Research of the possibility to increase the degree of UF6 purification at intermediatestages of processing.pdf На современном этапе развития атомной энергетики существуют несколькометодов очистки UF6 от примесей на заводах разделения изотопов. Широкое при-менение получили очистительные каскады, состоящие из блоков газодиффузион-ных машин. Ограниченное применение нашел метод очистки с использованиемгазовых центрифуг. Также хорошо изучен процесс ректификации.Все перечисленные выше схемы очистки потока UF6 имеют те или иные суще-ственные недостатки. В связи с постоянной необходимостью повышать качествопродукции и снижать издержки было принято решение о разработке альтернатив-ного метода очистки, который бы обеспечил приемлемую степень очистки принезначительных капитальных и эксплуатационных затратах.В работе [1] оценивалась возможность очистки UF6 в жидкофазном состоянииот легколетучих примесей, особенно от HF. Наиболее подходящим для этих целейоказался процесс перелива UF6 из технологической емкости в транспортный кон-тейнер. Перелив осуществляется при таких условиях, когда UF6 находится в жид-кой фазе с газовой «шапкой».В работе [2] получены уравнения, связывающие температуру и давление вбаллоне с содержанием легких примесей в жидкой и в газовой фазе UF6. Они ука-зывают на значительное отклонение системы от закона Рауля, когда относитель-ное содержание легких примесей в газовой фазе значительно больше, чем в жид-кой. Поэтому можно предположить, что увеличение свободного объема техноло-гического баллона приведет к уменьшению содержания HF в жидкости, сливае-мой в транспортный контейнер. Технологический баллон имеет вид цилиндриче-ского объема, заполненного вязкой жидкостью до высоты H. В дне объема в цен-тре находится отверстие радиуса rout, через которое осуществляется перелив втранспортный контейнер. Жидкость - смесь гексафторида урана и HF, при этомконцентрация растворенного HF в UF6 небольшая. На поверхности жидкости про-исходит испарение компонентов смеси. Испарение компонентов жидкости приво-дит к возникновению в ней конвективного течения.Математическое описание течения вязкой несжимаемой жидкости было пред-ставлено уравнениями Навье - Стокса в переменных вихрь-функция тока. Учеттемпературного расширения жидкости, находящейся в неизотермических услови-Исследование возможности увеличения степени очистки 79ях, и изменения ее плотности при изменении концентрации растворенного компо-нента проводился в приближении Буссинеска [3].Система уравнений, описывающая движение и тепло- и массоперенос в жид-кости, записанная с учетом подвижной цилиндрической системы координат имеетвид2 22 2 21 1r yH y r r• ¹ • ¹ •¹+ − = º• • •; (1)22 22H 1H H Hy u r r g g Tt y y r y y r r y y r r r•º ¶ •º •º ¶ •º ⎛ • ⎛ •º⎞ • º º⎞ •³ • − + + = ¯⎜⎜ ⎜ ⎟ + − ⎟⎟ + + ¤ • • • • ⎝ • ⎝ • ⎠ • ⎠ ³ • •; (2)22 22HH H Hc y с u c c D r c r ct y y r y y r r y y• ¶ • • ¶ • ⎛ • ⎛ • ⎞ • ⎞ − + + = ⎜⎜ ⎜ ⎟ + ⎟⎟ • • • • ⎝ • ⎝ • ⎠ • ⎠; (3)22 22HH H HT y T u T T a r T r Tt y y r y y r r y y• ¶ • • ¶ • ⎛ • ⎛ • ⎞ • ⎞ − + + = ⎜⎜ ⎜ ⎟ + ⎟⎟ • • • • ⎝ • ⎝ • ⎠ • ⎠; (4)1Hur y y•¹=•, 1r r•¹¶ = −•. (5)Начальные условия:¹(r, y,0) = 0 ,º(r, y,0) = 0 , ¶(r, y,0) = 0 , T (r, y,0) = T0 , c (r, y,0) = c0 . (6)Граничные условия:¹(0, y,t ) = 0 , ¹(R, y,t ) = G , ( ) ( )outout0out,0, 2 ,0, ,0 ,, ;rr t r t rdr r rG r r R⎧⎪ ² ¶ < < ¹ =⎨⎪⎩ <

Скачать электронную версию публикации