卸料通道閥門泄漏對鈾濃縮分離功率的影響研究

楊 震 連茜雯 沈 鋼 張樹叢

（生態(tài)環(huán)境部西北核與輻射安全監(jiān)督站 蘭州730020）

鈾資源的合理利用關(guān)乎到核能的可持續(xù)發(fā)展，一般壓水堆中采用富集鈾（富集度為3%~5%），而天然鈾的豐度僅為0.711%，因此需要進行鈾濃縮。氣體離心法是目前常用的鈾濃縮方法之一，我國鈾濃縮工廠已經(jīng)普遍采用氣體離心法來生產(chǎn)不同豐度的產(chǎn)品［1］。分離功率則是鈾濃縮廠和離心機的核心指標(biāo)，直接影響了鈾濃縮廠的生產(chǎn)能力［2］。通過對分離功率影響因素的研究，可以為鈾濃縮行業(yè)提供理論基礎(chǔ)［3-5］。國內(nèi)針對分離功率的影響因素已積累了一些研究基礎(chǔ)，分析了壓強分布［6］、級聯(lián)漏點［7］、粉末沉積［8］等因素對其影響。本文將著重研究鈾濃縮廠卸料通道閥門泄漏情況下，對分離功率的影響。

鈾濃縮廠氣體離心法的工作介質(zhì)是UF6，三相點為0.15 MPa和63.9℃，在37.8℃時飽和蒸氣壓為34.45 kPa。UF6與水和烴類都能反應(yīng)，極易與空氣中的水蒸氣反應(yīng)，生成氟化鈾酰，并引入HF氣體雜質(zhì)，對級聯(lián)分離功率產(chǎn)生影響［8］。

鈾濃縮廠卸料系統(tǒng)在異常工況下，可以保護離心機，能夠在很短的時間內(nèi)將離心級聯(lián)全部區(qū)段的物料抽入卸料大罐內(nèi)［9］，既為離心機卸載以防損壞，也為故障處理贏得了時間［8］。但是，卸料系統(tǒng)有可能出現(xiàn)偏離真空密封的情況，例如：真空泵及其閥門有漏，真空泵運行時出現(xiàn)倒灌，卸料大罐、管道及法蘭連接處有漏，自動卸料電動閥門通道有漏［10］。根據(jù)UF6的物理性質(zhì)可知，卸料系統(tǒng)類似于鈾濃縮精料取料工藝原理［11］，也是一個冷凝收料的裝置。……