(f)收集器:
专门设计或制造的内径达12mm(0.5in)的一些管件,它们用来借助皮托管作用(即利用一个例如扳弯径向配置的管的端部而形成的面迎转筒内环形气流的开口)从转筒内部提取UF6气体,并且能与中心气体提取系统相连。这类管件用耐UF6腐蚀的材料制造或用这类材料加以保护。
5.2 为气体离心浓缩工厂专门设计或制造的辅助系统、设备和部件
按语
气体离心浓缩工厂用的辅助系统、设备和部件是向离心机供应UF6,把单个离心机相互联接组成级联(多级)从而逐渐提高浓缩度并且从离心机中提取UF6“产品”和“尾料”所需的各种工厂系统,以及驱动离心机或控制该工厂所需要的设备。
通常利用经加热的高压釜将UF6从固体中蒸发出来,气态形式的UF6通过级联集管线路被分配到各个离心机。通过级联集管线路使从离心机流出的UF6“产品”和“尾料”气流通到冷阱(在约203K(-70℃)下工作),气流在冷阱先冷凝,然后再送入适当的容器以便运输或贮存。由于一个浓缩工厂由排成级联式的数千个离心机组成,所以级联的集管线路有数公里长,含有几千条焊缝而且管道布局大量重复。上述设备、部件和管道系统都是按非常高的真空和净度标准制造的。
5.2.1 供料系统/产品和尾料提取系统
专门设计或制造的流程系统包括:
供料釜(或供料器),用于以高达100kPa(15psi)的压力和1kg/h(或更大)的速率将UF6送往离心机级联;
凝华器(或冷阱),用于以高达3kPa(0.5psi)的压力从级联中取出UF6。凝华器能被冷却到203K(-70℃)和加热到343K(70℃);
“产品”和“尾料”器,用来把UF6收集到容器中。
这种设施、设备和管线全部用耐UF6的材料制成或用作衬里(见本节的注释),并且按很高的真空和净度标准制造。
5.2.2 机械集管管路系统
专门设计或制造用于在离心机级联中操作UF6的管路系统和集管系统。管路网络通常是“三头”集管系统,每个离心机连接一个集管头。这样,在形式上有大量重复。全都用耐UF6的材料(见本节注释)制成并且按很高的真空和净度标准制造。
5.2.3 UF6质谱仪/离子源
专门设计或制造的磁质谱仪或四极质谱仪,这两种谱仪能从UF6气流中“在线”取得供料、产品或尾料的样品,并且具有以下所有特点:
1.原子质量单位的单位分辨率高于320;
2.离子源用尼赫罗姆合金或蒙乃尔合金制成或以这些材料作为衬里或镀镍;
3.电子轰击离子源;
4.有一个适合于同位素分析的收集系统。
5.2.4 频率变换器
为满足5.1.2(d)中定义的电动机定子的需要而专门设计或制造的频率变换器(又称变频器或变换器)或这类频率变换器的部件、构件和子配件。
它们具有下述所有特点:
1.多相输出600—2000Hz;
2.高稳定性(频率控制优于0.1%);
3.低谐波畸变(低于2%);和
4.效率高于80%。
注释
以上所列物项不是直接接触UF6流程气体就是直接控制离心机和直接控制这种气体从离心机到离心机以及从级联到级联的通路。
耐UF6腐蚀的材料包括不锈钢、铝、铝合金、镍或含镍60%(或以上)的合金。
5.3 专门设计或制造用于气体扩散浓缩的组件和部件
按语
用气体扩散法分离铀同位素时,主要的技术组件是一个特制的多孔气体扩散膜、用于冷却(经压缩过程加热的)气体的热交换器、密封阀和控制阀以及管道。由于气体扩散技术使用的是六氟化铀(UF6),所有的设备、管道和仪器仪表(与气体接触的)表面都必须用同UF6接触时能保持稳定的材料制成。一个气体扩散设施需要许多这样的组件,因此其数量是最终使用的一个重要指标。
5.3.1 气体扩散膜
(a)专门设计或制造的由耐UF6腐蚀的金属、聚合物或陶瓷材料制成的很薄的多孔过滤膜,孔的大小为100—1000A(上标。),膜厚5mm(0.2in)(或以下),对于管状膜来说,直径为25mm(1in)(或以下);和
(b)为制造这种过滤膜而专门制备的化合物或粉末。这类化合物和粉末包括镍或含镍60%(或以上)的合金、氧化铝或纯度99.9%(或以上)的耐UF6的完全氟化的烃聚合物,粒度小于10mm。粒度高度均匀。这些都是专门为制造气体扩散膜制备的。
5.3.2 扩散室
专门设计或制造的直径大于300mm(12in)、长度大于900mm(35in)的密闭式圆柱形容器或尺寸相当的矩形容器;该容器有直径均大于50mm(2in)的一个进气管和两个出气管,容器用于容纳气体扩散膜,由耐UF6的材料制成或以其作为衬里,并且设计成便于水平安装和竖直安装的形式。
5.3.3 压缩机和鼓风机
专门设计或制造的轴向离心式或正排量压缩机或鼓风机,其体积吸气能力为1立方米UF6/min(或更大),出口压力高达几百千帕(100psi),设计成在具有或没有适当功率电动机的UF6环境中长期运行。此外,还有这类压缩机或鼓风机的分离组件,这种压缩机和鼓风机的压力比在2∶1和6∶1之间,用耐UF6的材料制成或以其作为衬里。
5.3.4 转动轴封
专门设计或制造的真空密封装置,有密封式进气口和出气口,用于密封把压缩机或鼓风机转子同传动马达连接起来的转动轴,以保证可靠的密封,防止空气渗入充满UF6的压缩机或鼓风机的内腔。这种密封装置通常设计成将缓冲气体泄漏率限制到小于1000立方厘米/min(60in(上标3)/min)。
5.3.5 冷却UF6的热交换器
专门设计或制造的用耐UF6材料(不锈钢除外)制成或以其作为衬里或以铜或这些金属的复合物作衬里的热交换器,在压差为100kPa(15psi)下渗透压力变化率小于10Pa/h(0.0015psi)。
5.4 专门设计或制造的用于气体扩散浓缩的辅助系统、设备和部件
按语
气体扩散浓缩工厂用的辅助系统、设备和部件是向气体扩散组件供应UF6,把单个组件相互联结组成级联(或多级)以便使浓缩度逐步增高并且从各个扩散级联中提取UF6“产品”和“尾料”所需的工厂系统。由于扩散级联的惯性很大,级联运行的任何中断,特别是停车,会导致严重后果。因此,在所有工艺系统中严格持续地保持真空、自动防止事故、准确地自动调节气流对气体扩散工厂是很重要的。所有这一切,使该工厂需要装备大量专用的测量、调节和控制系统。通常UF6从置于高压釜内的圆筒中蒸发,以气态形式经级联集管管路被分配到进口。从出口流出的UF6“产品”和“尾料”气流通过级联集管管路被分配到冷阱或压缩装置,UF6气体在那里液化,然后再进到适当的容器以便运输或贮存。由于一个气体扩散浓缩工厂由排成级联式的大量气体扩散组件组成,所以级联的集管管线有数公里长,含有几千条焊缝而且管道布局大量重复。上述设备、部件和管道系统都按非常高的真空和净度标准制造。
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