бути використане П

Опора центрифуги

Винахід відноситься до області матиностроеиия, а саме до опорних вузлів високошвидкісних відцентрових машин, і може бути використане в харчової, хімічної, хіміко-фармацевч тичної, нефтеперерабатьшающей та інших галузях промютшенности

Спосіб поділу газоподібних сумішей на фракції з різною питомою вагою і газова центрифуга для його здійснення

Винахід відноситься до поділу ізотопних і газових сумішей, переважно газоподібних сполук ізотопів урану. Газова центрифуга містить герметичний нерухомий корпус у вигляді вертикального циліндра, що обертається ротор, співвісно розміщений в корпусі, виконаний у вигляді валу і з жорстко закріпленою на ньому лопаткою з виступаючим елементом, добірні трубки розділених фракцій, канали виведення розділених фракцій, виведені назовні через вал ротора та мають розташовані на різній висоті горизонтальні ділянки з радіально віддаленими від поздовжньої осі корпусу вхідними отворами, при цьому горизонтальні ділянки добірних трубок розміщені всередині кожної лопатки, а вхідні отвори добірних трубок розташовані на виступаючому елементі кожної лопатки в різних зонах турбулентності, і впускний отвір, розміщене внизу корпуса, для підведення вихідної газової суміші. Спосіб поділу газоподібних сумішей включає обертання і прискорення газоподібної суміші за допомогою центрифуги, переміщення суміші в радіальному напрямку, освіта турбулентного потоку у зовнішнього краю центрифуги і відбір легкої і важкої фракцій у різних зонах турбулентного потоку. Винахід забезпе

Центрифуга для збагачення урану

Винахід відноситься до атомної енергетики, зокрема до газових центрифуг для збагачення урану. Центрифуга для збагачення урану містить ротор центрифуги і електродвигун. Ротор центрифуги співвісно жорстко з'єднаний торцями з роторами електродвигунів. Статори електродвигунів динамічно збалансовані, закріплені в підшипникових опорах на фундаменті і приводяться в обертання за допомогою приводних двигунів. Технічним результатом є збільшення швидкості обертання ротора центрифуги і її продуктивності. 1 іл.

Спосіб ізотопного відновлення регенерованого урану

Винахід відноситься до технології повторної переробки ядерних енергетичних матеріалів і може бути використане для повернення урану, виділеного з відпрацьованого ядерного палива, паливний цикл легководних реакторів. Спосіб ізотопного відновлення регенерованого урану включає підвищення в гексафториде регенерованого урану вмісту ізотопу U-235 до заданої на інтервалі 2,0÷5,0 мас.% величини, зниження відносної концентрації ізотопу U-232 в суміші ізотопів урану і пряме збагачення гексафториду регенерованого ізотопом урану-235 U на двокаскадної установці з розділових ступенів газових центрифуг. При цьому в першому каскаді регенерований збагачують уран ізотопом U-235 до 5,0÷10,0 мас.% при підтримці співвідношення масових витрат потоку відвалу і потоку відбору каскаду в інтервалі (6,9÷18,4):1. Потоки відвалу і відбору першого каскаду направляють на харчування другого каскаду. Регенерований уран відбирають з розділовою ступені центральній частині другого каскаду. Винахід забезпечує повне очищення вигорілої суміші ізотопів урану від найбільш радіаційно-небезпечного нукліда U-232 та отримання товарного низькозбагаченого гексафториду урану при мінімальній перебудові

Спосіб отримання розріджувача для переробки збройового високозбагаченого урану на низькозбагачений уран

Винахід відноситься до ядерного паливного циклу, а саме до технології отримання розріджувача для переробки гексафториду збройового високозбагаченого урану (ВЗУ) в гексафторид низькозбагаченого урану (НОУ)

Спосіб поділу та ізотопного збагачення матеріалу, багатоступінчастий ротор і пристрій для поділу і ізотопного збагачення матеріалу

Винахід відноситься до способу поділу і збагачення ізотопів з допомогою процесу дифузії
Винахід відноситься до області розділення стабільних ізотопів і може бути використане в напівпровідниковій техніці

Спосіб збагачення урану на каскадної установки

Винахід відноситься до технології розділення ізотопів урану методом газового центрифугування і може бути використане для мінімізації втрат розділової потужності центрифугальних каскадів изотопно-розділових уранових заводів

Спосіб ізотопного відновлення регенерованого урану

Винахід відноситься до ядерного паливного циклу, до технології ізотопного відновлення регенерованого урану і може бути використане при виробництві низькозбагаченого урану (НОУ) палива для атомних станцій

Газова центрифуга

Винахід відноситься до конструкції газової центрифуги для розділення ізотопних і газових сумішей, переважно для розділення газів з малою молекулярною вагою

Газова центрифуга (варіанти)

Винахід відноситься до надкритическим центрифуг для розділення газів і сумішей ізотопних
Up!