CN106824568A - 离心级联整区段吹洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及离心法铀浓缩领域，具体公开了一种离心级联整区段吹洗方法，包括以下步骤：1)选择孔板直径；2)对区段进行破空吹洗；3)对区段进行抽空；4)重复进行区段破空吹洗和抽空。本发明方法可以做到八个截断组一起吹洗，节约了工序，节省了时间，减少了经济损失；同时不仅可用于对整个区段乃至更大容器(工艺级、机组)的吹洗工作，也可用于工程建设期间的建设安装、工程运行期间的检修更换甚至铀浓缩工程退役等工作，具有非常广泛的应用前景。

Description

离心级联整区段吹洗方法

技术领域

本发明属于离心法铀浓缩领域，具体涉及一种离心级联整区段吹洗方法。

背景技术

按技术要求，若离心机接触过UF₆，打开其内腔时，应用液氮蒸汽破空至大气压随后将其抽空，重复次数不少于3次。对于阻尼器已注油的离心机的吹洗，要求压力变化速度小于100mmHg/min，这个速度是通过具有一定孔径的流量孔板来保证的。在以前的铀浓缩工程建设期间，最大的吹洗容积为一个截断组(含240台离心机)，即240台离心机一起进行抽空、破空吹洗工作，需要让240台离心机停止工作，吹洗完成后再进行后续的拆除和更换工作，这样进行吹洗耗时较长，当一个区段(共含8个截断组)停机后，还要承受较大的经济损失，另外在铀浓缩行业中从未有过整个区段(含8个截断组)吹洗的技术方法，所以研制以整区段为单位进行吹洗的方法就极为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种离心级联整区段吹洗方法，能够完成以整区段为单位进行吹洗。

本发明的技术方案如下：

一种离心级联整区段吹洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选择孔板直径

流量孔板直径计算公式：

Q_m＝k_kPd² (1)

其中Q_m为工作气体的质量流量；k_k为孔板系数，该系数与工作气体的性质及温度有关；P为流量孔板前压力；d为流量孔板直径；

理想气体状态方程：

PV＝nRT＝mRT/M (2)

设定一定空间气体压力变化量ΔP和质量变化量Δm满足(3)式：

ΔP·V＝(Δm·RT)/M (3)

两边同除以Δt，得到气体压力变化率ΔP/Δt和质量变化率Δm/Δt的关系满足(4)式：

ΔP·V/Δt＝(Δm·RT)/(Δt·M) (4)

即：

Δm/Δt＝(MV·ΔP)/(RT·Δt) (5)

质量变化率满足(6)式：

Δm/Δt＝Q_m＝k_kPd² (6)

即：

k_kPd²＝(MV·ΔP)/(RT·Δt) (7)

从(7)式得到关系(8)：

吹洗单元为1-2个截断组时，截断组流量孔板直径d_截断组＝7×10^-3m，当一个区段有8个截断组时，以区段作为吹洗单元，区段流量孔板直径d_区段为(9)式：

2)对区段进行破空吹洗

将液氮蒸发器(1)中的氮气通过流量孔板(3)，经区段供料干管(2)逐级提高压力供入区段离心机(7)内；

当区段供料干管(2)内的压力分别达到5mmHg、10mmHg、20mmHg、50mmHg、100mmHg、200mmHg、大气压力时，关闭氮气供气阀停止供气，此时若压力无明显改变则打开氮气供气阀继续供气，若压力有明显改变则管路中有漏点，找漏修补至压力无明显改变后打开氮气供气阀继续供气；

3)对区段进行抽空

将步骤2)中区段离心机(7)内的气体通过区段供料干管(2)抽至凝冻器(4)中进行冷凝净化，再将冷凝净化后的气体通过区段贫料干管(5)抽至区段抽空干管(6)中，最后经区段抽空干管(6)进入到抽空装置(8)；

4)重复进行区段破空吹洗和抽空

依次重复步骤2)和步骤3)N次，N≥4，然后关闭区段中所有离心机的隔膜阀，此时所有离心机处于充氮封存状态，完成离心级联整区段的吹洗。

步骤1)中，选择流量孔板直径的取值范围为14-19.8mm。

选择直径为17mm的流量孔板进行区段的吹洗工作。

工作气体为UF₆，在温度T＝20℃的条件下，k_k＝7.789×10^-2g/s·mmHg·cm²。

本发明的显著效果在于：

(1)本发明方法可以做到八个截断组一起吹洗，节约了工序，节省了时间，减少了经济损失。

(2)本发明方法不仅可用于对整个区段乃至更大容器(工艺级、机组)的吹洗工作，也可用于工程建设期间的建设安装、工程运行期间的检修更换甚至铀浓缩工程退役等工作，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

图1为离心级联整区段吹洗装置连接示意图。

图中：1.液氮蒸发器；2.区段供料干管；3.流量孔板；4.凝冻器；5.区段贫料干管；6.区段抽空干管；7.区段离心机；8.抽空装置。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明离心级联整区段吹洗方法包括以下步骤：

1)选择孔板直径

规定阻尼器已注油的离心机抽空和破空吹洗速度不大于100mmHg/min，为满足上述限流要求，利用安装在抽空和破空阀门上的流量孔板来控制速度，常用吹洗单元的流量孔板直径如表1所示。

表1常用吹洗单元的流量孔板孔径

流量孔板直径计算公式：

Q_m＝k_kPd² (1)

其中Q_m为工作气体的质量流量；k_k为孔板系数，该系数与工作气体的性质及温度有关；P为流量孔板前压力；d为流量孔板直径。工作气体为UF₆，在温度T＝20℃的条件下，k_k＝7.789×10^-2g/s·mmHg·cm²。

理想气体状态方程：

PV＝nRT＝mRT/M (2)

设定一定空间气体压力变化量ΔP和质量变化量Δm满足(3)式：

ΔP·V＝(Δm·RT)/M (3)

两边同除以Δt，得到气体压力变化率ΔP/Δt和质量变化率Δm/Δt的关系满足(4)式：

ΔP·V/Δt＝(Δm·RT)/(Δt·M) (4)

即：

Δm/Δt＝(MV·ΔP)/(RT·Δt) (5)

质量变化率满足(6)式：

Δm/Δt＝Q_m＝k_kPd² (6)

即：

k_kPd²＝(MV·ΔP)/(RT·Δt) (7)

从(7)式可以得到关系(8)：

由表1可知，吹洗单元为1-2个截断组时，截断组流量孔板直径d_截断组＝7×10^-3m。当一个区段有8个截断组时，以区段作为吹洗单元，区段流量孔板直径d_区段为(9)式：

为留出更多的安全阈值，选择流量孔板直径的取值范围为14-19.8mm。

实施例选取直径为17mm的流量孔板进行区段的吹洗工作。

2)对区段进行破空吹洗

如图1所示，将液氮蒸发器1中的氮气通过直径为17mm的流量孔板3，经区段供料干管2逐级提高压力供入区段离心机7内。

当区段供料干管2内的压力分别达到5mmHg、10mmHg、20mmHg、50mmHg、100mmHg、200mmHg、大气压力时，关闭氮气供气阀停止供气，此时若压力无明显改变则打开氮气供气阀继续供气，若压力有明显改变则管路中有漏点，找漏修补至压力无明显改变后打开氮气供气阀继续供气。

3)对区段进行抽空

将步骤2)中区段离心机7内的气体通过区段供料干管2抽至凝冻器4中进行冷凝净化，再将冷凝净化后的气体通过区段贫料干管5抽至区段抽空干管6中，最后经区段抽空干管6进入到抽空装置8。

4)重复进行区段破空吹洗和抽空

依次重复步骤2)和步骤3)N次，N≥4，然后关闭区段中所有离心机的隔膜阀，此时所有离心机处于充氮封存状态，完成离心级联整区段的吹洗。

Claims (4)

1.一种离心级联整区段吹洗方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选择孔板直径

流量孔板直径计算公式：

Q_m＝k_kPd² (1)

其中Q_m为工作气体的质量流量；k_k为孔板系数，该系数与工作气体的性质及温度有关；P为流量孔板前压力；d为流量孔板直径；

理想气体状态方程：

PV＝nRT＝mRTM (2)

设定一定空间气体压力变化量ΔP和质量变化量Δm满足(3)式：

ΔP·V＝(Δm·RT)/M (3)

两边同除以Δt，得到气体压力变化率ΔP/Δt和质量变化率Δm/Δt的关系满足(4)式：

ΔP·V/Δt＝(Δm·RT)/(Δt·M) (4)

即：

Δm/Δt＝(MV·ΔP)/(RT·Δt) (5)

质量变化率满足(6)式：

Δm/Δt＝Q_m＝k_kPd² (6)

即：

k_kPd²＝(MV·ΔP)/(RT·Δt) (7)

从(7)式得到关系(8)：

$d~\sqrt{V}---\left(8\right)$

吹洗单元为1-2个截断组时，截断组流量孔板直径d_截断组＝7×10^-3m，当一个区段有8个截断组时，以区段作为吹洗单元，区段流量孔板直径d_区段为(9)式：

2)对区段进行破空吹洗

将液氮蒸发器(1)中的氮气通过流量孔板(3)，经区段供料干管(2)逐级提高压力供入区段离心机(7)内；

当区段供料干管(2)内的压力分别达到5mmHg、10mmHg、20mmHg、50mmHg、100mmHg、200mmHg、大气压力时，关闭氮气供气阀停止供气，此时若压力无明显改变则打开氮气供气阀继续供气，若压力有明显改变则管路中有漏点，找漏修补至压力无明显改变后打开氮气供气阀继续供气；

3)对区段进行抽空

将步骤2)中区段离心机(7)内的气体通过区段供料干管(2)抽至凝冻器(4)中进行冷凝净化，再将冷凝净化后的气体通过区段贫料干管(5)抽至区段抽空干管(6)中，最后经区段抽空干管(6)进入到抽空装置(8)；

4)重复进行区段破空吹洗和抽空

依次重复步骤2)和步骤3)N次，N≥4，然后关闭区段中所有离心机的隔膜阀，此时所有离心机处于充氮封存状态，完成离心级联整区段的吹洗。

2.如权利要求1所述的一种离心级联整区段吹洗方法，其特征在于：步骤1)中，选择流量孔板直径的取值范围为14-19.8mm。

3.如权利要求2所述的一种离心级联整区段吹洗方法，其特征在于：选择直径为17mm的流量孔板进行区段的吹洗工作。

4.如权利要求1所述的一种离心级联整区段吹洗方法，其特征在于：工作气体为UF₆，在温度T＝20℃的条件下，k_k＝7.789×10^-2g/s·mmHg·cm²。