Разделительная работа

Несмотря на то что к 2000 г. эффект от ввода в действие реакторов БН едва ли скажется на потребности в уране, к 2020 г. это влияние будет заметным и может снизить суммарную годовую потребность в уране на 25%, или примерно до 260 тыс. т. Объем разделительной работы на обогатительных установках также будет снижен до 209 тыс. т единиц разделительной работы в год. В этом [c.97]

Единица разделительной работы — мера энергии, затрачиваемой на заводе для обогащения урана до определенной степени. Работа по разделению выражается в килограммах для удобства сравнения с обычными единицами измерения. (Прим. ре д.) [c.97]

Годовые мощности по обогащению урана, единицы разделительной работы Прогноз потребностей в уране на основе оценки мощностей по обогащению 30 41—43 48—63 [c.292]

Вывод формулы см. в 7.2 в табл. 7.2 содержатся расчетные значения /о и разделительной работы для различных значений хну. [c.115]

Стоимость обогащения урана методом газовой диффузии высока. В настоящее время (1986 г.) она превышает 125 дол. за единицу разделительной работы (ЕРР). При действующих на мировом рынке ценах затраты на обогащение урана сравнимы со стоимостью природного урана, расходуемого на получение обогащенного. Например, при обогащении до 3,6—4,4 % требуемая работа разделения соответственно равна 5,64—7,46 ЕРР на 1 кг обогащенного продукта, а коэффициент расхода природного урана 6,65—8,21 (при у=0,2%). Освоенная в ряде стран технология разделения изотопов урана методом центрифугирования более экономична, чем газодиффузионным методом, она позволяет уже теперь — при наличии малых мощностей — снизить затраты на разделительную работу до 90 дол/ЕРР и ниже. Прогнозируется, что до 2000 г. на основе технического прогресса (развитие центрифужной и лазерной технологии) произойдет дальнейшее снижение цены разделительной работы до 60 дол/ЕРР и ниже (рис. 5.2), Большие надежды в отношении снижения удельных затрат возлагаются на новый разработанный в США лазерный метод разделения, находящийся пока в стадии экспериментальной проверки и доработки технологии на опытно-промышленных модулях . [c.115]

Рис. 5.2. Прогнозируемая Министерством энергетики США стоимость разделительных работ по обогащению урана иа период 1985—2005 гг. (по курсу доллара 1985 г.)

Рецикл и и Pu позволяет значительно снизить расход природного урана для последующих загрузок реактора, а также сократить потребности в разделительной работе. [c.118]

Введение урановых бланкетов — аксиальных зон воспроизводства. В верхней и нижней частях топливного сердечника каждого твэла на длине 12—15 см вводятся экраны из диоксида природного урана, снижающие аксиальную утечку нейтронов часть нитронов при этом захватывается ядрами урана, увеличивая КВ активной зоны. По расчетам этим достигается экономия расхода уран и разделительной работы на 3 и 2,8 % соответственно (за счет уменьшения начального обогащения урана). [c.136]

Понятие разделительной мощности ступени тесно связано с понятием работы разделения, или разделительной работы. [c.211]

Обеспокоенные будущей нехваткой разделительных мощностей и задержками реконструкции действующих заводов (желая при этом сохранить за собой монопольное положение в капиталистическом мире по производству обогащенного урана, дающее большие прибыли), США приняли решение с 1975 г. параллельно с реконструкцией заводов перерабатывать на них находящиеся на складах большие запасы природного урана в обогащенный ( 3 7о) уран. С этой целью с 1976 г. принято повышенное содержание в отвалах—до 0,275% вместо 0,2%, что повысило на 14 7о коэффициент расхода природного урана, но зато позволило на 16 % снизить удельную разделительную работу. [c.222]

Рис. 7.16. Динамика изменения цен на природный уран и на разделительную работу в США (фактические данные) с учетом содержания в отвале у

Коэффициенты расхода природного урана и значения требуемой разделительной работы берутся по официальным таблицам (см. табл. 7.2). В 1974 г. в США опубликованы критерии по контрактам на обогащение и шкала неустоек в случае расторжения контрактов на основе фиксированных твердых обязательств. В зависимости от времени уведомления о намерении [c.243]

Диффузионные заводы США длительный период работали (рис. 7.18) при содержании в отвале у=0,3%. При удорожании природного урана и наличии достаточных разделительных мощностей газодиффузионных и центрифужных заводов можно довести содержание в отвале до 0,1—0,2%. Исследователи и разработчики лазерного метода разделения изотопов урана рассчитывают на почти полное (до у=0,03%) извлечение из отвалов. Однако в настоящее время нет данных для оценки стоимости разделительной работы этим методом. [c.246]

Из формулы (7.39) видно, что при у=0,2% цена обогащенного урана из-за перенесения на отвал части затрат ( 25%). относившихся на природный уран, снизится в общем незначительно и будет тем меньше, чем выше цена разделительной работы. [c.247]

По Оценкам 1985 г. (США) энергозатраты составляют при диффузионном методе 2400, центрифужном 100, лазерном 100 кВт/ЕРР. Цена разделительной работы при диффузионном методе 75, центрифужном 60—75, лазерном 50— 60 дол./ЕРР по курсу доллара 1984 г. Удельные капиталовложения в лазерный завод составят 200, а в центрифужный (с SET-5) —375 дол./ЕРР в год. [c.252]

Стоимость единицы разделительной работы, дол. 37,9 33,0 [c.266]

Суммарная стоимость годовой разделительной работы завода, млн. дол. Экономия по капиталовложениям, млн. дол. 267 240,9 [c.266]

Идеальный каскад характеризуется тем, что его разделительная работа равняется сумме работ отдельных ступеней. В нем нет потерь из-за смешивания потоков газа с различным обога- [c.269]

Для более наглядного представления о существенном влиянии на технико-экономические показатели разделительного завода качества пористых перегородок и размера их пор (средний радиус 0,005 и 0,01 мкм) приведем расчетные данные по экономике двух газодиффузионных заводов (см. табл. 8.2), полученные шведскими инженерами. Из таблицы видно, что при средних радиусах пор достигается возможность работы при том же коэффициенте обогащения, но на повышенном в - 1,5 раза давлении газа и соответственно при меньших расходах, благодаря чему снижаются абсолютная и удельная стоимости оборудования и вследствие этого стоимость единицы разделительной работы уменьшается на 4 дол. (по ценам 1970 г.). [c.275]

Рис. 8.13. Зависимость разделительной работы центрифуги от окружной скорости V при оптимальной внутренней циркуляции газа

Для обеспечения большой разделительной работы необходимо иметь на центрифужных заводах огромное количество параллельно сблокированных центрифуг при относительно малом (в несколько десятков раз меньше по сравнению с диффузионным заводом) количестве разделительных ступеней, соединенных последовательно. Этим объясняется возможность построения из центрифуг каскадов, близких к идеальным, т. е. с КПД=0,99-5-1,0. Очень важно, что разделительную мощность центрифужных заводов можно непрерывно наращивать — она увеличивается пропорционально числу установленных центрифуг и вводимых в эксплуатацию комплектных модулей определенной производительности, например по 200 тыс. ЕРР/год, по 1,1 млн. ЕРР/год. Это создает большую гибкость в сооружении каскадов различной мощности для обогащения определенного количества урана. [c.293]

Выше были рассмотрены основные параметры, характеризующие центрифугу — коэффициент разделения или обогащения и разделительная способность (мощность) в единицах разделительной работы. При разработке новой конструкции центрифуг эти параметры, очевидно, определяются и подтверждаются экспериментально как для единичной центрифуги, так и для блока центрифуг или целого каскада. [c.294]

Сравнение технико-экономических показателей обоих конкурирующих методов (см. табл. 7.6) показывает принципиальные преимущества центрифужной технологии, среди которых особо еле дует отметить небольшую удельную энергоемкость этой технологии, в 25—30 раз меньшую, чем у газодиффузионного метода. Поэтому в структуре себестоимости разделительной работы на центрифугах затраты на энергию составляют только 3—5% вместо 45—55% на газодиффузионном заводе. [c.295]

В гл. 4 была показана взаимосвязь между средней глубиной выгорания уранового топлива В и необходимым его обогаш,ением X. При всех расчетах, оценках и прогнозах удельного расхода природного урана и суммарных потребностей в нем принимается (как нечто стабильное) содержание в отвале у, равное 0,2 % и даже 0,3 %. Это означает соответственно, что 28 % и 42 % драгоценного природного делящегося изотопа урана не извлекается при обогащении урана, а остается в хвостах. Такая ситуация в ядерной энергетике до сих пор была обусловлена чрезвычайно высокой ценой за услуги по обогащению урана (за разделительную работу ), которую установили США, длительные годы (до последнего времени) сохранявшие в капиталистическом мире монополию на обогащение урана. [c.464]

В США имеются три газодиффузионных завода в штатах Теннесси, Кентукки и Огайо. Суммарная мощность этих заводов равна 17-10 ЕРР/год. Определить ЕРР (единицу разделительной работы) не легко, поскольку количество урана, полученного при затрате одной ЕРР, — величина непостоянная и зависит от общего количества обогащаемого природного урана и от содержания в отвале или хвостах . Для отвала с содержанием 0,2 % на газодиффузионном заводе производится около 320 г обогащения 3,2 % при затрате одной ЕРР. При отвале с содержанием 0,3% производится около 300 г. Таким образом, чем больше содержание в отвалах, тем больше требуется исходного материала. [c.192]

Рис. 6. Годовой объем разделительной работы обогатительного производства с учетом однолетнего периода до срока загрузки в реакторы ядерного горючего. 1—4 — см. рис. 5,

Из таблицы видно, что удельный расход на единицу производимой энергии у обогащенного урана тем ниже, чем выше средняя глубина выгорания, тем самым и производственных мощностей по изготовлению свежего, топлива, транспортированию и переработке отработавшего ядерного топлива потребуется соответственно меньше, чем при низкой глубине выгорания. Увеличивается лишь разделительная работа Лерр, поскольку возрастает обогащение урана. Что касается некоторого увеличения расхода природного урана на 1 кВт-ч, то положение становится иным, если учесть рецикл урана, извлеченного из отработавшего топлива при его химической переработке. Для топлива реактора ВВЭР с В=40-10 МВт-сут/т регенерированный уран будет содержать 1,2% В переводе на природный уран при рецикле это будет означать (с учетом потерь) снижение расхода пр ирод-ного урана на 20—24%. Таким образом, при увеличении В расход природного урана в системе ядерного топливоснабжения не увеличивается, а уменьшается. [c.134]

Рис. 5.13. Зависимость содержания изотопов урана в обогатительной части каскада от удельиой разделительной работы

При многократных возвратах в топливный цикл регенерируемого уранового топлива в обогащенном уране, получаемом из и егенерата, будет накапливаться неотделимая химическим путем примесь — а также Из рис. 5.13 следует, что на диффузионной или ином разделительном заводе по ходу процесса обогащения с увеличением затрачиваемой разделительной работы наряду с ростом содержания в обогащенном уране в потоке легкой фракции будет расти и содержание Например, при разделительной работе, равной 5 ЕРР, которая необходима для получения 1 кг топлива, обогащенного до 3,3%, из регенерированного урана с содержанием равным природному, при у=0,2% количество вырастет в 3,8 раза, 235(j —в 4,7 раза. Таким образом, если подвергать дообогащению до3,3% регенерат урана (глубина выгорания30-10 МВт-сут/т), содержащий 0,4% то в нем содержание будет поднято до 1,5 %. [c.140]

Первый в мире газодиффузионный завод был построен в Ок4 Ридже (шт. Теннесси, США) и пущен в августе 1945 г. Позднее (до 1954 г.) в Ок-Ридже было построено еще несколько государственных диффузионных заводов. В период 1953—1956 гг. были сооружены еще два крупных диффузионных завода в Падьюке (шт. Кентукки) и в Портсмуте (шт. Огайо). Суммарная разделительная мощность всех трех заводов при их полной загрузке (коэффициент годового использования установленной мощности 99 %) составляла 17,23 млн. ЕРР/год при потребляемой мощности 6000 МВт. Наиболее наглядное представление об этой разделительной работе можно составить, если указать, что ее достаточно, чтобы, переработав в год 14 000—17 000 т природного урана, получить 2500 т урана 3 7о -ного обогащения или 70 т урана 90 7о-ного обогащения при содержании в отвале 0,2 % [c.222]

Загрузка свободных мощностей диффузионных заводов работой по превращению запасов природного урана в запасы обогащенного (с отвалом 0,37о позволило США создать резервы с огромным объемом разделительной работы (42 млн. ЕРР), исходя из расчета 15 млн. ЕРР для обеспечения непредвиденных потребностей ERDA, 9 млн. ЕРР на случай задержек поставок продукции по заключенным контрактам и 18 млн. ЕРР на случай задержек поставок от планируемых к сооружению центрифужных заводов . [c.223]

По-видимому, отказ США от центрифужного метода связан с неудачно выбранной принципиальной концепцией конструкции американских центрифуг, а именно с их резко (в 5 раз) увеличенными (по сравнению с европейскими и японскими центрифугами) габаритными размерами (диаметр ротора 0,9 м, высота ротора 10 м). Такие параметры роторов были выбраны в целях получения большой единичной разделительной мощности центрифуги, превосходящей в 20—30 раз показатели подкритических центрифуг конструкции фирмы Юрен-ко , что, казалось, гарантирует более высокую конкурентоспособность американской технологии. Однако невысокая надежность американских центрифуг типа SET-3 со сроком службы 3—5 лет обусловила значительные амортизационные отчисления, составляющие более 66 % всех годовых эксплуатационных затрат. Все это дало основание экспертам РЕВ лри оценке лазерной, центрифужной диффузионной технологий показать экономическую предпочтительность лазерного метода, разработанного в США и обещающего, по их мнению, обеспечить Наиболее дешевую разделительную работу. [c.237]

По табл. 7.2 находим 1/0,313=3,2 (при i/i=0,2%) /отв= 1/0,426=2,35 (при 1/1 = 0,1 %) Иерр=0,616 и 1,052 соответствеиио. Тогда Сота=6,1 дол/кг (при 1=0,2 %). При /i=0,I.% Сотв 0, если восстаиовлеииый природный уран будет иметь цену не менее 106 дол/кг, так как расходы только на оплату разделительной работы составляют 105,5 дол/кг. [c.245]

Второй член уравнения характеризует затраты разделительного завода, отнесенные на отвальный уран при оптовой цене за 1 кг этого урана (в виде гексафторида), которая выражена в долях а оптовой цены за 1 кг природного урана Сс- Величину а можно принять пропорциональной отношению содержания в отвале к содержанию его в природном уране (при i/=0,l%, а=0,14, при у=0,2%, аж0,28). Такой же подход можно применить и при оценке отвалов, получаемых от дообогащения регенерированного урана, а также при дополнительном извлечении из относительно богатых отвалов, хранящихся на складах. Затраты же на разделительную работу правомерно полностью отнести на обогащенный уран. До настоящего времени еще не создана общепринятая методика расчета затрат, относимых на отвальный продукт. [c.246]

Мощность завода по обогащению урана, где применяется метод газовой диффузии, довольно точно может быть охарактеризован не только суммарной разделительной работой, но и потребляемой мощностью, которая определяется суммарным расходом газа, прокачиваемого компрессорами через все ступени. Необходимое количество применяемых на заводе пористых перегородок и потребляемая мощность компрессоров пропорциональны суммарному расходу G всех межступенчатых потоков по обогатительной Ообог и обеднительной Ообедн ветвям. Суммарный расход G всего каскада находят по формуле [c.273]

Пример. Для получения в прямоугольном каскаде 120 кг а час ( 1000 т в год) обогащенного (до 3%) продукта при Ху=<У,2% нужно подавать на питание F 660 кг в час Природного продукта. Было подсчитано, что для этой цели при е = 0,0017 потребуется 1605 ступеней. Отвал 1Р =660—120=540 кг/ч. Необходимая суммарная разделительная работа равна 4,3 млн. ЕРР в год. Вычисления показывают, что суммарный расход циркулирующего потока, проходящего через 16Q5 ступеней, составляет 6,6 млн. т/ч, т. е. в 55-10 раз больше отбора обогащенного продукта. Непрерывная циркуляция таких газовых потоков вызывает огромные затраты электроэнергии 2750 кВт-ч на 1 ЕРР, и для данного каскада они составят 12-10 кВт-ч в год. Этим и объясняется столь высокая энергоемкость газодиффузионного метода обогащенного урана. [c.273]

Высокая инерционность диффузионных каскадов. Каждая ступень в диффузионном каскаде должна иметь концентрацию Хп+1 отличающуюся от предыдущей Хп и следующей за ней концентрации Хп+2 в соответствии с соотношением хп+ =хп+гхп на величину, равную коэффициенту обогащения. И так как объемы газовых полостей ступеней и каскадов значительны и содержание газа в них велико, то для достижения равновесного состояния по концентрациям газа в каждой ступени (после чего только и можно брать отбор обогащенного продукта заданной концентрации) должно пройти значительное время (например, несколько недель) безотборной работы. Это создает громадные трудности в эксплуатации и связано с большими затратами. Следовательно, недопустима остановка диффузионного каскада по любой причине (потеря электропитания, срыв охлаждения и т. п.), так как это приводит к перемешиванию потоков различной концентрации, к длительному нарушению процесса, большим затратам энергии и потерям продукта. После остановки для восстановления нормальной работы каскада могут потребоваться значительное время и дополнительные затраты. Отсюда вытекают и чрезвычайно высокие требования к длительной надежности, безотказности и отработанности всего технологического оборудования, приборов и автоматики. Чтобы смягчить тяжелые последствия возможных аварийных остановок (а также в ремонтных целях), каскады диффузионных заводов разделяются на блрки — группы ступеней, автоматически отключаемые и байпа-сируемые по газу. Оборудование диффузионного завода должно быть взаил1озаменяемым и ремонтопригодным, с высокой степенью унификации и стандартизации. Таким образом, важнейшая особенность диффузионного завода — надежная непрерывная работа. Всякая перестройка эксплуатации диффузионных каскадов (изменение концентрации питания, отбора и отвала) требует затрат, ведет к потерям времени продуктивной работы, снижению производительности завода и увеличению стоимости разделительной работы. [c.274]

Годовая разделительная работа демонстрационных заводов невелика. Но, как показано в 7.6, она позволяет ежегодно обеспечивать первую загрузку слабообогащенным ( 3%) ураном одного реактора PWR или BWR мощностью 1000 МВт или ежегодную перегрузку одной трети активной зоны двух таких реакторов. [c.291]

На основе достигнутых высоких технико-экономических показателей и опыта многолетней эксплуатации экспериментальных и демонстрационных установок фирма Юреико—Сентек планирует до 1990 г. увеличить в 10 раз разделительные мощности своих центрифужных заводов. Она заключила контракты на услуги по обогащению урана на 20 млн. ЕРР до 1992 г., приняв за основу цену разделительной работы 100 дол/ЕРР (по курсу 1978 г.). [c.291]

Число ступеней обратно пропорционально коэффициенту обогащения или квадрату окружной скорости. Но так как коэффициент обогащения центрифуг может быть в несколько десятков раз выше коэффициента обогащения диффузионной ступени, то необходимое число ступеней при центрифужном методе соответственно будет меньше. Однако расход газа через одиночную центрифугу очень мал (миллиграммы в секунду). Внутренний циркуляционный поток также невелик. Поэтому в условиях вращения роторов в вакууме с очень малыми потерями на трение затраты мощности на прокачку газа в центрифугах в 20—30 раз меньше, чем в газодиффузионных установках при той же разделительной работе, йовышение окружной скорости как главного фактора увеличения коэффицирта обогащения и разделительной работы центрифуги очень сильно влияет на все технико-экономические параметры центрифужного метода. Поэтому стремятся увеличить скорости вращения роторов, не снижая надежности и ресурса их работы. [c.294]

Для иллюстрации сказанного приведем данные примерного расчета центрифужного завода производительностью 1 млн. ЕРР/год. Предположим, что он будет состоять из одинаковых центрифуг с разделительной мощностью 3 ЕРР/год (считая е 0,10, расход — 0,072 кг/ч). Пусть этот завод предназначен для получения урана 3%-ного обогащения при питании природным ураном и при содержании в отвале 0,2%. Удельная разделительная работа для получения 1 кг такого урана согласно табл. 7.2 равна — 4,3 ЕРР. [c.294]

Расход обогащенного урана, а значит, и стоимость топлива, И1 пользуемого на АЭС, обратно пропорциональны средней глубиь выгорания. Следовательно, чем выше В, тем при прочих равны условиях меньше топливные затраты. Требующееся же в этом сл чае некоторое увеличение обогащения урана при наметившейс тенденции снижения цены разделительной работы (см. гл. 5 и 7 даже при одновременном росте цены природного урана не сможе оказать существенного влияния на стоимость усовершенствование о топлива, позволяющего получать более высокие значения сре ней глубины выгорания. [c.448]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...