CS243369B1

CS243369B1 - ZaNzenf for rectification of a mixture of fluorides of radioactive substances

Info

Publication number: CS243369B1
Application number: CS851768A
Authority: CS
Inventors: Ludvik Vlasak
Original assignee: Ludvik Vlasak
Priority date: 1985-03-14
Filing date: 1985-03-14
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS176885A1

Abstract

Řeěení se týká zařízení pro rektlřl- knci směsi fluoridů radioaktivních látek, skládajícího se z rektifikační kolony, jejíž součásti tvoří vařák a hlava, která jsou vzájemně spojeny tělese* trubicového tvaru, a z přísluěnýeh potrubí pro přívod a odvod zpracovávaného produktu a teplonosných médií. Beěí se problém konstrukce zařízeni tak, aby vyhovovalo specifickým podmínkám prače v radioaktivním prostředí a splňovalo technologické požadavky zpracování produktu. Uvedený problém je řeěen tak, že přívody a odvody teplonosných médií jsou spojeny s dutinami prvního, druhého, třetího a čtvrtého duplikátoru, upravených zvnějšku vařáku, tělesa, hlavy a odváděcího potrubí, spojeného s dutinou hlavy. Zařízení je využitelné zejména při regeneraci jaderného paliva, spočívající v oddělováni uranu od Štěpných produktů.The present invention relates to a device for rectifying a mixture of fluorides of radioactive substances, comprising a rectification column, the components of which are a reboiler and a head, which are connected to each other by tubular bodies, and associated pipes for the supply and discharge of the product and heat transfer media. There is a problem with the design of the equipment to suit the specific conditions of the washing machine in the radioactive environment and meet the technological requirements of the product processing. This problem is solved in such a way that the inlets and outlets of the heat transfer fluid are connected to the cavities of the first, second, third and fourth duplicators provided by the outside of the boiler, body, head and discharge conduit connected to the head cavity. The device is particularly useful in the regeneration of nuclear fuel, consisting in the separation of uranium from fission products.

Description

(54) ZaNzenf pro rektifikaci směsi fluoridů radioaktivních látek(54) Equipment for the rectification of a mixture of fluorides of radioactive substances

Řeěení se týká zařízení pro rektlřlknci směsi fluoridů radioaktivních látek, skládajícího se z rektifikační kolony, jejíž součásti tvoří vařák a hlava, která jsou vzájemně spojeny tělese* trubicového tvaru, a z přísluěnýeh potrubí pro přívod a odvod zpracovávaného produktu a teplonosných médií. Beěí se problém konstrukce zařízeni tak, aby vyhovovalo specifickým podmínkám prače v radioaktivním prostředí a splňovalo technologické požadavky zpracování produktu. Uvedený problém je řeěen tak, že přívody a odvody teplonosných médií jsou spojeny s dutinami prvního, druhého, třetího a čtvrtého duplikátoru, upravených zvnějšku vařáku, tělesa, hlavy a odváděcího potrubí, spojeného s dutinou hlavy. Zařízení je využitelné zejména při regeneraci jaderného paliva, spočívající v oddělováni uranu od Štěpných produktů.The present invention relates to a device for rectifying a mixture of fluoride of radioactive substances, consisting of a rectification column consisting of a reboiler and a head, which are connected to one another in a tubular shape, and to the respective piping for the inlet and outlet of the product and heat transfer media. The problem of designing the apparatus to meet the specific conditions of a washing machine in a radioactive environment and to meet the technological requirements of processing the product is solved. The problem is solved in that the inlets and outlets of the heat transfer mediums are connected to the cavities of the first, second, third and fourth duplicators provided externally of the reboiler, the body, the head and the discharge pipe connected to the head cavity. The device is particularly useful for the regeneration of nuclear fuel by separating uranium from fission products.

Vynález · týká zařízení pro rektifikaci sašai fluoridů radioaktivních látek.The invention relates to a device for rectifying sachet fluoride of radioactive substances.

Proces regenerace jaderného paliva vyžaduje oddělení uranu od itěpných produktů. Za tím účelem ee milené kysličníky uranu a plutonia zpracovávají fluorací v plaaennéa fluorátu a vzniklé reakční plyny se podrobuji kondenzaci a následující rektifikaci.The nuclear fuel recovery process requires the separation of uranium from fission products. For this purpose, the beloved uranium oxides and plutonium oxides are treated by fluorination in plaque fluorate and the resulting reaction gases are subjected to condensation and subsequent rectification.

Vzhledem k podmínkám práce v radioaktivním prostředí se požaduje, aby seřízení sloužící k rektifikaci ažlo omezené vnější rozměry, mělo minimální počet přívodních a odváděčích hrdel, hylo anadno ovladatelné a zaručovalo požadovanou výměnu tepla.Due to the conditions of working in the radioactive environment, it is required that the adjustment for rectification has limited external dimensions, has a minimum number of inlet and outlet sockets, is hyo-nally and manageable and guarantees the required heat exchange.

Jsou známá seřízení z rektifikační kolonou, která ea skládá s vařáku a hlavy, vzájemně spojených vertikálně umístěným tělesem trubicového tvaru, a s přívody a odvody zpracovávaného produktu a teplonosných médií.Adjustments are known from the rectification column, which consists of a reboiler and a head, connected to each other by a vertically positioned tubular shape body, and to the inlets and outlets of the product to be processed and the heat transfer media.

Uvedená zařízení jaou konstruována e ohledem na přisluěný druh zpracovávaného produktu a nevyhovují podmínkám práca z radioaktivními látkami shora uvedeného druhu.Said devices are designed with respect to the type of product to be processed and do not satisfy the requirements for working with radioactive substances of the type mentioned above.

Odstranění nevýhod známých zařízení řeěí vynález, jehož podstata spočívá v tom, že přívody a odvody teplonosných médií jaou opojeny z dutinami prvního, druhého, třetího a čtvrtého duplikátoru, upravených zvnějžku vařáku, tělesa, hlavy a odváděcího potrubí, spojeného dutinou hlavy.[0007] The elimination of the disadvantages of the known devices is achieved by the inlet and outlet of the heat transfer media being discharged from the cavities of the first, second, third and fourth duplicators provided from outside the cooker, body, head and drain pipe connected by the head cavity.

Ve výhodných provedeních zařízení podle vynálezu je dutina prvního duplikátoru rozdělena spodní aezlatěnou na spodní vnitřní a vnějěí meslprostor, dutina druhého duplikátoru ja rozdělena horní aesistěnou na horní vnitřní a vnějěí meslprostor, spodní vnějěí aesiprostor ja spojen přiváděcía potrubím, navazujícím na odvod teplonosných médií, a horním vnitřním aaslproatorea, spodní vnitřní meslprostor je spojen spojovacím potrubia a přívodem a odvodem teplonosných médií, dno vařáku je opatřeno vertikálně umístěným spodním nástavcem válcového tvaru, v jehož dutině ja souose uložena spodní trubka, spojená svým spodním koncem se spodním čelem spodní aesistěny, víko hlavy je opatřeno jedním nebo vice vertikálně umístěnými horními nástavci válcového tvaru, v jejichž dutinách jsou souose ulo- , ; . . , ženy horní trubky, spojené svými horními konci s horním čelem horní aesistěny, prostor uvnitř krytu rektifikační kolony mezi vařákem a hlavou je rozdělen přepážkou na horní komoru, jejíž vnějží stěnou procházejí potrubí pro přívod a odvod zpracovávaného produktu a teplonosných médii, do spodní komory, opatřené odvodem teplonosných médii, ústí výstupy třetího a čtvrtého duplikátoru a podél vnějěí stěny prvního duplikátoru jsou upravena topná tělesa.In preferred embodiments of the device according to the invention, the cavity of the first duplicator is divided by the bottom and the green into the lower inner and outer messpaces, the cavity of the second duplicator is divided by the upper and the upper inner and outer meslspace, the lower outer and the space is connected by a supply piping inner aaslproatorea, lower inner meslspace is connected by connecting piping and inlet and outlet of heat transfer media, bottom of the cooker is equipped with vertically placed lower extension of cylindrical shape, in its cavity is coaxially placed lower tube, connected with its lower end with lower face of lower aesthetic, head cover is provided with one or more vertically disposed cylindrical upper extensions in which the cavities are coaxial; . . , the upper tubes connected by their upper ends to the upper face of the upper aesthetic, the space inside the rectification column cover between the digester and the head is divided by a septum into the upper chamber, the outer wall of which passes through the product feed and heat transfer piping into the lower chamber; provided with heat transfer media outlet, heating elements are provided at the outlets of the third and fourth duplicators and along the outer wall of the first duplicator.

Zařízení podle vynálezu splňuje požadavky, které na ně klade technologie oddělování uranu od štěpných produktů i požadavky bezpečnosti práce v radioaktivním prostředí. Vynález umožňuje soustředit napojení vžech potrubí do jedné části rektifikační kolony, což je výhodné z hlediska dálkového ovládání uzávěrů jejich hrdel manipulátory.The device according to the invention fulfills the requirements imposed by the technology of separating uranium from fission products as well as the requirements of safety of work in the radioactive environment. The invention makes it possible to concentrate the connection of all pipelines to one part of the rectification column, which is advantageous in terms of remote control of their neck closures by manipulators.

Na připojeném výkresu ja schematicky znázorněn přiklad zařízeni podle vynálezu.An example of a device according to the invention is shown schematically in the accompanying drawing.

Hlavní Sáatí zařízení ja rektifikační kolona, uložená ve válcovém krytu 2fi “ skládající sa z vařáku £ a hlavy £, vzájemně spojených tělesem g trubicového tvaru. Dutina vařáku £ ja napojena na přiváděči potrubí 49 s přiváděcía hrdlem ££, přičemž dutina hlavy 1 ja napojena na odváděči potrubí £2 z odváděcía hrdlem ££.The main suction device is a rectification column housed in a cylindrical casing 21 'consisting of a reboiler 6 and a head 6 interconnected by a tubular-shaped body g. The hollow of the digester 60 is connected to the supply line 49 with the supply orifice 60, and the head cavity 1 is connected to the discharge line 49 of the discharge orifice 60. The dispensing cavity 54 is connected to the discharge conduit 52 of the discharge port.

Vnitřní prostor tělesa g obsahuje náplň 2Z, tvořenou například Hashigovýai kroužky.The interior of the body g comprises a cartridge 2Z formed by, for example, Hashig rings.

Prostor uvnitř krytu 4fi mezi vařákem £ a hlavou £, kterým prochází těleso g, je rozdělen přepážkou gg na horní komoru gí, vyplněnou tepelně isolující hmotou, a spodní komoru gg.The space inside the cover 4fi between the digester 4 and the head 6 through which the body g passes is divided by a partition gg into an upper chamber gi filled with a thermally insulating material and a lower chamber gg.

Zvnějžku vařáku £, tělesa g, hlavy £ a odváděcího potrubí ££ je upraven prvni, druhý, třetí a Stvrtý duplikátor 12, 19. 22» 21· Dutina prvního duplikátoru £2 je rozdělena spodní natištěnou £ na spodní vnitřní a vnější meziproztor 5, 6. Dno £ vařáku £ je opatřeno vertikálně umístěnýa.spodní· nástavcem £ válcového tvaru, v jehož dutině je souose uložena spodní trubka 2· spojena svým spodním koncem se spodním Selem £2 spodní aezistěny i*The first, second, third and fourth duplicators 12, 19, 22, 21 are provided externally of the cooker 6, the body 7, the head 6 and the drain pipe 54. The cavity of the first duplicator 64 is divided by the bottom printed portion 6 into the lower inner and outer intermediate spaces 5. 6. The bottom of the cooker 4 is provided with a vertically disposed lower extension piece of cylindrical shape, in the cavity of which the lower tube 2 is coaxially mounted and connected with its lower end to the lower selector 4 of the lower wall.

Obdobně je dutina druhého duplikátoru 19 rozdělena horní mezistěnou 11 na horní vnitřní a vnějěi mesiprostor 12. £1, přičemž víko £2 hlavy £ je opatřeno několika vertikálně umístěnými horními nástavci ££ válcového tvaru, v jejichž dutinách jsou souose uloženy horní trubky 15. spojené svými horními/konci s horním čelem li horní mezistěny 11.Similarly, the cavity of the second duplicator 19 is divided by the upper partition 11 into the upper inner and outer messpaces 12, 11, wherein the head cover 6 is provided with a plurality of vertically positioned upper cylindrical extensions 54, in the cavities of which the upper tubes 15 are aligned. with its upper / upper end ends 11 of the upper partition 11.

Dutiny prvního, druhého, třetího a čtvrtého duplikátoru £§, £2, 221 21 jsou spojeny s přívody a odvody teplonosných médií, a to.tak, že spodní vnitřní mesiprostor £ je spojen spojovacím potrubím ££ s prvním vstupním potrubím.££ a prvním výstupním potrubím ££, horní vnějěi mesiprostor 1,3 je spojen s druhým vstupním potrubím ££, spodní vnějěi meziprostor £ a horní vnitřní mesiprostor £2 jsou vzájemně spojeny převáděcím potrubím £2, které je napojeno na druhé výstupní potrubí ££, dutiny třetího a čtvrtého duplikátoru 22, 2£ jsou napojeny na třetí a čtvrté vstupní potrubí £5, £2, přičemž jejich výstupy 221 21 vyúsťuji do spodní komory 22» která je nepojena na třetí výstupní potrubí ££.The cavities of the first, second, third and fourth duplicators 64, 62, 221, 21 are connected to the inlets and outlets of the heat transfer media, such that the lower inner messpaces 8 are connected by a connecting pipe 48 to the first inlet pipe. through the first outlet conduit 60, the upper outer messpace 1,3 is connected to the second inlet conduit 60, the lower outer interspace 61 and the upper inner messpace 60 are connected to each other by a transfer conduit 61 which is connected to the second outlet conduit 61 the third and fourth duplicators 22, 24 are connected to the third and fourth inlet ducts 52, 52, and their outlets 221 21 exit into a lower chamber 22 which is not connected to the third outlet duct 52.

První, druhé, třetí a čtvrté vstupní potrubí ££, ££, & <Í^8OU opatřena prvním, druhým, třetím a čtvrtým vstupním hrdlem £2, ££, ££, ££. První, druhé a třetí výstupní potrubí ££, £2, £2 jsou opatřena prvním, druhým a třetím výstupním hrdlem £2, ££, £2·First, second, third and fourth inlet conduit ££, ££, &<i ^8OU provided with first, second, third and fourth inlet throat £ 2 ££, ££, ££. The first, second and third outlet ducts £, £ 2, £ 2 are provided with first, second and third outlet ports £ 2, £ 2, £ 2 ·

Vývody věeeh potrubí jsou upraveny v části krytu 22 tvořící stěnu spodní komory 22» takže vesměs zasahují do manipulačního prostoru nad podlahou 52, kde jde zvýěená radlo-'· aktivita.The outlets of the ducts are provided in the portion of the housing 22 forming the wall of the lower chamber 22 so that they generally extend into the handling space above the floor 52, where the increased blade activity is increased.

Pod podlahou 50 je upravena nesnásorněná jímka, ve která je uložen vařák £ a topná tělesa £2, uložená podél vnějěi stěny prvního duplikátoru jfi a tvořená infrazářiči.Underneath the floor 50 there is provided a non-intensified sump, in which a reboiler 6 and heater elements 2, which are disposed along the outside of the wall of the first duplicator 1 and are formed by infrared heaters.

Před naplněním rektifikační kolony zpracovávaným produktem se vařák £ vychladí plynným chladivém, která vstupuje do spodního vnitřního meziprostorů £ prvního duplikátoru 12 přes první vstupní hrdlo £2, první vstupní potrubí ££ a spojovací potrubí 31.Prior to filling the rectification column with the product to be treated, the digester 8 is cooled with a gaseous refrigerant which enters the lower internal interspaces 8 of the first duplicator 12 through the first inlet throat 52, the first inlet conduit 44 and the connecting conduit 31.

Současně se vhání horký vzduch přes druhá vstupní hrdlo ££ a druhá vstupní potrubí ££ do horního vnějšího meziprostorů £2 druhého duplikátoru 12, přes třetí vstupní hrdlo ££ a třetí vstupní potrubí 35 do vnitřního prostoru třetího duplikátoru 22 a přes čtvrté vstupní hrdlo £5 e čtvrté vstupní potrubí £2 do vnitřního prostoru čtvrtého duplikátoru 21·At the same time, hot air is blown through the second inlet throat 54 and the second inlet duct 54 into the upper outer interspaces 52 of the second duplicator 12, through the third inlet throat 54 and the third inlet duct 35 into the interior of the third duplicator 22 and through the fourth inlet throat 54. 5 e, the fourth inlet conduit 44 to the interior of the fourth duplicator 21 '.

Chladivo v prvnía duplikátoru 12 prochází se spodního vnitřního meziprostorů £ přes dutinu spodního nástavce £ a spodní trubky 2 ^d0 spodního vnějšího meziprostorů 2 a horký vsduch v druhém duplikátoru £2 přechází z horního vnějšího aezipr storu ££ přes dutiny horních nástavců j£ a horních trubek £5 do horního vnitřního meziprostorů 12i přičemž obě teplonoená médie přecházejí do převáděcí trubky £2, odkud proudí druhým výstupním potrubím £2 přes druhé výstupní hrdlo £[.The refrigerant in the first duplicator 12 passes through the lower inner interspace 8 through the cavity of the lower extension 6 and the lower tube 2 ^{d0 of the} lower outer interspace 2 and the hot air in the second duplicator 64 passes from the upper outer arespore through the cavities of the upper extensions 6 and the upper tubes. 5 into the upper inner interstices 12i, whereby both of the heat transfer media pass into the transfer tube 64, from where it flows through the second outlet conduit 64 through the second outlet orifice 54.

Horký vzduch-<z třetího a čtvrtého duplikátoru 22, ií vychází z jejich výstupů 22, 21 do spodní komory 22» odkud vystupuje přes třetí výstupní potrubí £2 a třetí výstupní hrdlo Άfo vychlazeni vařáku £ je rektifikační kolona evakuována a přes přiváděči hrdlo £2 a přiváděči potrubí 22 j< nasávána plynná směs fluoridů, která kondenzuje na chladných stěnách vařáku £.The hot air from the third and fourth duplicators 22, exits their outlets 22, 21 into the lower chamber 22, from where it exits through the third outlet duct 52 and the third outlet throat Άto cool the digester 6, the rectification column is evacuated and through the inlet throat. and a fluoride gas mixture sucked in the feed line 22 which condenses on the cold walls of the reboiler.

fo naplnění vařáku £ ae zavře první vetupni hrdlo £2 “ druhé výstupní hrdlo ££. Prvníafter filling the digester 6 and closing the first inlet orifice 24 of the second outlet orifice. First

-K2VSI-K2VSI

243369 ₄ výstupní hrdlo gg se o.evře, takže horký vzduch, který dosud ohříval hlavu X, prochází nyní přes převáděcí potrubí XX, spodní vnější aeaiprostor g, spodní trubku ga spodní vnitřní aezlprostor g do spojovacího potrubí XI, odkud vystupuje pře· první výstupní potrubí 37 a první výstupní hrdlo gg.243369 _{4 the} outlet throat gg is opened so that the hot air that still heated the head X now passes through the transfer line XX, the lower outer and space g, the lower tube g and the lower inner space a into the connecting duct XI, where it exits the first outlet. pipe 37 and first outlet throat gg.

Současně se sapnou topná tělesa gg, čímž se teplota vzduchu přeudícího první· duplika torea gg zvyšuje, a tak se urychluje ohřev náplně vařáku g ne teplotu varu, se tuhý kondensát přeměňuje na kapalinu.At the same time, the heating elements gg, which increases the temperature of the air overflowing the first torea gg, and thus accelerates the heating of the digester filling g to the boiling point, converts the solid condensate into a liquid.

Po dosažení teploty varu při daném tlaku a rektifikační teplotě je postupně snižována teplota vzduchu vstupujícího do druhého duplikátoru gg. Ohřev tělesa X se vypne uzavřením třetího vstupního hrdla 44.Upon reaching the boiling point at a given pressure and rectification temperature, the temperature of the air entering the second duplicator gg is gradually reduced. Heating of the body X is switched off by closing the third inlet throat 44.

Režim rektifikační kolony se upraví pr&tokea · teplotou vzduchu proudícího do hlavy X a ohřevem topnými tělesy gg na požadovaný tlak a teplotu. Rektifikační kolona se ustáli provozem při totálním refluxu, tj. bez odběru produktu. Po ustálení rektifikační kolony se odebírá plynný destilát z hlavy χ odváděcía potrubím Xg přes odváděči hrdlo gg.The rectification column mode is adjusted by flow and temperature of the air flowing to the head X and heating of the heating elements gg to the desired pressure and temperature. The rectification column was stabilized by operation at total reflux, i.e. without product collection. After the rectification column has stabilized, the gaseous distillate is withdrawn from the head χ via the outlet line Xg via the outlet neck gg.

Claims

P & SDUfiT THE INVENTION

A device for rectifying a mixture of fluoride of radioactive substances and a rectification column, consisting of a digester and a head, connected to each other by a vertically positioned tubular body, and with inlets and outlets of the product and heat transfer media, characterized in that are joints and cavities of the first, second, third, and fourth duplicators (18, 19, 20, 21) provided outside the digester (1), body (2), head (3), and discharge pipe (30) connected to the head cavity ( 3).

2. Equipment according to item. 1, characterized in that the cavity of the first duplicator (18) is subdivided by a lower anaesthetic (4) into the lower inner and outer aeaspaces (5, 6).

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the cavity of the second duplicator (19) is divided by an upper assistant (11) into the upper inner and outer interspaces (12, 3).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the lower outer intermediate space is connected by a transfer line (32), which feeds the heat transfer medium, to the upper inner space (12).

Device according to Claims 3 or 4, characterized in that the lower inner aeaspace (5) is connected by a connecting line (31) to the inlet and outlet of the heat transfer medium.

Device according to Claims 2 to 5, characterized in that the dmo (9) of the digester (1) is provided with a vertically positioned lower extension (7) of cylindrical shape, in the cavity of which the lower tube (8) is mounted coaxially. the lower face (10) of the lower and screen (4).

Device according to Claims 2 to 6, characterized in that the cover (16) of the head (3) is provided with one or more vertically arranged upper extensions (14) of cylindrical shape, in the cavities of which the upper tubes (15) the upper face (17) of the upper aesthetic (11).

Device according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the space inside the rectification column housing (28) between the digester (1) and the head (2) is divided by a partition (24) into an upper chamber (25) filled with thermally insulating material; a lower chamber (26), the outside of which extends through the conduit for the inlet and outlet of the product to be processed and the heat transfer copper.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the outlets (22, 23) of the third and fourth duplicators (20, 21) open into the lower chamber (26) provided with the heat transfer medium.

10. Apparatus according to claim 1, characterized in that heating elements (49) are provided along the outer wall of the first duplicator (18).