АНАЛИЗ ПЕРСПЕКТИВНЫХ КАСКАДНЫХ СХЕМ СОЕДИНЕНИЯ ЧЕТЫРЕХПОТОЧНЫХ РАЗДЕЛИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ С ТРЕМЯ ОТБОРАМИ

В работе представлено исследование новых перспективных каскадов четырехпоточных разделительных элементов с тремя отборами. Произведен численный расчет основных параметров различных каскадных схем соединения таких разделительных элементов. С помощью полученных данных о распределении потока вещества и распределении концентрации компонентов рабочей смеси в каждой точке каскада проведен анализ эффективности работы рассматриваемых каскадных схем.  Наибольшим коэффициентом полезного действия η среди рассмотренных схем обладает противоточная симметричная схема соединения с расширенными зонами дополнительного обеднения. Продемонстрировано, что КПД данной схемы не зависит ни от числа разделительных ступеней в каскаде, ни от внешних характеристик процесса разделения. Неизменность коэффициента η позволяет рассчитывать размеры каскада для заданных внешних параметров, что имеет практическое значение при планировании уровня потребления энергии будущего разделительного производства. 

1. Бохан П.А., Бучанов В.В., Закревский Д.Э., Казарян М.А., Калугин М.М., Прохоров А.М., Фатеев Н.В. Лазерное разделение изотопов в атомарных парах. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2004.

2. Виллани С. Обогащение урана. М.: Энергоатомиздат, 1983.

3. De La Garza, Garrett G.A., Murphy J.E. Multicomponent Isotope Separation in Cascades // Chem. Eng. Sci. 1961. Vol. 15. P. 188–209.

4. Rutherford W.M. A Generalized Computer Model of the Transient Behavior of Multicomponent Isotope Separation Cascades // Separation Science and Technology. 1981. 16 (10). P. 1321–1337.

5. Александров О.Е. Построение трехкомпонентного разделительного каскада // Перспективные материалы. Специальный выпуск. 2011. №10. С. 61–64.

6. Патент на изобретение B01D 59/00 № 2500461 РФ. Способ разделения изотопов / Гадельшин В.М., Шульгин Б.В., Палкин В.А. // Опубл. 10.12.2013. Бюл. №34.

7. Cohen K. The Theory of Isotope Separation as Applied to the Large-Scale Production of U-235 / Ed. G.M. Murphy, First Edition. McGraw-Hill Book Company, Inc., New York 1951.

8. Benedict M., Pigford T.H., Levi H.W. Nuclearchemical engineering, 2th ed. McGraw-Hill Book Company, 1981.

9. Herbst R.S., McCandless F.P. No-Mix and Ideal Separation Cascades // Separation Science and Technology. 1999. No. 34 (3). P. 343–357.

10. Гадельшин В.М., Александров О.Е., Шульгин Б.В. Разработка квазиидеального каскада разделительных элементов с тремя отборами // Перспективные материалы, Специальный выпуск. 2013. № 14. С. 65–70.

11. Палкин В.А., Гадельшин В.М., Александров О.Е., Селезнев В.Д. Многокомпонентный разделительный потенциал. Обобщение теории Дирака // Инженерно-физический журнал. 2014. № 87 (3). С. 501–508.