NL7808732A - Werkwijze voor het bedrijven van een scheidings- cascade voor het scheiden van gasvormige materiaal- mengsels, meer in het bijzonder isotopenmengsels. - Google Patents

Description

’ I

- 1 - ' .

__ J , , ’ * ' VO 5918

Uranit Uran-Isotopentrennungs-Gesellschaft mbH,

Julich - Bondsrepubliek Duitsland

Werkwijze voor het bedrijven van een scheidings-cascade voor het scheiden van gasvormige materiaal-mengsels, meer in het bijzonder isotopenmengsels.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bedrijven van een scheidingscascade voor het scheiden van gasvormige materiaalmengsels, meer in het bijzonder isotoopmengsels, in een lichte en een zware fractie, waarbij het materiaalmengsel via 5 een cascade-grondtrap en - betrokken op de lichte fractie - een aantal verrijkings- en verarmingstrappen gescheiden wordt en aan de lichte en zware cascade-uitgang wordt toegevoerd.

De uraanverrijking wordt normaliter uitgevoerd in een of meer | cascaden. Daarbij bestaat een cascade uit een grondtrap, waaraan het 10 | materiaalmengsel wordt toegevoerd, en een aantal verrijkings- en ! | verarmingstrappen, waarbij de afzonderlijke trappen bestaan uit een j aantal parallel verbonden scheidingsapparaten, bijvoorbeeld gascentri-j fuges. Een cascadeschakeling van dit type is bijvoorbeeld in fig. 1 | weergegeven.

15 | Centrifugecascades voor het verrijken van natuurlijk uraan hebben bij een bepaalde karakteristiek van de centrifuges de eigenschap, dat de samenstelling van het isotoopmengsel bij de lichte cascade-uitgang (produktconeentratie P) door een variatie van de materiaalmengseltoe-voer (cascadetoevoer F) over een uitgestrekt gebied kan worden geregeld.

20 1 terwijl de samenstelling van het isotoopmengsel aan de zware cascade- uitgang (tail^concentratie T) daarbij slechts weinig varieert. Daardoor is het mogelijk aan de wensen van de klant ten aanzien van verschillende produktconcentraties tegemoet te komen. In de figuur is de ! feed-stroming met een getrokken lijn, de produktstroming met een onder-25 broken streeplijn en de tailstroming door een stippellijn aangegeven.

Centrifugecascades worden normaliter zodanig gedimensioneerd, i dat bij bepaalde scheidingskosten en kosten van natuurlijk uraan voor de tailconcentratie een optimale waarde wordt verkregen. Het is nu can /0 87 3 2 2 economische redenen van voordeel -wanneer - onafhankelijk van de vereiste produktconcentratie - hij prijsvariaties voor het natuurlijke uraan ook de bijbehorende optimale tailconcentratie kan worden ingesteld. Dat wil zeggen, dat bijvoorbeeld bij een prijsverhoging van 5 het natuurlijke uraan de tailconcentratie voor de lichtere uraan- isotoop U 235 dienovereenkomstig kan worden verlaagd. Daardoor kan een kostenverhoging voor het ruwe uraan ten minste gedeeltelijk worden gecompenseerd door een beter gebruik van het daarin aanwezige materiaal U 235.

10 De uitvinding stelt zich ten doel het bedrijf van een schei- dingscascade van het bovenbeschreven type zodanig te verbeteren, dat ook een variatie van de tailconcentratie mogelijk wordt.

Daartoe wordt het te scheiden materiaalmengsel gesplitst in twee regelbare deelstromen en wordt de ene deelstroom aan de grond-15 trap en de andere aan een in de buurt hiervan gelegen verrijkings- of verarmingstrap toegevoerd overeenkomstig de te onderhouden concentratie van de aan de zware cascade-uitgang optredende fractie, terwijl de toe te voeren totale stroom afhankelijk van de aan de lichte cascade-uitgang te onderhouden concentratie van de lichte fractie 20 wordt ingesteld.

Daardoor kan de tailconcentratie eveneens traploos worden geregeld. Wanneer men bijvoorbeeld behalve aan de grondtrap een deel van de cascade-feed aan de naastgelegen verrijkingstrap toevoert, wordt de tailconcentratie wat betreft het aandeel daarvan aan de lichte 25 componenten verlaagd, terwijl de gewenste produktconcentratie door een geschikte instelling van de totale feed kan worden onderhouden.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening, waarin men in fig. 2 een centrifuge-cascade vindt, welke bestaat uit een grondtrap 1 en een aantal ver-30 rijkings- en verarmingstrappen 2a tot 2n resp. 3a tot 3n, waarbij de trappen uit steeds een verschillend aantal parallel verbonden afzonderlijke centrifuges of tot een groep samengenomen centrifuge-eenheden zijn opgebouwd.

Normaliter wordt het te scheiden materiaalmengsel uraanhexa-35 fluoride (UFg) via de leidingen ^ en 5 aan de grondtrap 1 toegevoerd en in lichte en zware mengsels gesplitst, waarop het lichte mengsel β 7808732 / 3 aan de eerste verrijkingstrap 2a en het zware mengsel aan de eerste verarmingstrap 3a wordt toegevoerd enz. Het aantal trappen en de grootte van de trappen wordt zodanig gekozen, dat men hij de lichte cascade-uitgang 6 een produkt verkrijgt, waarvan de U 235-concentratie 5 bijvoorbeeld tussen 1$ en h! kan worden ingesteld bij bij benadering constante U 235-eoncentratie van bijvoorbeeld 0,25$ bij zware cascade-uitgang 7·

Wanneer men nu om de reeds genoemde redenen de ü 235-tail-concentratie bij de zware cascade-uitgang 7 bijvoorbeeld wenst te ver-10 lagen, wordt ten minste een deel van het toe te voeren materiaalmeng-sel over de geleider 8 afgetakt en aan de eerste verrijkingstrap 2a toegevoerd. Daardoor wordt het aantal verarmingstrappen quasi vergroot. In het omgekeerde geval wordt ten minste een deelstroom via de leiding 9 naar de eerste verarmingstrap 3a gevoerd. Met de regelventielen 10, 15 11, 12 en de drukmeetinrichtingen 13, ll·, 15 kunnen de deelstromen traploos worden ingesteld en gecontroleerd.

Deze methode maakt het bij een geschikte centrifuge-karakteris-tiek, bijvoorbeeld bij een door de klant gewenste produktconcentratie van 2,5$ U,235, mogelijk de tailconcentratie praktisch zonder verliezen 20 aan scheidingswerkzaamheden traploos tussen 0,2$ en 0,3$ U 235 in te stellen.

7808732 /

Claims (1)

1. 2. Inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat voor het toevoeren van het materiaalmengsel drie parallel verbonden en van doorstroomregelventielen (10, II, 12) voorziene voedingsgeleidingen (5, 8, 9) aanwezig zijn, waarvan er een naar de cascade-grondtrap (l) leidt en de beide andere 20 naar een verrijkings- en een verarmingstrap (2,3) leiden. \, 78 0 87 3 2