JPS62121622A - 分離カスケ−ド設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、多数の分離要素（例えば遠心分離装置）で構
成される分離カスケードの群よシなる設備、たとえば同
位体分離カスケード設備、およびその運転制御方法に係
シ、特に並列に接続された複数の分離カスケードにおい
て、停止しているカスケードを他のカスケードの運転中
に起動するに好適な分離カスケード設備およびその運転
制御方法に関する。

〔発明の背景〕

従来の分離カスケード設備は、特開昭５４−１２０３９
５号に記載のように、複数の分離カスケードを並列に接
続して運転し、個々のカスケードへの供給流量はフィー
ド側共通のヘッダ圧力を調節して制御するようになって
いた。しかし、あるカスケードを起動しようとするとき
には、他のカスケードが運転中であれば、−産金てのカ
スケードを止めて再起動するか、又は個々のカスケード
に個別に流量制御系を設けることが必要であシ、そのよ
うなことなしに個別に各カスケードを起動することにつ
いては配慮されていなかった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、全カスケードの同時起動の必要なしに
、且つ、個々のカスケードに流ｉ調節弁を設けることな
しに、個別にカスケードを起動しうる分離カスケード設
備を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明の分離カスケード設備は、複数の分離カスケード
、共通の原料供給管、製品数ル出し管および廃品取ｐ出
し管、上記共通の原料供給管から夫々の分離カスケード
に原料を供給する夫々のカスケードフィード管、この夫
々のカスケードフィード管に並列に挿入された容量の異
る複数の遮断弁、上記共通の製品取り出し管へ夫々の分
離カスケードから製品を取出す夫々のカスケードプロダ
クト管、上記共通の廃品取シ出し管へ夫々の分離カスケ
ードから廃品を取）出す夫々のカスケードテイル管、こ
れらカスケードゾロダクト管およびカスケードテイル管
の各々に挿入された遮断弁、夫々のカスケードティル管
の遮断弁と分離カスケードとの間から分岐して夫々のカ
スケードフィード管の遮断弁とカスケードとの間に接続
された夫夫の環流配管、この夫々の環流配管に挿入され
た遮断弁、を具備することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

本発明の実施例を第１図により説明する。Ｎ台の同位体
分離カスケード１．　、１２．・・・ＩＮがあって、そ
れらは、一括して原料が供給され、濃縮された製品や減
損した廃品もオとめて取シ出されるように並列接続され
ている。すなわち１番目（１−１゜２．３・・・Ｎ）の
カスケード１１には、共通の原料供給管２から１番目の
カスケードフィード管５．ヲ介して原料が供給され、ま
た１番目のカスケード１ｉで濃縮されたガスはｌ番目の
カスケードゾロダクト管６．を介して共通の製品取り出
し管３に集められる。同様に減損したガスは１番目のカ
スヶードテイル管７１を介して共通の廃品取シ出し管４
に集められる。

カスケードフィード管５ｉにはＭ個並列の遮断弁８ｉ」
（ｊ＝１．２．・・・Ｍ）を設け、カスケードプロダク
ト管６・には遮断弁９ｉを設け、カスケードテイル管７
１には遮断弁１０．を設ける。また、カスケードテイル
管７　からカスケード１．と遮断弁１０ｉとの間で分岐
して、カスケードフィード管５　ヘカスケード１ｉと遮
断弁８１Ｊとの中間部にて接続する環流配管１１　　を
設け、この環流配管１１゜には遮断弁１２ｉを設ける。

また、各カスケード１ｉには、起動中に製品側あるいは
廃品側から排気されるガスを回収するための廃品側回収
系の遮断弁２１．および製品側回収系の遮断弁２２．を
それぞれ設ける。

さてフィード配管５に設ける並列の遮断弁８ｉｊの数は
種々のケースが考えられる。多くの遮断弁を並列に接続
すれば該遮断弁の開閉だけで流量をきめ細かく制御でき
る。たとえば８個の遮断弁を並列に接続し、それらの容
量を、１，２．４．８・・・と２のべき乗の関係になる
ようにすれば、０から２５５までの容量を設定でき、１
／２５５の精度で流量を制御することができ、このよう
な場合には環流配管１１ｉがなくても起動しうる。しか
し個々のカスケードのフィード配管５．にこのように多
くの遮断弁を並列に設けることは不経済であるので、で
きるだけ少ない遮断弁で起動しうる方がよい。

本発明の詳細な説明では、並列に接続する遮断弁８ｉｊ
の数が２個（ｊ−１，２）の場合と３個（ｊ−１，２，
３）の場合を例に採るととＫする。

先ず、遮断弁８１Ｊが２個（Ｊ−１，２）の実施例を説
明する。いま９１図に示し九カスケード群のうち代表的
に１番目のカスケードを考え、その起動の際の関係する
遮断弁の開閉状況を第２図に示す。図中、黒く塗シつよ
して図示した遮断弁は閉であル、白く図示した遮断弁は
開であることを表わしている。以下、このカスケード１
．の起動プロセスを説明する。

第１ステ、；ｆは、第２図（１）に示すようにカスケー
ドフィード配管に設けた遮断弁の１つ８．、を開く。こ
の弁は容量の小さな方の遮断弁とする。ｔた、廃品側回
収用の遮断弁２１．と製品側回収用の遮断弁２２、を開
く。カスケード１．の分離要素の流ｌ 量が少ない状態ではテイル側へ流れやすいので、過渡状
態が整定すれば、廃品側回収系への流量はカスケードへ
の供給流量に等しくなる。

第１ステツプの過渡状態が整定しだら、第２ステツプへ
進む。第２ステツプはＭ２図（２）に示すように、第１
ステツプの状態から廃品側回収系への遮断弁２１．を閉
じて環流配管の遮断弁１２．を開く。

すると、カスケードテイル側へ排気されたガスが全部フ
ィード側へ戻されるので、フィード流量は少しずつ多く
なる。最終的には、製品側回収系へ排気される流量がフ
ィード流量に等しくなシ、過渡状態が整定する。

第３ステツプでは、第２図（３）に示すようにカスケー
ドフィード管に設けた容量の大きい方の遮断弁８．２を
開き、容量の小さい方の遮断弁８，１を閉しるとともに
環流配管の遮断弁１２１を閉じ、カスケードテイル管の
遮断弁１０．を開く。この状態では、カスケードテイル
側にはほぼ定格値に近く排気され、カスケードプロダク
ト側への流量が増加してゆく。最終的にｆロダクト側と
テイル側への流量がフィード側の流量と静１．　（１，
ｒった段階で第３ステツプは終了する。

第４ステツプは、第２図（４）に示すように、第３ステ
ツプの状態からフィード側の容量の小さな遮断弁８目を
も開き、製品側回収系の遮断弁２２１を閉じて遮断弁９
ｉを開く。このようにして最終的な定格状態に到達する
ことができる。

以上の手順を制御用計算機を用いて実施する場合の処理
フローを第３図に示す。実機に適用する際には、図の流
量収支判定において測定誤差や整定状態を判定する際の
許容誤差等を考慮すべきことは言うまでもない。

ここで、遮断弁８．８　の容量をどのような口　　　１
２ 値にすればよいかに関して検討する。第２図に示した遮
断弁の操作をした場合、カスケードプロダクト流量は定
常状態で４種類の値をとる。このうちステ、！（１）で
はほとんどプロダクト流量は流れず、またステ、グ（４
）では１００％定格の値である。

そして、１つの遮断弁８．１の容量を決めれば、ステッ
プ（２）とステップ（３）のそれぞれの定常状態の値が
決まってし甘う。またステ、プ変化幅が極端にアンバラ
ンスにならないよう特にステ、プ（２）からステップ（
３）へ変えた場合とステップ（３）からステラｆ（４）
へ変えた場合の変化幅が等しくなるようにすることが、
望ましいと言える。更に、ステップ（２）の定常値は、
ステップ（３）からステラｆ（４）への変化幅の値に等
しい。これらのことから、小さい容量の遮断弁８，１は
プロダクト流量の定格値のＩＡ程度にすればよいことが
わかる。典形的な分離カスケードの例においては、カス
ケードプロダクト流量はカスケードフィード流量の約１
５係になる。

従って、上記の考察から遮断弁Ｊ１　＋　８ｉ２の容量
をそれぞれ表１に示すように設定すればよい。

第　　１　　表 このように遮断弁の容量を設定し、第３図の処理手順に
従って遮断弁の操作をする制御系を組込んだときの分離
カスケードの起動動特性の例を第４図に示す。図の上方
に示した数字■、■、■。

■は第２図に示した各ステップ（１）　、　（２）　、
　（３）　、　（４）の期間に対応している。

次にフィード配管５．に設ける遮断弁８ｔｊの数が３個
（ｊ−１，２，３）の実施例について説明する。２個の
場合の前記実施例の説明に用いた第２図と同様の第５図
を用いて、本実施例におけるカスケード１ｉの起動の際
の遮断弁の操作を説明する。

遮断弁８１１　”　１２．８１３の容量は、８１．が最
も小さく、８，５が最も大きいものとし、容量値として
後で述べる容量（第２表）を想定して説明を進める。

第１ステ、ｆは、第５図（１）に示すように、カスケー
ドフィード配管に設けた遮断片の１つ８１．もしくは８
，２又はそれらの両方を開く。これらのうちどれを採る
かは初期のステ、！応答の大きさと流量増加率が許容値
以下になるように考慮して決めればよい。廃品側回収用
と製品側回収用のそれぞれの遮断弁２１．　’、　２２
．は開にする。

前述の実施例の場合と同様に、第１ステツプの過渡状態
が整定しだら第５図（２）に示す第２ステツプへ進む。

第２ステツグでは廃品回収系への遮断弁２１ｉを閉じて
環流配管の遮断弁１２１を開く。またフィード側の遮断
弁８ｉｊに関しては、第５図（２）には８　を開くよう
に示したが、８ｉ２又は８，１と口 ８１２の両者を開いてもよい。そのどれを採るかは流量
増加率と起動時間を考慮して決めればよい。

この状態で保持しているうちに定常状態に達したら第３
ステツプへ進む。

第３ステツプでは環流配管の遮断弁１２ｉを閉じ、カス
ケードテイル管の遮断弁１０ｉを開くとともに、カスケ
ードフィード管に設けた容量の最も大きな遮断弁８，３
を開く。この状態で定常状態に達した後は第５図（４）
〜（６）に示すステップのように、カスケードフィード
管に設けた容量の異なる２個の遮断弁８．１と８．２を
組合せて、３段階で定格状態に寸で達するようにしうる
。

この実施例での遮断弁８１１　”　１２　ｅ　８１ｓの
容量は、次のようにして決めればよい。第５図の（１）
から（６）までカスケードプロダクト流量は５段階で変
る。従って最小の遮断弁８ｉ、の容量を定格のプロダク
ト流量の２０％、次に大きな遮断弁８，２の容量を倍の
４０俤とすればよい。前述の例と同様にカスケードプロ
ダクト流量が供給流量の１５％の場合は、各遮断弁の容
量が第２表に示すような設計とすれば、各ステップでプ
ロダクト流量が定格の２０チずつ増加するようにできる
。

第　２　表 なお、実際の分離カスケードではカットの特性が設計通
電にならないことが考えられる。そのような場合には製
品流量が個々のカスケードで異なってくる。そのために
製品濃度も個々のカスケード０で異なるので、個々のカ
スケード毎に微調整する必要がある。以上の実施例で述
べたような遮断弁だけでは、それらの個々のカスケード
の特性の違いを補正することはできないので、それが必
要であるなら手動の調節弁を設けることができ、手動の
調節弁を設置する場所は、調節すべき幅と精度によって
異なるが、例えば第６図に示すようにフィード配管５ｉ
に設けた並列の遮断弁のうち容量の最小の遮断弁（図示
の例では８，１）に直列に手動調節弁１３ｉを設ければ
よい。こうすると調節可能な幅は最も狭いが精度は最も
高くすることができる。他の遮断弁にはノズル１４１２
．・・・１４　、Ｍを直列に設ければカスケードへの流
量測定が容易になる。

また、遮断弁８１ｊの数を更に増やせば、更に細かくカ
スケードフィード流量を設定することが可能となる。

〔発明の効果〕

本発明によれは、並列接続された複数の分離カスケード
の群において、個々のカスケードに流量調節弁を設ける
ことなく各カスケードを個別に起動しりるりで、運転が
容易になシ、樟働効率の向上に寄与する。また、調節弁
に比べて遮断弁の方が構造が簡単なので、価格が安く、
故障率も低くし得る。更Ｋｓ断弁のみの操作で足るので
誤操作防止のためのインターロックも容易に組むことが
でき、更に操作の自動化も容易であるので運転員の負担
を大幅に軽減しつる。また、建設の完了した運転単位か
ら順に運転を開始しうるので、設備の利用率の向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の構成図、第２図（１）ないし
く４）はフィード側に２つの遮断弁を設けた本発明の一
実施例における１カスケードの起動操作手順の各段階で
の遮断弁の開閉状態を示す図、第３図は第２図の起動操
作を制御用計算機を用いて実施する場合の処理手順の流
れ図、第４図は第２図の操作に対応するカスケード起動
動特性を示す図、第５図（１）ないしく６）はフィード
側に３個の遮断弁を設けた本発明の一実施例における１
カスケードの起動操作手順の各段階での遮断弁の開閉状
態を示す図、第６図は本発明においてカスケードフィー
ド流量の微調整を行なう場合の手動調節弁の設置例を示
す図である。 〔符号の説明〕 】、・・・１番目の分離カスケード ２・・・原料供給管　　　　３・・・製品とシ出し管４
・・・廃品とシ出し管 ５、・・・１番目のカスケードフィード管６、・・何番
目のカスケードプロダクト管７ｉ・・・１番目のカスケ
ードテイル管８ｉｊ・・・１番目のカスケードフィード
管のｊ番目の遮断弁９、・・・１番目のカスケードプロ
ダクト管の遮断弁１０、・・何番目のカスケードテイル
管の遮断弁１１、・・・１番目のカスケードのテイル環
流配管１２、・・・１番目のカスケードのテイル環流配
管の遮断弁 １３、・・・ｊ番目のカスケードフィード管の流量微調
整弁１４１ｊ・・何番目のカスケードフィード管のｊ番
目のノズル□二コ ２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数の分離カスケード、共通の原料供給管、製品取り出
   し管および廃品取り出し管、上記共通の原料供給管から
   夫々の分離カスケードに原料を供給する夫々のカスケー
   ドフィード管、この夫々のカスケードフィード管に並列
   に挿入された容量の異る複数の遮断弁、上記共通の製品
   取り出し管へ夫々の分離カスケードから製品を取出す夫
   々のカスケードプロダクト管、上記共通の廃品取り出し
   管へ夫々の分離カスケードから廃品を取り出す夫夫のカ
   スケードテイル管、これらカスケードプロダクト管およ
   びカスケードテイル管の各々に挿入された遮断弁、夫々
   のカスケードテイル管の遮断弁を分離カスケードとの間
   から分岐して夫々のカスケードフィード管の遮断弁とカ
   スケードとの間に接続された夫々の環流配管、この夫々
   の環流配管に挿入された遮断弁、を具備することを特徴
   とする分離カスケード設備。