Przedmiotem wynalazku jest wspólpradowy eks¬ traktor wirówkowy do pracy ciaglej w ukladach ciecz — ciecz, zwlaszcza w warunkach wysokiej aktywnosci radiacyjnej i silnie agresywnego sro¬ dowiska, którega zdaniem jest przeprowadzenie procesu ekstrakcji uranu i plutonu z wysokoaktyw- nych roztworów wypalonego paliwa jadrowego, przy krótkim czasie kontaktu faz, wykluczajacym mozliwosc przekroczenia masy krytycznej i degra¬ dacji ekstrahenta.Stan techniki. Znane sa ekstraktory wirówkowe, stosowane do ekstrakcji uranu naturalnego i ni- skowzbcgaconego, budowane jako aparaty po¬ jedyncze, pracujace w ukladzie bateryjnym dla osiagniecia zadanego stezenia ekstrahowanych pierwiastków w rafinacie. Posiadaja one wydzielo¬ ny element stanowiacy mieszalnik faz oraz wiru¬ jacy beben, z którego wyplywa ciecz otworami umieszczonymi na zewnetrznej sciance bebna, co powoduje niebezpieczne rozpylenie cieczy radio¬ aktywnej przy wyzszych obrotach wirujacego beb¬ na i w konsekwencji prowadzi do ograniczenia predkosci obrotowej ekstraktora, a tym samym skutecznosci rozdzielenia emulsji. Ekstraktory te dla zapewnienia prawidlowej pracy wymagaja ste¬ rowania polozenia interfazy powietrzem wprowa¬ dzonym pod cisnieniem do wirujacego bebna.Stwarza to koniecznosc filtracji wychodza¬ cego na zewnatrz powietrza, aby zapobiec ska¬ zeniu atmosfery. Czas kontaktu wysokoaktywnego 2 roztworu z ekstrahentem jest znacznie dluzszy, niz czas jaki wymaga proces ekstrakcji i zawarty jest w granicach od kilkunastu do kilkudziesieciu se¬ kund, Konstrukcje znanych ekstraktorów wirówkowych nie pozwalaja na stosowanie ich do przerobu wy- sokowzbogaconego paliwa jadrowego, jak równiez i paliwa z reaktorów predkich, poniewaz znaczne wymiary tych ekstraktorów moga spowodowac przekroczenie masy krytycznej paliwa. Bardzo du¬ za liczba czesci mechanicznych znanych ekstrakto¬ rów stwarza trudnosci miniaturyzacji ich do wy¬ miarów narzuconych warunkami krytycznosci ja¬ drowej, a ponadto pracuja one przy malym wspól¬ czynniku wielokrotnosci przyspieszenia ziemskie¬ go, co jest powodem zanieczyszczenia roztworów, które wynosi do 1%. Z uwagi na to, ze objetosci robocze znanych ekstraktorów zawarte sa od kil¬ ku do kilkudziesieciu litrów, wymagaja one dluz¬ szego czasu na ustalenie sie równowagi. Czas kon¬ taktu faz jest wielokrotnie dluzszy od czasu po¬ trzebnego do przeprowadzenia ekstrakcji, co po¬ woduje szybka i niekorzystna dla procesu degra¬ dacje kosztownego ekstrahenta.Znane sa równiez ekstraktory wirówkowe wielo¬ stopniowe posiadajace beben wirujacy, w którym znajduja sie odpowiednio rozmieszczone przegro¬ dy sluzace do wielokrotnego mieszania i separacji cieczy w przeciwpradzie, dajac zadany stopien ekstrakcji. Wydajnosc tych ekstraktorów w porów- 99 08099 080 3 4 naniu z ich objetoscia retencji jest mala, a czas kontaktu faz wydluzony. Z uwagi na znaczna ob¬ jetosc nie moga one byc stosowane dla celów ja¬ drowych, poniewaz stanowia powazne zródlo pro¬ mieniowania jonizujacego. Skomplikowana kon¬ strukcja znanych ekstraktorów wirówkowych wie¬ lostopniowych nie ;pozwala na redukowanie ich geometrii do wymiarów narzuconych warunkami krytycznosci paliwa wysokowzbogaconego i nie zapewnia dostatecznej niezawodnosci dzialania w dluzszym okresie czasu, zwlaszcza w warunkach jadrowych.Istota wynalazku. Ekstraktor wedlug wynalazku posiada wirówke separacyjna, w której znajduje sie komora rozdzielajaca ciecze z umieszczonymi w niej promieniowymi przegrodami, polaczona z dwiema pionowymi- szczelinami pierscieniowymi sluzacymi do odprowadzenia rozseparowanych cie¬ czy w kierunku otworów wylotowych. Scianke wewnetrzna szczeliny pierscieniowej sluzacej do odprowadzania fazy lekkiej stanowi pionowa tule¬ ja zakonczona u dolu kolnierzem o srednicy wiek¬ szej od srednicy zewnetrznej tej szczeliny, przy czym pionowa tuleja w górnej czesci ma otwór stozkowy, w który wpuszczona jest rurka bedaca przedluzeniem scianki wewnetrznej mieszalnika.Srednica zewnterzna scianki oslaniajacej szczeline pierscieniowa dla odprowadzania fazy ciezkiej jest mniejsza od srednicy zewnetrznej komory sepa¬ racyjnej. Na przeciw otworów wylotowych sluza¬ cych do odprowadzania fazy ciezkiej i lekkiej znaj¬ duja sie dwie komory odbieralnikowe, z których roz&eparowane ciecze pompowane sa za pomoca mimosrodowych wirników lopatkowych do prze¬ wodów odplywowych.Korzystne skutki wynalazku. Ekstraktor we¬ dlug wynalazku umozliwia uzyskanie znacznie mniejszego czasu kontaktu faz, niz w znanych do¬ tychczas ekstraktorach, dzieki czemu zapobiega sie degradacji radiacyjnej kosztownego ekstrahen- ta. Ekstraktor nie wymaga kontroli polozenia in¬ terfazy, a zmiany stezenia ekstrahowanych pier¬ wiastków nie powoduja zaburzenia pracy ekstra- która.Dzieki prostej budowie, wymiary gabarytowe ekstraktora pozwalaja na prowadzenie procesu ekstrakcji z paliwa wysoko wzbogaconego przy cal¬ kowitym zabezpieczeniu przed przekroczeniem ma¬ sy krytycznej. Zastosowanie otworu w dnie bebna wirówki na promieniu mniejszym niz promien swo¬ bodnej powierzchni walcowej cieczy, powoduje ze po zakonczeniu pracy roztwory aktywne wyply¬ waja z aparatu, aby ekstraktor nie stanowil zród¬ la promieniowania jonizujacego.Ekstraktor wedlug wynalazku charakteryzuje sie prosta i tania w wykonaniu konstrukcja, nie wy¬ magajaca fachowej obslugi i nie powodujaca strat ekstrahowanych substancji. Moze pracowac, jako aparat pojedynczy lub zestawiony w ukladzie ba¬ teryjnym. Nawet duze wahania stezenia ekstra¬ howanych substancji oraz przeplywu roztworów nie zaburzaja jego pracy. Opracowany ekstraktor zajmuje malo miejsca w komorach goracych oraz ze wzgledu na swoja prostote konstrukcji gwaran¬ tuje bardzo wysoki stopien niezawodnosci pracy i zapewnia bardzo dlugi okres pracy ciaglej po¬ nad 2 lata. Prosta konstrukcja, pozwala w przy¬ padku awarii na usuniecie aparatury i zastapienie go nastepnym egzemplarzem bez przeprowadzania uciazliwych remontów.Objasnienie rysunku. Ekstraktor wedlug wyna¬ lazku pokazany jest w przykladzie wykonania od¬ tworzonym na rysunku, na którym fig. 1 przedsta¬ wia ekstraktor w widoku z boku i czesciowym przekroju wzdluznym, a fig. 2 wirnik lopatkowy w widoku z góry po zdjeciu mieszalnika i pokrywy, umieszczony w komorze odbieralnikowej.Przyklad wykonania wynalazku. W górnej czes¬ ci ekstraktora znajduje sie mieszalnik 1 faz ciek¬ lych skladajacy sie z komory górnej 2 i komory dol¬ nej 3, przy czym w komorze górnej 2 nastepuje emulgowanie roztworów za pomoca mieszadla lo¬ patkowego 4 i specjalnych naciec lukowych 5 wyko¬ nanych na calym obwodzie scianki zewnetrznej mie szalnika 1. W komorze dolnej 3 zachodzi proces ekstrakcji. Doprowadzanie cieczy do mieszalnika 1 odbywa sie przez otwory wlotowe koncówek 6 i 7.Mieszadlo 4 osadzone jest na walku obrotowym 8 przechodzacym w dolnej czesci w walek stozko¬ wy 9 . sprzezony z osia 10 napedzana silnikiem elektrycznym nieuwidocznionym na rysunku.Na osi 10 osadzona jest równiez wirówka sepa¬ racyjna 11, do której splywa emulsja z komory dolnej 3 mieszalnika 1 poprzez otwór w rurce 12 stanowiacej scianke wewnetrzna mieszalnika 1, przy czym rurka 12 wpuszczona jest w otwór stozko¬ wy 13 wydrazony w tulei 14 zakonczonej u dolu kolnierzem 15, który uniemozliwia przedostawa¬ nie sie emulsji do pionowej szczeliny pierscienio¬ wej 16, sluzacej do odprowadzania fazy lekkiej, przed rozdzieleniem faz w komorze rozdzielajacej 17 wirówki separacyjnej 11. Nad komora rozdzie¬ lajaca 17 znajduje sie komora pierscieniowa 18, przez która przeplywa po odwirowaniu faza ciez¬ ka w kierunku szczeliny pierscieniowej 19, przy czym w komorze rozdzielajacej 17 i komorze piers¬ cieniowej 18 znajduja sie promieniowe przegrody eliminujace poslizg cieczy wzgledem scianek wi¬ rówki separacyjnej 11. U góry szczeliny pierscie¬ niowej 16 dla fazy lekkiej znajduja sie otwory wy¬ lotowe 20, natomiast u góry szczeliny pierscienio¬ wej 19 dla fazy ciezkiej znajduja sie otwory wy¬ lotowe 21, przy czym przez otwory wylotowe 20 i 21 rozseparowane ciecze odprowadzane sa do ko¬ mór odbieralnikowych 22 i 23, z których pompo¬ wane sa za pomoca mimosrodowych wirników lo¬ patkowych 24 do przewodów odplywowych 25 i 26.W dnie wirówki separacyjnej 11 znajduje sie ot¬ wór 27, którym oprózniany jest ekstraktor po za¬ trzymaniu wirówki. Obudowa ekstraktora jest tak zbudowana, ze po zdjeciu pokrywy 28 wszystkie jego elementy daja sie latwo rozmontowac. PL