浓缩回收铀的M级联的近似算法

浓缩回收铀最有效的级联形式是带附加供料流的级联,它以天然铀为主供料,回收铀为附加供料。基于回收铀浓缩的特殊性,提供一种用于浓缩回收铀的带附加供料流的M级联的近似算法。数值计算表明,近似算法与工程优化算法得到的结果非常接近,最大相对偏差不超过0.1%。近似算法相对于工程优化算法更简单、方便和快速。     

单纯形法在准理想级联优化中的应用

已知目标组分的精料和贫料丰度,确定准理想级联的结构,即确定级联流量分布、级联总级数以及供料级位置,是约束条件下的多变量优化问题。通过罚函数法把约束条件下的多变量优化问题转化为无约束优化问题,并用单纯形法对后者进行了求解。利用该优化方法对浓缩回收铀的级联进行了计算。     

带附加供料的准理想级联模型及其在回收铀浓缩中的应用

建立带附加供料的准理想级联的数学模型,提供求解该类级联方程的数值方法,并得到方程的解析解。推导带附加供料的准理想级联中相对产品流、相对贫料流、级联中总物质流量及产品流和贫料流中组分丰度的解析表达式。用带附加流的准理想级联模型对回收铀浓缩进行级联计算,其中天然铀作主供料,回收铀作附加供料。     

带附加供料离心净化级联的优化

通过向离心级联附供载荷气体实现微量杂质的净化时,为充分发挥级联性能,提升级联经济性,需对带附加供料离心净化级联进行优化。本文根据现有离心机模型和相关单机实验结果,以级联总离心机数最少为优化目标,以级联长度、各级离心机数和重馏分压强及载荷气体供料量为优化变量,利用二进制编码遗传算法完成了离心净化级联的优化计算,并通过回收铀浓缩产品中~(99) Tc的去除和高纯WF_6制备中杂质的净化两个算例的计算验证了优化算法的适用性。计算结果表明,遗传算法可有效地求解离心净化级联的优化问题,具有较好的适用性。     

回收铀分离级联计算

乏燃料中回收铀的再利用能节省天然铀资源.轻水堆回收铀的分离必须综合考虑铀235的浓缩、铀232的稀释及因铀236引起的燃耗深度损耗的补偿.基于多组分同位素分离级联理论,提出了分离回收铀的几种不同的级联方案.对各种级联方案进行了理论计算.计算结果表明,利用运载气体的双级联方案为最佳的级联方案.     

用于多组分分离的中间取料矩形级联的优化设计

多组分同位素混合物的某一中间组分通常在分离级联的中间某级达到峰值,但一般的级联均采用从级联组两端取出产品和废料的工艺。为得到丰度较高的中间组分产品,最好在级联中间取料。本工作研究矩形级联中使用中间取料方式以提高级联分离的中间组分丰度。通过数值模拟计算和数值优化,研究了级联两端取料量和级联供取料位置等参数对中间取料中目标组分丰度的影响。采用单参数分析,估计了级联各参数的取值范围以及它们对目标组分丰度的影响。通过优化计算,在供料丰度和流量不变、产品流量不变的情况下,得到了可以生产更高丰度中间组分产品的级联。     

带扩展流的矩形级联

本文建立了适用于分离中间组分同位素的扩展型(扩展流在贫料段)矩形级联数学模型,该级联模型由两部分不同流量的矩形级联构成,有4股外部流,即供料流,精料取料流、贫料取料流和附加取料流。推导了有附加取料流时的计算方程,并利用一种基于对级联主控制方程准线性化法的稳态计算方法得到数值解。同时,用该级联模型对WF_6的中间组分W-184进行级联计算,研究证明带扩展流的矩形级联在相同流量下可比常规矩形级联获取更高丰度的中间组分,为实际较重中间组分同位素生产和级联建设提供了理论支持。     

多组分同位素分离级联的优化

以级联中总流量最小为优化标准,以目标同位素贫料浓度和决定级联流离量分布的参数M~*为优化参量,对多组分同位素分离的准理想级联进行了二维优化。优化结果表明,把目标同位素浓缩到某一给定的浓度值,存在一个目标同位素贫料浓度值和M~*值的最佳组合,在该组合下,级联的总流量最小。     

离心法生产131Xe同位素技术研究

为利用离心分离方法将¹³¹Xe同位素丰度浓缩到90%以上,本研究采用多组分矩形级联算法进行级联计算,分析中间组分的分离特性,研究级联长度、供料位置、级联分流比等参数对分离效果的影响。对分离¹³¹Xe同位素的矩形级联分离方案进行优化,制定生产丰度为90%以上的¹³¹Xe运行方案,通过解决¹³¹Xe同位素分离过程中的级联工况调整与稳定、中间组分浓缩等关键技术,最终经8遍分离获得丰度为93.786%的公斤级¹³¹Xe产品,证明级联生产高丰度¹³¹Xe产品的可行性。     

离心法生产~(131)Xe同位素技术研究

为利用离心分离方法将~(131) Xe同位素丰度浓缩到90%以上,本研究采用多组分矩形级联算法进行级联计算,分析中间组分的分离特性,研究级联长度、供料位置、级联分流比等参数对分离效果的影响。对分离~(131) Xe同位素的矩形级联分离方案进行优化,制定生产丰度为90%以上的~(131) Xe运行方案,通过解决~(131) Xe同位素分离过程中的级联工况调整与稳定、中间组分浓缩等关键技术,最终经8遍分离获得丰度为93.786%的公斤级~(131) Xe产品,证明级联生产高丰度~(131) Xe产品的可行性。     

刚性级联物理性能初步理论研究

本文建立了刚性级联模型,该模型采用双管道结构,各级贫料安装管塞。刚性级联可调节的参数很少,影响级联的因素主要包括管塞孔径和级联的供料流量的变化,因此本文主要针对这两种因素进行了比较分析。研究结果表明:随级联供料流量的增加,级联各级的供料流量也逐渐增加,级联产品丰度逐渐减小,对贫化段的影响较显著;浓化段孔径加工精度对级联的影响小于贫化段,越往精料端影响越小;加工的孔径尺寸偏离设计值时,可选择小尺寸的孔径。     

离心长级联水力学动态数值模拟

针对已有的调节方法无法进行离心长级联水力学动态模拟的问题,提出了一种新的调节方法。该方法从中间供料级出发,根据机器滞留量和管道额定流量向两端逐级调节阀门,从而得到离心长级联稳定运行时的水力学状态。50级和100级的数值模拟结果表明,该方法不受离心机水力学特性参数的限制,大幅缩短了调节时间,可以较快得到满足水力学要求的级联设计参数。在级联稳定运行的基础上,通过改变供料量,分别研究了在有无阀门自动调节作用时水力学扰动在长级联中的传播情况。     

单机运行工况对多组分同位素分离级联结构参数的影响

大分离系数情况下的多组分同位素级联的设计和优化可以准理想级联为模型。已知目标组分的精料、贫料丰度及基本参量,可确定准理想级联的结构。除级联本身的参数外,组成级联的单机运行工况也是影响级联分离性能的重要因素。通过利用基本全分离系数作为中间量,理论推导了在分离多组分同位素时,单机运行工况对级联结构及分离性能的影响。同时针对Xe中间组分的分离,采用单纯形法对其优化,研究了单机运行工况对最佳级联的结构参数及最小装机量的影响,进而确定了级联分离Xe中间组分的最佳单机运行工况。     

装机量圆整对刚性级联流体性能影响初步理论分析

建立刚性级联在投资回报率、稳定运行等方面具有一定优势。刚性级联更接近理想级联形式,理想级联对各级的供料流量有着严格的要求,因此在组成级联的单个分离设备供料流量一致的情况下,就对级联各级的装机量有严格的要求。而实际生产级联中无法完全满足理想级联对装机量的要求,装机量往往需要圆整,因此研究装机量圆整对级联性能的影响具有实际意义。本文提出一个圆整参数,并通过对级联流体性能分析得出:任一个级联只要给出运行边界条件,就能获得在保证级联安全运行前提下所允许的圆整范围。本文还确定一种能使实际级联性能更接近理想级联的装机量圆整方法。     

一种改进的脉冲级联分离中间组分

提出了一种新的改进运行方式的脉冲级联,能减小脉冲级联过渡过程的最终脉冲数,缩短过渡时间,在工程上更易实现。与常规级联相比,用这种脉冲级联分离多组分同位素混合物,能用较少的级数和离心机数目得到相同的目标同位素丰度。而利用相同长度的级联和相同数量的离心机构成矩形级联,中间组分的精料丰度在脉冲级联中更高,其贫料丰度在脉冲级联中更低。通过优化在级联中部的适当位置增加适当大小的附加取料,脉冲级联能获得的中间组分产品的丰度远较常规级联能获得的丰度高。     

存在损耗的多组分级联的改进模型

本工作建立了损耗同时存在于级联各级供料流、精料流与贫料流中的多组分级联的数学模型,提出了求解该类级联方程的数值方法。各级组分分流比不变的多组分级联称为准理想级联,得到了计算存在损耗的准理想级联中相对产品流、相对贫料流、级联中总物质流量以及产品流和贫料流中组分丰度的解析表达式。     

多供取料的Q模型级联的数学描述

同位素分离中可能需要具有多个供料和取料的级联,以满足复杂的分离需求,取得更好的分离效果.对多供取料级联的分析,比传统三股流级联的分析复杂得多.获得多供取料下的级联数学描述,能够减少分析中的困难.本文针对多分段的连续流量的Q模型级联,在多供取料情况下,给出了描述级联的流量和同位素组分丰度在级联中分布的解析表达式,讨论了方...     

平衡流量计测量铀离心浓缩厂贫料质量流量初步实验研究

<正>开展贫料UF6气体质量流量测量应不影响铀离心浓缩厂的正常运行,质量流量测量装置应阻力小、量程范围宽、精度高、免维护,因此传统的单孔孔板流量计并不适用于铀离心浓缩厂贫料流量的测量。为此,引入了平衡流量计,并开展了其在铀离心浓缩厂UF6贫料流量测量中的初步应用研究。1平衡流量计设计平衡流量计的原理基于伯努利方程,核心是     

以正辛烷为介质离心分离碳同位素

以正辛烷(C₈H₁₈)为分离介质,利用离心机进行了一系列单机分离实验,研究了其单机分离性能。通过质谱分析,得到了不同供料压强、滞留量下的基本全分离系数、分流比等单机参数：基本全分离系数接近或大于1.10,最高可达1.13。在单机实验数据的基础上,采用相对丰度匹配级联（MARC）的计算模型,对正辛烷离心分离级联的参数进行了初步估算,估算结果显示,采用联级分离可将¹³C浓缩至约11%。     

美将新建离心级联 生产高丰度低浓铀

正【世界核新闻网站2019年1月8日报道】美国能源部(DOE)近日宣布向森图斯能源公司(Centrus Energy)子公司美国离心机运营公司(ACO)授予一份合同,未来该公司将执行高丰度低浓铀生产示范项目。这一项目将在俄亥俄州派克顿(Piketon)建设一个由16台AC-100M离心机组成的浓缩级联。高丰度低浓铀生产示范项目需实现两个重要目标。第一个目标是在2020年10月前部署一个由16台离心机组成的级联,用于生产铀-235丰度为19. 75%的低浓铀。第二个目标