Страницы: 1 2 Специально предназначенные или подготовленные вакуумные уплотнения, установленные на стороне подачи и на стороне выхода для уплотнения вала, соединяющего ротор компрессора или газодувки с приводным двигателем, с тем чтобы обеспечить надежную герметизацию, предотвращающую натекание воздуха во внутреннюю камеру компрессора или газодувки, которая наполнена UF . Такие уплотнения обычно 6 проектируются на скорость натекания буферного газа менее 1000 куб. см/мин. (60 куб. дюйм/мин.). 5.3.5. Теплообменники для охлаждения UF 6 Специально предназначенные или подготовленные теплообменники, изготовленные из стойких к UF материалов или покрытые ими (за 6 исключением нержавеющей стали), или медью, или любым сочетанием этих металлов и рассчитанные на скорость изменения давления, определяющего утечку, менее 10 Па (0,0015 фунт/кв. дюйм) в час при перепаде давления 100 кПа (15 фунт/кв. дюйм). 5.4. Специально предназначенные или подготовленные вспомогательные системы, оборудование и компоненты для использования при газодиффузионном обогащении Вводное замечание Вспомогательные системы, оборудование и компоненты для газодиффузионных установок по обогащению представляют собой системы установки, необходимые для подачи UF в газодиффузионную сборку, для 6 связи отдельных сборок между собой и образования каскадов (или ступеней) с целью постепенного достижения более высокого обогащения и извлечения "продукта" и "хвостов" UF из диффузионных каскадов. Ввиду 6 высокоинерционных характеристик диффузионных каскадов любое прерывание их работы, особенно их остановка, приводят к серьезным последствиям. Следовательно, на газодиффузионной установке важное значение имеют строгое и постоянное поддержание вакуума во всех технологических системах, автоматическая защита от аварий и точное автоматическое регулирование потока газа. Все это приводит к необходимости оснащения установки большим количеством специальных измерительных, регулирующих и управляющих систем. Обычно UF испаряется из цилиндров, помещенных внутри автоклавов, 6 и подается в газообразной форме к входным точкам через систему коллекторных трубопроводов каскада. "Продукт" и "хвосты" UF , 6 поступающие из выходных точек в виде газообразных потоков, проходят через систему коллекторных трубопроводов каскада либо к холодным ловушкам, либо к компрессорным станциям, где газообразный поток UF сжижается и затем помещается в соответствующие контейнеры для 6 транспортировки или хранения. Поскольку газодиффузионная установка по обогащению имеет большое количество газодиффузионных сборок, собранных в каскады, создаются многокилометровые коллекторные трубопроводы каскадов с тысячами сварных швов, причем схема основной части их соединений многократно повторяется. Оборудование, компоненты и системы трубопроводов изготовляются с соблюдением высоких требований к вакуум-плотности и чистоте обработки. 5.4.1. Системы подачи/системы отвода "продукта" и "хвостов" Специально предназначенные или подготовленные технологические системы, способные работать при давлении 300 Па (45 фунт/кв. дюйм) или менее, включая: питающие автоклавы (или системы), используемые для подачи UF в 6 газодиффузионные каскады; десублиматоры (или холодные ловушки), используемые для выведения UF из газодиффузионных каскадов; 6 станции ожижения, где UF в газообразной форме из каскада 6 сжимается и охлаждается до жидкого состояния; станции "продукта" или "хвостов", используемые для перемещения UF в контейнеры. 6 5.4.2. Системы коллекторных трубопроводов Специально предназначенные или подготовленные системы трубопроводов и системы коллекторов для удержания UF внутри 6 газодиффузионных каскадов. Эта сеть трубопроводов обычно представляет собой систему с "двойным" коллектором, где каждая ячейка соединена с каждым из коллекторов. 5.4.3. Вакуумные системы a) Специально предназначенные или подготовленные крупные вакуумные магистрали, вакуумные коллекторы и вакуумные насосы производительностью 5 куб. м/мин. (175 куб. фут/мин.) или более. b) Вакуумные насосы, специально предназначенные для работы в содержащей UF атмосфере и изготовленные из алюминия, никеля или 6 сплавов, содержащих более 60% никеля или покрытые ими. Эти насосы могут быть или ротационными, или поршневыми, могут иметь вытесняющие и фтористо-углеродные уплотнения, а также в них могут присутствовать специальные рабочие жидкости. 5.4.4. Специальные стопорные и регулирующие клапаны Специально предназначенные или подготовленные ручные или автоматические стопорные и регулирующие клапаны сильфонного типа, изготовленные из стойких к UF материалов, диаметром от 40 до 1500 6 мм (от 1,5 до 59 дюймов) для установки в основных и вспомогательных системах газодиффузионных установок по обогащению. 5.4.5. Масс-спектрометры/источники ионов для UF 6 Специально предназначенные или подготовленные магнитные или квадрупольные масс-спектрометры, способные производить прямой отбор проб подаваемой массы, "продукта" или "хвостов" из газовых потоков UF и обладающие полным набором следующих характеристик: 6 1. удельная разрешающая способность по массе свыше 320; 2. содержат источники ионов, изготовленные из нихрома или монеля или защищенные покрытием из них, или никелированные; 3. содержат ионизационные источники с бомбардировкой электронами; 4. содержат коллекторную систему, пригодную для изотопного анализа. Пояснительное замечание Перечисленное выше оборудование вступает в непосредственный контакт с технологическим газом UF либо непосредственно регулирует 6 поток в пределах каскада. Все поверхности, которые вступают в контакт с технологическим газом, целиком изготавливаются из стойких к UF материалов или покрываются ими. 6 Для целей разделов, относящихся к газодиффузионным устройствам, материалы, коррозиестойкие к UF , включают нержавеющую сталь, 6 алюминий, алюминиевые сплавы, оксид алюминия, никель или сплавы, содержащие 60% или более никеля, а также стойкие к UF полностью 6 фторированные углеводородные полимеры. 5.5. Специально предназначенные или подготовленные системы, оборудование и компоненты для использования на установках аэродинамического обогащения Вводное замечание В процессах аэродинамического обогащения смесь газообразного UF и 6 легкого газа (водород или гелий) сжимается и затем пропускается через разделяющие элементы, в которых изотопное разделение завершается посредством получения больших центробежных сил по геометрии криволинейной стенки. Успешно разработаны два процесса этого типа: процесс соплового разделения и процесс вихревой трубки. Для обоих процессов основными компонентами каскада разделения являются цилиндрические корпуса, в которых размещены специальные разделительные элементы (сопла или вихревые трубки), газовые компрессоры и теплообменники для удаления образующегося при сжатии тепла. Для аэродинамических установок требуется целый ряд таких каскадов, так что их количество может служить важным указателем конечного использования. Поскольку в аэродинамическом процессе используется UF , поверхности 6 всего оборудования, трубопроводов и измерительных приборов (которые вступают в контакт с газом) должны изготавливаться из материалов, сохраняющих устойчивость при контакте с UF . 6 Пояснительное замечание Перечисленные в настоящем разделе элементы вступают в непосредственный контакт с технологическим газом UF либо 6 непосредственно регулируют поток в пределах каскада. Все поверхности, которые вступают в контакт с технологическим газом, целиком изготавливаются из стойких к UF материалов или защищены покрытием из 6 таких материалов. Для целей раздела, относящегося к элементам аэродинамического обогащения, коррозиестойкие к UF материалы включают 6 медь, нержавеющую сталь, алюминий, алюминиевые сплавы, никель или сплавы, содержащие 60 % или более никеля, а также стойкие к UF полностью фторированные углеводородные полимеры. 6 5.5.1. Разделительные сопла Специально предназначенные или подготовленные разделительные сопла и их сборки. Разделительные сопла состоят из щелевидных изогнутых каналов с радиусом изгиба менее 1 мм (обычно от 0,1 до 0,05 мм), коррозиестойких к UF , и имеющих внутреннюю режущую кромку, 6 которая разделяет протекающий через сопло газ на две фракции. 5.5.2. Вихревые трубки Специально предназначенные или подготовленные вихревые трубки и их сборки. Вихревые трубки имеют цилиндрическую или конусообразную форму, изготовлены из коррозиестойких к UF материалов или защищены 6 покрытием из таких материалов и имеют диаметр от 0,5 см до 4 см при отношении длины к диаметру 20:1 или менее, а также одно или более тангенциальное входное отверстие. Трубки могут быть оснащены отводами соплового типа на одном или на обоих концах. Пояснительное замечание Питательный газ поступает в вихревую трубку по касательной с одного конца или через закручивающие лопатки или через многочисленные тангенциальные входные отверстия вдоль трубки. 5.5.3. Компрессоры и газодувки Специально предназначенные или подготовленные осевые, центрифужные или объемные компрессоры или газодувки, изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или защищенные покрытием из таких 6 материалов, производительностью на входе 2 куб. м/мин. или более смеси UF и несущего газа (водород или гелий). 6 Пояснительное замечание Такие компрессоры и газодувки обычно имеют перепад давления от 1,2:1 до 6:1. 5.5.4. Уплотнения вращающихся валов Специально предназначенные или подготовленные уплотнения вращающихся валов, установленные на стороне подачи и на стороне выхода для уплотнения вала, соединяющего ротор компрессора или ротор газодувки с приводным двигателем, с тем чтобы обеспечить надежную герметизацию, предотвращающую выход технологического газа или натекание воздуха или уплотняющего газа во внутреннюю камеру компрессора или газодувки, которая заполнена смесью UF и несущего 6 газа. 5.5.5. Теплообменники для охлаждения газа Специально предназначенные или подготовленные теплообменники, изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или защищенные 6 покрытием из таких материалов. 5.5.6. Кожухи разделяющих элементов Специально предназначенные или подготовленные кожухи разделяющих элементов, изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или 6 защищенных покрытием из таких материалов, для помещения в них вихревых трубок или разделительных сопел. Пояснительное замечание Эти кожухи могут представлять собой цилиндрические камеры диаметром более 300 мм и длиной более 900 мм или прямоугольные камеры сравнимых размеров и могут быть предназначены для установки в горизонтальном или вертикальном положении. 5.5.7. Системы подачи/системы отвода "продукта" и "хвостов" Специально предназначенные или подготовленные технологические системы или оборудование для обогатительных установок, изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или защищенных покрытием из таких 6 материалов, включающие: a) питающие автоклавы, печи или системы, используемые для подачи UF для процесса обогащения; 6 b) десублиматоры (или холодные ловушки), используемые для выведения нагретого UF из процесса обогащения для последующего 6 перемещения; c) станции отверждения или ожижения, используемые для выведения UF из процесса обогащения путем сжатия и перевода UF в жидкую или 6 6 твердую форму; d) станции "продукта" или "хвостов", используемые для перемещения UF в контейнеры. 6 5.5.8. Системы коллекторных трубопроводов Специально предназначенные или подготовленные системы коллекторных трубопроводов, изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или защищенные покрытием из таких материалов, для 6 удержания UF внутри аэродинамических каскадов. Эта сеть трубопроводов 6 обычно представляет собой систему с "двойным" коллектором, где каждый каскад или группа каскадов соединены с каждым из коллекторов. 5.5.9. Вакуумные системы и насосы a) Специально предназначенные или подготовленные вакуумные системы, производительностью на входе 5 куб. м/мин. или более, состоящие из вакуумных магистралей, вакуумных коллекторов и вакуумных насосов и предназначенные для работы в содержащих UF газовых средах. 6 b) Вакуумные насосы, специально предназначенные или подготовленные для работы в содержащих UF газовых средах и 6 изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или защищенных 6 покрытием из таких материалов. В этих насосах могут использоваться фтористо-углеродные уплотнения и специальные рабочие жидкости. 5.5.10. Специальные стопорные и регулирующие клапаны Специально предназначенные или подготовленные ручные или автоматические стопорные и регулирующие клапаны сильфонного типа, изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или защищенные 6 покрытием из таких материалов, диаметром от 40 до 1500 мм для монтажа в основных и вспомогательных системах установок аэродинамического обогащения. 5.5.11. Масс-спектрометры/источники ионов для UF 6 Специально предназначенные или подготовленные магнитные или квадрупольные масс-спектрометры, способные производить прямой отбор проб подаваемой массы, "продукта" или "хвостов" из газовых потоков UF и обладающие полным набором следующих характеристик: 6 1. удельная разрешающая способность по массе свыше 320; 2. содержат источники ионов, изготовленные из нихрома или монеля или защищенные покрытием из них, или никелированные; 3. содержат ионизационные источники с бомбардировкой электронами; 4. содержат коллекторную систему, пригодную для изотопного анализа. 5.5.12. Системы отделения UF от несущего газа 6 Специально предназначенные или подготовленные технологические системы для отделения UF от несущего газа (водорода или гелия). 6 Пояснительное замечание Эти системы предназначены для сокращения содержания UF в несущем 6 газе до одной части на миллион или менее и могут включать такое оборудование, как: a) криогенные теплообменники и криосепараторы, способные создавать температуры - 120 ёC или менее, или b) блоки криогенного охлаждения, способные создавать температуры - 120 град.C или менее, или c) блоки разделительных сопел или вихревых трубок для отделения UF от несущего газа, или 6 d) холодные ловушки UF , способные создавать температуры - 20 6 град. или менее. 5.6. Специально предназначенные или подготовленные системы, оборудование и компоненты для использования на установках химического обмена или ионообменного обогащения Вводное замечание Незначительное различие изотопов урана по массе приводит к небольшим изменениям в равновесии химических реакций, которые могут использоваться в качестве основы для разделения изотопов. Успешно разработаны два процесса: жидкостно-жидкостный химический обмен и твердо-жидкостный ионный обмен. В процессе жидкостно-жидкостного химического обмена в противотоке происходит взаимодействие несмешивающихся жидких фаз (водных или органических), что приводит к эффекту каскадирования тысяч стадий разделения. Водная фаза состоит из хлорида урана в растворе соляной кислоты; органическая фаза состоит из экстрагента, содержащего хлорид урана в органическом растворителе. Контактными фильтрами в разделительном каскаде могут являться жидкостно-жидкостные обменные колонны (такие, как импульсные колонны с сетчатыми тарелками) или жидкостные центрифужные контактные фильтры. На обоих концах разделительного каскада в целях обеспечения рефлюкса на каждом конце необходимы химические превращения (окисление и восстановление). Главная задача конструкции состоит в том, чтобы не допустить загрязнения технологических потоков некоторыми ионами металлов. В связи с этим используются пластиковые, покрытые пластиком (включая применение фторированных углеводородных полимеров) и/или покрытые стеклом колонны и трубопроводы. В твердо-жидкостном ионообменном процессе обогащение достигается посредством адсорбции/десорбции урана на специальной, очень быстро действующей ионообменной смоле или адсорбенте. Раствор урана в соляной кислоте и другие химические реагенты пропускаются через цилиндрические обогатительные колонны, содержащие уплотненные слои адсорбента. Для поддержания непрерывности процесса необходима система рефлюкса в целях высвобождения урана из адсорбента обратно в жидкий поток, с тем чтобы можно было собрать "продукт" и "хвосты". Это достигается путем использования подходящих химических реагентов восстановления / окисления, которые полностью регенерируются в раздельных внешних петлях и которые могут частично регенерироваться в самих изотопных разделительных колоннах. Присутствие в процессе горячих концентрированных растворов соляной кислоты требует, чтобы оборудование было изготовлено из специальных коррозиестойких материалов или защищено покрытием из таких материалов. 5.6.1. Жидкостно-жидкостные обменные колонны (химический обмен) Противоточные жидкостно-жидкостные обменные колонны, имеющие механический силовой ввод (т.е. импульсные колонны с сетчатыми тарелками, колонны с тарелками, совершающими возвратно-поступательные движения, и колонны с внутренними турбинными смесителями), специально предназначенные или подготовленные для обогащения урана с использованием процесса химического обмена. Для коррозионной устойчивости к концентрированным растворам соляной кислоты эти колонны и их внутренние компоненты изготовлены из подходящих пластиковых материалов (таких, как фторированные углеводородные полимеры) или стекла или защищены покрытием из таких материалов. Колонны спроектированы на короткое (30 секунд или менее) время прохождения в каскаде. 5.6.2. Центрифужные жидкостно-жидкостные контактные фильтры (химический обмен) Центрифужные жидкостно-жидкостные контактные фильтры, специально предназначенные или подготовленные для обогащения урана с использованием процесса химического обмена. В таких контактных фильтрах используется вращение для получения органических и жидких потоков, а затем центробежная сила для разделения фаз. Для коррозионной стойкости к концентрированным растворам соляной кислоты контактные фильтры изготавливаются из соответствующих пластиковых материалов (таких, как фторированные углеводородные полимеры) или покрываются ими или стеклом. Центрифужные контактные фильтры спроектированы на короткое (30 секунд или менее) время прохождения в каскаде. 5.6.3. Системы и оборудование для восстановления урана (химический обмен) a) Специально предназначенные или подготовленные ячейки электрохимического восстановления для восстановления урана из одного валентного состояния в другое для обогащения урана с использованием процесса химического обмена. Материалы ячеек, находящиеся в контакте с технологическими растворами, должны быть коррозиестойкими к концентрированным растворам соляной кислоты. Пояснительное замечание Катодный отсек ячейки должен быть спроектирован таким образом, чтобы предотвратить повторное окисление урана до более высокого валентного состояния. Для удержания урана в катодном отсеке ячейка может иметь непроницаемую диафрагменную мембрану, изготовленную из специального катионно-обменного материала. Катод состоит из соответствующего твердого проводника, такого, как графит. b) Специально предназначенные или подготовленные системы для + 4 извлечения U из органического потока, регулирования концентрации кислоты и для заполнения ячеек электрохимического восстановления на производственном выходе каскада. Пояснительное замечание Эти системы состоят из оборудования экстракции растворителем для +4 отгонки U из органического потока в жидкий раствор, оборудования выпаривания и/или другого оборудования для достижения регулировки и контроля водородного показателя, и насосов или других устройств переноса для заполнения ячеек электрохимического восстановления. Основная задача конструкции состоит в том, чтобы избежать загрязнения потока жидкости ионами некоторых металлов. Следовательно, те части оборудования системы, которые находятся в контакте с технологическим потоком, изготавливаются из соответствующих материалов (таких, как стекло, фторированные углеводородные полимеры, сульфат полифенила, сульфон полиэфира и пропитанный смолой графит) или защищены покрытием из таких материалов. 5.6.4. Системы подготовки питания (химический обмен) Специально предназначенные или подготовленные системы для производства питательных растворов хлорида урана высокой чистоты для установок по разделению изотопов урана методом химического обмена. Пояснительное замечание Эти системы состоят из оборудования для растворения, экстракции растворителем и/или ионообменного оборудования для очистки, а также + 6 + 4 + 3 электролитических ячеек для восстановления U или U в U . В этих системах производятся растворы хлорида урана, в которых содержится лишь несколько частей на миллион металлических включений, таких, как хром, железо, ванадий, молибден и других двухвалентных их катионов или катионов с большей валентностью. Конструкционные +3 материалы для элементов системы, в которой обрабатывается U высокой чистоты, включают стекло, фторированные углеводородные полимеры, графит, покрытый поливинил-сульфатным или полиэфир-сульфонным пластиком и пропитанный смолой. 5.6.5. Системы окисления урана (химический обмен) Специально предназначенные или подготовленные системы для + 3 + 4 окисления U в U для возвращения в каскад разделения изотопов урана в процессе обогащения методом химического обмена. Пояснительное замечание Эти системы могут включать такие элементы, как: a) оборудование для контактирования хлора и кислорода с водными эффлюентами из оборудования разделения изотопов и экстракции +4 образовавшегося U в обедненный органический поток, возвращающийся из производственного выхода каскада, b) оборудование, которое отделяет воду от соляной кислоты, чтобы вода и концентрированная соляная кислота могли бы быть вновь введены в процесс в нужных местах. 5.6.6. Быстро реагирующие ионообменные смолы/адсорбенты (ионный обмен) Быстро реагирующие ионообменные смолы или адсорбенты, специально предназначенные или подготовленные для обогащения урана с использованием процесса ионного обмена, включая пористые смолы макросетчатой структуры и/или мембранные структуры, в которых активные группы химического обмена ограничены покрытием на поверхности неактивной пористой вспомогательной структуры, и другие композитные структуры в любой приемлемой форме, включая частицы волокон. Эти ионообменные смолы/адсорбенты имеют диаметры 0,2 мм или менее и должны быть химически стойкими по отношению к растворам концентрированной соляной кислоты, а также достаточно прочны физически, с тем чтобы их свойства не ухудшались в обменных колоннах. Смолы/адсорбенты специально предназначены для получения кинетики очень быстрого обмена изотопов урана (длительность полуобмена менее 10 секунд) и обладают возможностью работать при температуре в диапазоне от 100 град.С до 200 град.C. 5.6.7. Ионообменные колонны (ионный обмен) Цилиндрические колонны диаметром более 1000 мм для удержания и поддержания заполненных слоев ионообменных смол/адсорбентов, специально предназначенные или подготовленные для обогащения урана с использованием ионообменного процесса. Эти колонны изготовлены из материалов (таких, как титан или фторированные углеводородные полимеры), стойких к коррозии, вызываемой растворами концентрированной соляной кислоты, или защищены покрытием из таких материалов и способны работать при температуре в диапазоне от 100 град.C до 200 град.C и давлении выше 0,7 МПа (102 фунт/кв. дюйм). 5.6.8. Ионообменные системы рефлюкса (ионный обмен) a) Специально предназначенные или подготовленные системы химического или электрохимического восстановления для регенерации реагента(ов) химического восстановления, используемого(ых) в каскадах ионообменного обогащения урана. b) Специально предназначенные или подготовленные системы химического или электрохимического окисления для регенерации реагента(ов) химического окисления, используемого(ых) в каскадах ионообменного обогащения урана. Пояснительное замечание В процессе ионообменного обогащения в качестве восстанавливающего катиона может использоваться, например, + 3 трехвалентный титан (Ti ), и в этом случае восстановительная + 3 + 4 система будет вырабатывать Ti посредством восстановления Ti . В процессе в качестве окислителя может использоваться, + 3 например, трехвалентное железо (Fe ), и в этом случае система + 3 + 2 окисления будет вырабатывать Fe посредством окисления Fe . 5.7. Специально предназначенные или подготовленные системы, оборудование и компоненты для использования в лазерных обогатительных установках Вводное замечание Существующие системы для обогатительных процессов с использованием лазеров делятся на две категории: те, в которых рабочей средой являются пары атомарного урана, и те, в которых рабочей средой являются пары уранового соединения. Общими названиями для таких процессов являются: первая категория - лазерное разделение изотопов по методу атомарных паров (ALVIS или SILVA); вторая категория - молекулярный метод лазерного разделения изотопов (MLIS или MOLIS) и химическая реакция посредством избирательной по изотопам лазерной активации (CRISLA). Системы, оборудование и компоненты для установок лазерного обогащения включают: a) устройства для подачи паров металлического урана (для избирательной фотоионизации) или устройства для подачи паров уранового соединения (для фотодиссоциации или химической активации); b) устройства для сбора обогащенного и обедненного металлического урана в качестве "продукта" и "хвостов" в первой категории и устройства для сбора разложенных или вышедших из реакции соединений в качестве "продукта" и необработанного материала в качестве "хвостов" во второй категории; c) рабочие лазерные системы для избирательного возбуждения изотопов урана-235; и d) оборудование для подготовки подачи и конверсии продукта. Вследствие сложности спектроскопии атомов и соединений урана может потребоваться использование любой из ряда имеющихся лазерных технологий. Пояснительное замечание Многие из компонентов, перечисленных в этом разделе, вступают в непосредственный контакт с парами металлического урана или с жидкостью, или с технологическим газом, состоящим из UF или смеси 6 из UF и других газов. Все поверхности, которые вступают в контакт 6 с ураном или UF , полностью изготовлены из коррозиестойких 6 материалов или защищены покрытием из таких материалов. Для целей раздела, относящегося к компонентам оборудования для лазерного обогащения, материалы, стойкие к коррозии, вызываемой парами или жидкостями, содержащими металлический уран или урановые сплавы, включают покрытый оксидом иттрия графит и тантал; и материалы, стойкие к коррозии, вызываемой UF , включают медь, нержавеющую сталь, 6 алюминий, алюминиевые сплавы, никель или сплавы, содержащие 60% никеля и более, и стойкие к UF полностью фторированные углеводородные 6 полимеры. 5.7.1. Системы выпаривания урана (ALVIS) Специально предназначенные или подготовленные системы выпаривания урана, которые содержат высокомощные полосовые или растровые электронно-лучевые пушки с передаваемой мощностью на мишень более 2,5 кВт/см. 5.7.2. Системы для обработки жидкометаллического урана (ALVIS) Специально предназначенные или подготовленные системы для обработки жидкого металла для расплавленного урана или урановых сплавов, состоящие из тиглей и охлаждающего оборудования для тиглей. Пояснительное замечание Тигли и другие компоненты этой системы, которые вступают в контакт с расплавленным ураном или урановыми сплавами, изготовлены из коррозиестойких и термостойких материалов или защищены покрытием из таких материалов. Приемлемые материалы включают тантал, покрытый оксидом иттрия графит, графит, покрытый окислами других редкоземельных элементов (см. INFCIRC/254/Rev.1/Part 2, пункт 2.7) или их смесями. 5.7.3. Агрегаты для сбора "продукта" и "хвостов" металлического урана (ALVIS) Специально предназначенные или подготовленные агрегаты для сбора "продукта" и "хвостов" металлического урана в жидкой или твердой форме. Пояснительное замечание Компоненты этих агрегатов изготовлены из материалов, стойких к нагреву и коррозии, вызываемой парами металлического урана или жидкостью, или защищены покрытием из таких материалов (таких, как покрытый оксидом иттрия графит или тантал) и могут включать в себя трубопроводы, клапаны, штуцера, "желоба", вводы, теплообменники и коллекторные пластины для магнитного, электростатического или других методов разделения. 5.7.4. Кожухи разделительного модуля (ALVIS) Специально предназначенные или подготовленные цилиндрические или прямоугольные камеры для помещения в них источника паров металлического урана, электронно-лучевой пушки и коллекторов "продукта" и "хвостов". Пояснительное замечание Эти кожухи имеют множество входных отверстий для подачи электропитания и воды, окна для лазерных пучков, соединений вакуумных насосов, а также для диагностики и контроля контрольно-измерительных приборов. Они имеют приспособления для открытия и закрытия, чтобы обеспечить обслуживание внутренних компонентов. 5.7.5. Сверхзвуковые расширительные сопла (MLIS) Специально предназначенные или подготовленные сверхзвуковые расширительные сопла для охлаждения смесей UF и несущего газа до 150 6 град.K или ниже и коррозиестойкие к UF . 6 5.7.6. Коллекторы продукта пятифтористого урана (MLIS) Специально предназначенные или подготовленные коллекторы твердого продукта пятифтористого урана (UF ), состоящие из фильтра, коллекторов 5 ударного или циклонного типа или их сочетаний и коррозиестойкие к среде UF /UF . 5 6 5.7.7. Компрессоры UF /несущего газа (MLIS) 6 Специально предназначенные или подготовленные компрессоры для смесей UF и несущего газа для длительной эксплуатации в среде UF . 6 6 Компоненты этих компрессоров, которые вступают в контакт с несущим газом, изготовлены из коррозиестойких к UF материалов или защищены 6 покрытием из таких материалов. 5.7.8. Уплотнения вращающихся валов (MLIS) Специально предназначенные или подготовленные уплотнения вращающихся валов, установленные на стороне подачи и на стороне выхода для уплотнения вала, соединяющего ротор компрессора с приводным двигателем, с тем чтобы обеспечить надежную герметизацию, предотвращающую выход технологического газа или натекание воздуха или уплотняющего газа во внутреннюю камеру компрессора, которая заполнена смесью UF и несущего газа. 6 5.7.9. Системы фторирования (MLIS) Специально предназначенные или подготовленные системы для фторирования UF (в твердом состоянии) в UF (газ). 5 6 Пояснительное замечание Эти системы предназначены для фторирования собранного порошка UF в UF в целях последующего сбора в контейнерах продукта или 5 6 для подачи в блоки MLIS для дополнительного обогащения. При применении одного подхода реакция фторирования может быть завершена в пределах системы разделения изотопов, где идет реакция и непосредственное извлечение из коллекторов "продукта". При применении другого подхода порошок UF может быть извлечен/перемещен из коллекторов "продукта" в 5 подходящий реактор (например, реактор с пвсевдоожиженным слоем катализатора, геликоидальный реактор или жаровая башня) в целях фторирования. В обоих случаях используется оборудование для хранения и переноса фтора (или других приемлемых фторирующих реагентов) и для сбора и переноса UF . 6 5.7.10. Масс-спектрометры/источники ионов UF (MLIS) 6 Специально предназначенные или подготовленные магнитные или квадрупольные масс-спектрометры, способные производить прямой отбор проб подаваемой массы, "продукта" или "хвостов" из газовых потоков UF и обладающие полным набором следующих характеристик: 6 1. удельная разрешающая способность по массе свыше 320; 2. содержат источники ионов, изготовленные из нихрома или монеля или защищенные покрытием из них, или никелированные; 3. содержат ионизационные источники с бомбардировкой электронами; 4. содержат коллекторную систему, пригодную для изотопного анализа. 5.7.11. Системы подачи / системы отвода "продукта" и "хвостов" (MLIS) Специально предназначенные или подготовленные технологические системы или оборудование для обогатительных установок, изготовленные из коррозиестойких к UF материалов или защищенные покрытием из таких 6 материалов, включающие: a) питающие автоклавы, печи или системы, используемые для подачи UF для процесса обогащения; 6 b) десублиматоры (или холодные ловушки), используемые для выведения нагретого UF из процесса обогащения для последующего 6 перемещения; c) станции отверждения или ожижения, используемые для выведения UF из процесса обогащения путем сжатия и перевода UF в жидкую или 6 6 твердую форму; d) станции "продукта" или "хвостов", используемые для перемещения UF в контейнеры. 6 5.7.12. Системы отделения UF от несущего газа (MLIS) 6 Специально предназначенные или подготовленные технологические системы для отделения UF от несущего газа. Несущим газом может быть 6 азот, аргон или другой газ. Пояснительное замечание Эти системы могут включать такое оборудование, как: a) криогенные теплообменники или криосепараторы, способные создавать температуры - 120 град.C или менее, или b) блоки криогенного охлаждения, способные создавать температуры - 120 град.С или менее, или c) холодные ловушки UF , способные создавать температуры 6 - 20 град.C или менее. 5.7.13. Лазерные системы (ALVIS, MLIS и CRISLA) Лазеры или лазерные системы, специально предназначенные или подготовленные для разделения изотопов урана. Пояснительное замечание Лазеры и важные компоненты лазеров при лазерном процессе обогащения включают те, которые определены в пункте 3.6 документа INFCIRC/254/Rev.1/Part 2. Лазерная система процесса ALVIS обычно состоит из двух лазеров: лазера на парах меди и лазера на красителях. Лазерная система для MLIS обычно состоит из лазера, работающего на CO или эксимерного лазера и многоходовой оптической ячейки с 2 вращающимися зеркалами на обеих сторонах. Для лазеров или лазерных систем при обоих процессах требуется стабилизатор спектровой частоты для работы в течение длительных периодов времени. 5.8. Специально предназначенные или подготовленные системы, оборудование и компоненты для использования на обогатительных установках с плазменным разделением Вводное замечание При процессе плазменного разделения плазма, состоящая из ионов урана, проходит через электрическое поле, настроенное на частоту 235 ионного резонанса U , с тем чтобы они в первую очередь поглощали энергию и увеличивался диаметр их штопорообразных орбит. Ионы с прохождением по большему диаметру захватываются для образования 235 продукта, обогащенного U . Плазма, которая образована посредством ионизации уранового пара, содержится в вакуумной камере с магнитным полем высокой напряженности, образованным с помощью сверхпроводящего магнита. Основные технологические системы процесса включают систему генерации урановой плазмы, разделительный модуль со сверхпроводящим магнитом (см. пункт 3.10 документа INFCIRC/254/Rev.1/Part 2) и системы извлечения металла для сбора "продукта" и "хвостов". 5.8.1. Микроволновые источники энергии и антенны Специально предназначенные или подготовленные микроволновые источники энергии и антенны для генерации или ускорения ионов и обладающие следующими характеристиками: частота выше 30 ГГц и средняя выходная мощность для генерации ионов более 50 кВт. 5.8.2. Соленоиды для возбуждения ионов Специально предназначенные или подготовленные соленоиды для радиочастотного возбуждения ионов в диапазоне частот более 100 кГц и способные работать при средней мощности более 40 кВт. 5.8.3. Системы генерации урановой плазмы Специально предназначенные или подготовленные системы генерации урановой плазмы, которые могут содержать высокомощные полосовые или растровые электронно-лучевые пушки с передаваемой мощностью на мишень более 2,5 кВт/см. 5.8.4. Системы для обработки жидкометаллического урана Специально предназначенные или подготовленные системы для обработки жидкого металла для расплавленного урана или урановых сплавов, состоящие из тиглей и охлаждающего оборудования для тиглей. Пояснительное замечание Тигли и другие компоненты этой системы, которые вступают в контакт с расплавленным ураном или урановыми сплавами, изготовлены из коррозиестойких и термостойких материалов или защищены покрытием из таких материалов. Приемлемые материалы включают тантал, покрытый оксидом иттрия графит, графит, покрытый окислами других редкоземельных элементов (см. INFCIRC/254/Rev.1/Part 2, пункт 2.7) или их смесями. 5.8.5. Агрегаты для сбора "продукта" и "хвостов" металлического урана Специально предназначенные или подготовленные агрегаты для сбора "продукта" и "хвостов" для металлического урана в твердой форме. Эти агрегаты для сбора изготовлены из материалов, стойких к нагреву и коррозии, вызываемой парами металлического урана, таких, как графит, покрытый оксидом иттрия, или тантал, или защищены покрытием из таких материалов. 5.8.6. Кожухи разделительного модуля Цилиндрические камеры, специально предназначенные или подготовленные для использования на обогатительных установках с плазменным разделением, для помещения в них источника урановой плазмы, энергетического соленоида радиочастоты и коллекторов "продукта" и "хвостов". Пояснительное замечание Эти кожухи имеют множество входных отверстий для подачи электропитания, соединений диффузионных насосов, а также для диагностики и контроля контрольно-измерительных приборов. Они имеют приспособления для открытия и закрытия, чтобы обеспечить обслуживание внутренних компонентов, и изготовлены из соответствующих немагнитных материалов, таких, как нержавеющая сталь. 5.9. Специально предназначенные или подготовленные системы, оборудование и компоненты для использования на установках электромагнитного обогащения Вводное замечание При электромагнитном процессе ионы металлического урана, полученные посредством ионизации питающего материала из солей (обычно UCI ), ускоряются и проходят через магнитное поле, которое заставляет 4 ионы различных изотопов проходить по различным направлениям. Основными компонентами электромагнитного изотопного сепаратора являются: магнитное поле для отклонения/разделения изотопов ионного пучка, источника ионов с его системой ускорения и системы сбора отделенных ионов. Вспомогательные системы для этого процесса включают систему снабжения магнитной энергией, системы высоковольтного питания источника ионов, вакуумную систему и обширные системы химической обработки для восстановления продукта и очистки/регенерации компонентов. 5.9.1. Электромагнитные сепараторы изотопов Электромагнитные сепараторы изотопов, специально предназначенные или подготовленные для разделения изотопов урана, и оборудование и компоненты для этого, включая: a) Источники ионов Специально предназначенные или подготовленные отдельные или многочисленные источники ионов урана, состоящие из источника пара, ионизатора и ускорителя пучка, изготовленные из соответствующих материалов, таких, как графит, нержавеющая сталь или медь, и способных обеспечивать общий ток в пучке ионов 50 мА или более. b) Коллекторы ионов Коллекторные пластины, имеющие две или более щели и паза, специально предназначенные или подготовленные для сбора пучков ионов обогащенного и обедненного урана и изготовленные из соответствующих материалов, таких, как графит или нержавеющая сталь. c) Вакуумные кожухи Специально предназначенные или подготовленные вакуумные кожухи для электромагнитных сепараторов урана, изготовленные из соответствующих немагнитных материалов, таких, как нержавеющая сталь, и предназначенные для работы при давлении 0,1 Па или ниже. Пояснительное замечание Эти кожухи специально предназначены для помещения в них источников ионов, коллекторных пластин и водоохлаждаемых вкладышей и имеют приспособления для соединений диффузионных насосов и приспособления для открытия и закрытия в целях извлечения и замены этих компонентов. d) Магнитные полюсные наконечники Специально предназначенные или подготовленные магнитные полюсные наконечники, имеющие диаметр более 2 м, используемые для обеспечения постоянного магнитного поля в электромагнитном сепараторе изотопов и для переноса магнитного поля между расположенными рядом сепараторами. 5.9.2. Высоковольтные источники питания Специально предназначенные или подготовленные высоковольтные источники питания для источников ионов, обладающие полным набором следующих характеристик: могут работать в непрерывном режиме, выходное напряжение 20000 B или более, выходной ток 1 A или более и стабилизация напряжения менее 0,01% в течение 8 часов. 5.9.3. Источники питания электромагнитов Специально предназначенные или подготовленные мощные источники питания постоянного тока для электромагнитов, обладающие полным набором следующих характеристик: выходной ток в непрерывном режиме 500 A или более при напряжении 100 B или более, при стабилизации по току или напряжению менее 0,01% в течение 8 часов. 6. Установки для производства тяжелой воды, дейтерия и дейтериевых соединений и оборудование, специально предназначенное или подготовленное для этого Вводное замечание Тяжелую воду можно производить, используя различные процессы. Однако коммерчески выгодными являются два процесса: процесс изотопного обмена воды и сероводорода (процесс GC) и процесс изотопного обмена аммиака и водорода. Процесс GC основан на обмене водорода и дейтерия между водой и сероводородом в системе колонн, которые эксплуатируются с холодной верхней секцией и горячей нижней секцией. Вода течет вниз по колоннам, в то время как сероводородный газ циркулирует от дна к вершине колонн. Для содействия смешиванию газа и воды используется ряд дырчатых лотков. Дейтерий перемещается в воду при низких температурах и в сероводород при высоких температурах. Обогащенные дейтерием газ или вода удаляются из колонн первой ступени на стыке горячих и холодных секций, и процесс повторяется в колоннах следующей ступени. Продукт последней фазы - вода, обогащенная дейтерием до 30%, направляется в дистилляционную установку для производства реакторно-чистой тяжелой воды, т.е. 99,75% окиси дейтерия. В процессе обмена между аммиаком и водородом можно извлекать дейтерий из синтез-газа посредством контакта с жидким аммиаком в присутствии катализатора. Синтез-газ подается в обменные колонны и затем в аммиачный конвертер. Внутри колонн газ поднимается от дна к вершине, в то время как жидкий аммиак течет от вершины ко дну. Дейтерий в синтез-газе лишается водорода и концентрируется в аммиаке. Аммиак поступает затем в установку для крекинга аммиака на дне колонны, тогда как газ собирается в аммиачном конвертере на вершине. На последующих ступенях происходит дальнейшее обогащение, и путем окончательной дистилляции производится реакторно-чистая тяжелая вода. Подача синтез-газа может быть обеспечена аммиачной установкой, которая в свою очередь может быть сооружена вместе с установкой для производства тяжелой воды путем изотопного обмена аммиака и водорода. В процессе аммиачно-водородного обмена в качестве источника исходного дейтерия может также использоваться обычная вода. Многие предметы ключевого оборудования для установок по производству тяжелой воды, использующих процессы GC или аммиачно-водородного обмена, широко распространены в некоторых отраслях нефтехимической промышленности. Особенно это касается небольших установок, использующих процесс GC. Однако немногие предметы оборудования являются стандартными. Процессы GC и аммиачно-водородного обмена требуют обработки больших количеств воспламеняющихся, коррозионных и токсичных жидкостей при повышенном давлении. Соответственно при разработке стандартов по проектированию и эксплуатации для установок и оборудования, использующих эти процессы, следует уделять большое внимание подбору материалов и их характеристикам с тем, чтобы обеспечить длительный срок службы при сохранении высокой безопасности и надежности. Определение масштабов обусловливается главным образом соображениями экономики и необходимости. Таким образом, большая часть предметов оборудования изготовляется в соответствии с требованиями заказчика. Наконец, следует отметить, что как в процессе GC, так и в процессе аммиачно-водородного обмена предметы оборудования, которые по отдельности не предназначены или подготовлены специально для производства тяжелой воды, могут собираться в системы, специально предназначенные или подготовленные для производства тяжелой воды. Примерами таких систем, применяемых в обоих процессах, являются система каталитического крекинга, используемая в процессе обмена аммиака и водорода, и дистилляционные системы, используемые в процессе окончательной концентрации тяжелой воды, доводящей ее до уровня реакторно-чистой. Предметы оборудования, которые специально предназначены или подготовлены для производства тяжелой воды путем использования либо процесса обмена воды и сероводорода, либо процесса обмена аммиака и водорода, включают: 6.1. Водо-сероводородные обменные колонны Обменные колонны, изготавливаемые из мелкозернистой углеродистой стали (например, ASTM A516), диаметром от 6 м (20 футов) до 9 м (30 футов), которые могут эксплуатироваться при давлении свыше или равном 2 МПа (300 фунт/кв. дюйм) и имеют коррозионный допуск в 6 мм или больше, специально предназначены или подготовлены для производства тяжелой воды путем использования процесса изотопного обмена воды и сероводорода. 6.2. Газодувки и компрессоры Одноступенчатые, малонапорные (т.е. 0,2 МПа или 30 фунтов/кв. дюйм) центробежные газодувки или компрессоры для циркуляции сероводородного газа (т.е. газа, содержащего более 70% H S), 2 специально предназначенные или подготовленные для производства тяжелой воды путем использования процесса обмена воды и сероводорода. Эти газодувки или компрессоры имеют производительность, превышающую или равную 56 куб. м/с (120000 SSFM) при эксплуатации под давлением, превышающим или равным 1,8 МПа (260 фунтов/кв. дюйм) на входе, и снабжены сальниками, устойчивыми к воздействию H S. 2 6.3. Аммиачно-водородные обменные колонны Аммиачно-водородные обменные колонны высотой более или равной 35 м (114,3 фута), диаметром от 1,5 м (4,9 фута) до 2,5 м (8,2 фута), которые могут эксплуатироваться под давлением, превышающим 15 МПа (2225 фунтов/кв. дюйм), специально предназначенные или подготовленные для производства тяжелой воды путем использования процесса обмена аммиака и водорода. Эти колонны имеют также по меньшей мере одно отбортованное осевое отверстие того же диаметра, что и цилиндрическая часть, через которую могут вставляться или выниматься внутренние части колонны. 6.4. Внутренние части колонны и ступенчатые насосы Внутренние части колонны и ступенчатые насосы, специально предназначенные или подготовленные для колонн для производства тяжелой воды путем использования процесса аммиачно-водородного обмена. Внутренние части колонны включают специально предназначенные контакторы между ступенями, содействующие тесному контакту газа и жидкости. Ступенчатые насосы включают специально предназначенные погружаемые в жидкость насосы для циркуляции жидкого аммиака в пределах объема контакторов, находящихся внутри ступеней колонн. 6.5. Установки для крекинга аммиака Установки для крекинга аммиака, эксплуатируемые под давлением, превышающим или равным 3 МПа (450 фунт/кв. дюйм), специально предназначенные или подготовленные для производства тяжелой воды путем использования процесса изотопного обмена аммиака и водорода. 6.6. Инфракрасные анализаторы поглощения Инфракрасные анализаторы поглощения, способные осуществлять анализ соотношения между водородом и дейтерием в реальном масштабе времени, когда концентрации дейтерия равны или превышают 90%. 6.7. Каталитические печи Каталитические печи для переработки обогащенного дейтериевого газа в тяжелую воду, специально предназначенные или подготовленные для производства тяжелой воды путем использования процесса изотопного обмена аммиака и водорода. 7. Установки для конверсии урана и оборудование, специально предназначенное или подготовленное для этого Вводное замечание В установках и системах для конверсии урана может осуществляться одно или несколько превращений из одного химического изотопа урана в другой, включая: конверсию концентратов урановой руды в UO , конверсию UO в UO , конверсию 3 3 2 окисей урана в UF или UF , конверсию UF в UF , конверсию UF в 4 6 4 6 6 UF , конверсию UF в металлический уран и конверсию фторидов урана 4 4 в UO . Многие ключевые компоненты оборудования установок для конверсии 2 урана характерны для некоторых секторов химической обрабатывающей промышленности. Например, виды оборудования, используемого в этих процессах, могут включать: печи, карусельные печи, реакторы с псевдоожиженным слоем катализатора, жаровые реакторные башни, жидкостные центрифуги, дистилляционные колонны и жидкостно-жидкостные экстракционные колонны. Однако не многие компоненты оборудования имеются в "готовом виде"; большинство из них должны быть подготовлены согласно требованиям и спецификациям заказчика. В некоторых случаях требуется учитывать специальные проектные и конструкторские особенности для защиты от агрессивных свойств некоторых из обрабатываемых химических веществ (HF, F , CIF и фториды урана). 2 3 Наконец, следует отметить, что во всех процессах конверсии урана компоненты оборудования, которые отдельно специально не предназначены или подготовлены для конверсии урана, могут быть объединены в системы, которые специально предназначены или подготовлены для использования в целях конверсии урана. 7.1. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии концентратов урановой руды в UO 3 Пояснительное замечание Конверсия концентратов урановой руды в UO может осуществляться 3 сначала посредством растворения руды в азотной кислоте и экстракции очищенного гексагидрата уранилдинитрата с помощью такого растворителя, как трибутилфосфат. Затем гексагидрат уранилдинитрата преобразуется в UO либо посредством концентрации и денитрации, либо посредством 3 нейтрализации газообразным аммиаком для получения диураната аммония с последующей фильтрацией, сушкой и кальцинированием. 7.2. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии UO в UF 3 6 Пояснительное замечание Конверсия UO в UF может осуществляться непосредственно 3 6 фторированием. Для процесса требуется источник газообразного фтора или трехфтористого хлора. 7.3. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии UO в UO 3 2 Пояснительное замечание Конверсия UO в UO может осуществляться посредством восстановления 3 2 UO газообразным крекинг-аммиаком или водородом. 3 7.4. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии UO в UF 2 4 Пояснительное замечание Конверсия UO в UF может осуществляться посредством реакции 2 4 UO с газообразным фтористым водородом (HF) при температуре 300 - 500 2 град.C. 7.5. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии UF в UF 4 6 Пояснительное замечание Конверсия UF в UF осуществляется посредством экзотермической 4 6 реакции с фтором в реакторной башне. UF конденсируется из горячих 6 летучих газов посредством пропускания потока газа через холодную ловушку, охлажденную до - 10 град.C. Для процесса требуется источник газообразного фтора. 7.6. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии UF 4 в металлический уран Пояснительное замечание Конверсия UF в металлический уран осуществляется посредством его 4 восстановления магнием (крупные партии) или кальцием (малые партии). Реакция осуществляется при температурах выше точки плавления урана (1130 град.C). 7.7. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии UF в UO 6 2 Пояснительное замечание Конверсия UF в UO может осуществляться посредством одного из 6 2 трех процессов. В первом процессе UF восстанавливается и 6 гидролизуется в UO с использованием водорода и пара. Во втором 2 процессе UF гидролизуется растворением в воде, для осаждения 6 диураната аммония добавляется аммиак, а диуранат восстанавливается в UO водородом при температуре 820 град.C. При третьем процессе 2 газообразные UF , CO и NH смешиваются в воде, осаждая 6 2 3 уранилкарбонат аммония. Уранилкарбонат аммония смешивается с паром и водородом при температуре 500 - 600 град.C для производства UO . 2 Конверсия UF в UO часто осуществляется на первой ступени 6 2 установки по изготовлению топлива. 7.8. Специально предназначенные или подготовленные системы для конверсии UF в UF 6 4 Пояснительное замечание Конверсия UF в UF осуществляется посредством восстановления 6 4 водородом. Страницы: 1 2 |