DE2741461C2 - Vorrichtung zur Anreicherung von Uranisotopen nach dem Trenndüsen-Verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung zur Anreicherung von Uranisotopen nach dem Trenndüsen-Verfahren, bestehend aus einer Mehrzahl von Trennelementaggregaten, den Trennelementaggregaten vorgeschaiieten, als Kühler ausgelegten Wärmetauschern mit Wärmetauscherrohren, zugeordneten Verdichtern und Gaskanäien für die Zuführung des Ausgangsgases und für die funktionell Integration der Trennelementaggregate zur Trennkaskade, wobei die einzelnen Trennelementaggregate mit ihren in gleicher Höhe angeordneten Wärmetauschern jeweils zu einer Kaskadenstufe zusammengefaßt und die einzelnen Trennelementagjjregate in durch Trennwände gebildeten Abteilungen eines im wesentlichen zylindrischen, auf Stützen aihenden Behälters angeordnet sind. Bei der bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (DE-AS 25 42 296) ist als Behälter eine stehende zylindrische Kolonne mit Kolonnenunterteil, Kolonnenmitte und Kolonnenoberteil vorgesehen, wobei die Abteilungen durch radiale Trennwände gebildet sind und gleichsam Sektoren bilden, In diesen sind die Trennelementaggregate untergebracht. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die Trennelementaggregate, in radialer Richtung betrachtet, außen in den Sektoren, die Kühler gleichsam in Kammern unterhalb der Trennelementaggregat'i und die Verdichter im Kolonnenunterteil angeordnet sind. Die Gaskanälu verlaufen einerseits zentral in den Sektoren sowie im Kolonnenoberteil, andererseits aber als Verbindungskanäle zwischen den Verdichtern, den Kühlern und den zentralen Gaskanälen, Das hat sich an sich bewährt, bringt jedoch bezüglich der Wärmetauscher bauliche Probleme, da nicht mit durchlaufenden Wärmetauscherrohren gearbeitet werden kann und zur Zuführung des Kühlmittels und zur Abführung des Kühlmediums in jeder Abteilung umständliche Maßnahmen erforderlich sind. Die gattungsgemäße Ausführungsform bringt beachtliche Vorteile gegenüber einer weiteren bekannten Ausführungsform (DE-PS 17 94 274), bei der die Trennelementaggregate zwar funktionell zu einer Trennkaskade zusammengeschaltet, aber nicht baulich integriert sind. Hier stehen gleichsam eine Mehrzahl von Behältern nebeneinander, in denen jeweils nur ein Trennelementaggregat untergebracht ist und die folglich nur eine einzige Kaskadenstufe darstellen. Das ist nachteilig, weil ein sehr großer Platzbedarf erforderlich ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß ohne funktioneiie Beeinträchtigung des Trenneffekles die mit Hilfe der Wärmetauscher durchzuführende Kühlung in bezug auf die bauliche Gestaltung und die Auslegung der Wärmetauscher sehr viel einfacher durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß der zylindrische Behälter auf Stützen liegend angeordnet ist und unter dem Behälter die Verdichter ausbaubar montiert sind, daß die Trennwände diametral im zylindrischen Behälter verlaufen und daß die Wärmetauscher über alle Abteilungen durchgeführte, die Trennwände durchdringende Wärmetauscherrohre mit vorgeschalteter Verteilerkammer und nachgeschaltetem Sammler aufweisen.

Die erreichten Vorteile sind darin zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Wärmetauscherrohre der einzelnen Wärmetauscher in den Abteilungen als gerade Rohre durchgeführt werden können. Dabei kann mit einer einzigen Verteilerkammer und einem einzigen Sammler gearbeitet werden, falls sich die Auslegung insgesamt ohne Schwierigkeiten so verwirklichen läßt, daß das Kühlmedium, welches die Wärmetauscherrohre durchfließt, auf seinem Wege durch die Wärmetauscherrohre eine störende Temperaturerhöhung nicht erfährt. Außerdem könnte dazu durch geeignete Ausbildung der Verteilerkammern und Sammler auch so gearbeitet werden, daß in den einzelnen Wärmetauscherrohren das Kühlmedium im Gegenstrom fließt.

Auch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann sehr kompakt gebaut werden, insbes. auch dadurch, daß die Verdichter achsparallel zu dem liegenden Behälter und teils parallel, teils hintereinander angeordnet sind. Der liegende Behälter zeichnet sich durch geringe Bauhöhe aus. Der Anschluß der Verdichter ist erleichtert.

Die bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwirklichte gerade Rohrführung der Wärmetauscherrohre läßt die Anwendung mechanischer Reinigungssysteme zu, so daß auf den Einsatz eines Zwischenkühlkreislaufes verzichtet werden kann. Ferner können schadhafte Rohre auf einfache Weise ausgewechselt und bei der Montage die Rohrplatten-Einschweißungen mittels Durchstrahlungsprüfung überprüft werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Behälter auf Stützen liegend angeordnet. Diese Stützen können endseitig angeordnet und als Schild- oder SchalenstUtzen ausgebildet sein, vorzugsweise so, daß sie im Grundriß zum Behälter hin konkav gestaltet sind.

Das ergibt einen sehr großen Freiraum unter dem liegenden Behälter.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung, teilweise aufgebrochen, eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Die in der Figur dargestellte Vorrichtung dient zur Anreicherung von Uranisotopen nach dem Trenndüsenverfahren. In ihrem grundsätzlichen Aufbau besteht sie aus einer Mehrzahl von Trennelementaggregaten 1, den Trennelementaggregaten ί vorgeschalteten, als Kühler ausgelegten Wärmetauschern 2 mit Wännetauscherrohren 3, zugeordneten Verdichtern 4 und Gaskanälen 5 für die Zuführung des Ausgangsgases und für die funktionell Integration der Trennelementaggregate 1 zur Trennkaskade. Dabei sind die einzelnen Trennelementaggregate 1 mit ihren Wärmetauschern 2 jeweils zu einer Kaskadenstufe 6 zusammengefaßt Die einzelnen Kaskadenstufen 6 sind in Abteilungen 7 eines im wesentlichen zylindrischen Behälters 8 angeordnet Unter dem Behälter 8 sind die Verdichter 4 ausbaubar angeordnet Es versteht sich von selbst daß die Verdichter 4 dazu mit entsprechenden Stutzen 9 versehen sind und daß von den Verdichtern 4 Anschlußrohrstutzen als Gaskanäle 5 zu den Abteilungen 7 führen, wobei im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung die Verbindungsflansche 10 zwischen den Stutzen 9 an den Verdichtern 5 und den Anschlußrohrstutzen 5 alle auf gleichem Niveau liegen.

Erfindungsgemäß ist der zylindrische Behälter 8 auf endseitigen Stützen 11 liegend angeordnet Die Abteilungen 7 sind durch diametrale Trennwände 12 gebildet. In den Abteilungen 7 sind alle Wärmetauscher 2 in gleicher Höhe angeordnet Im übrigen sind die Wärmetauscherrohre 3 über alle Abteilungen 7 durchgeführt Sie durchdringen also die diametralen Trennwände 12, Vorgeschaltet ist den Wärmetauscherrohren 3 eine übliche Verteilerkammer 13, nachgeschaltet ist ein Sammler. Im übrigen können die Wärmetauscher 2, bei geeigneter Auslegung der Verteilerkammer 13 bzw. des Sammlers, funktionell so geschaltet sein, wie es die angestrebte Kühlleistung erfordert

ίο Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Verdichter 4 achsparallel zum liegenden Behälter 8 unter diesem angeordnet und liegen die Verdichter 4 teils parallel, teils hintereinander.

Die Figur zeigt auch insoweit ein bevorzugtes

Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung, als die Stützen 11, auf denen der Behälter 8 liegend angeordnet ist endseitig angeordnet und als Schildoder Schalenstützen ausgebildet sind; dazu sind die Stützen 11 in Grundriß zum Behälter 8 hin konkav gestaltet. Die Funktionsweise der .».n der Figur dargestellten Vorrichtung zur Anreicherung von

Uranisotropen nach dem Trenndüsen-Verfahren ist

folgende:

Der erste Verdichter 4 verdichtet das Ausgangsgas,

welches den nachgeschalteten Wärmetauscher 2 und das zugeordnete Trennelementaggregat 1 durchströmt. Die leichte Fraktion verläßt das Trennelementaggregat 1 entsprechend der Pfeilrichtung 14, mischt sich mit der zugehörigen schweren Fraktion und wird über einen der Gaskanäle 5 dem Stutzen 9 des nächsten Verdichters 4 zugeführt Die schwere Fraktion tritt entsprechend der Pfeilrichtung 15 aus den Trennelementaggregaten 1 aus und wird über einen Gasverteiler der entsprechenden leichten Fraktion beigemischt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Anreicherung von Uranisotopen nach dem Trenndüsen-Verfahren, bestehend aus einer Mehrzahl von Trennelementaggregaten, den Trennelementaggregaten vorgeschalteten, als Kühler ausgelegten Wärmetauschern mit Wärmetauscherrohren, zugeordneten Verdichtern und Gaskanälen für die Zuführung des Ausgangsgases und für die funktioneile Integration der Trennelementaggregate zur Trennkaskade, wobei die einzelnen Trennelementaggregate mit ihren in gleicher Höhe angeordneten Wärmetauschern jeweils zu einer Kaskadenstufe zusammengefaßt und die einzelnen Trennelementaggregate in durch Trennwände gebildeten Abteilungen eines im wesentlichen zylindrischen, auf Stützen ruhenden Behälters angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Behälter (8) auf Stützen (11) liegend angeordnet ist und unter dem Behälter (8) die Verdichter ausbaubar montiert sind, daß die Trennwände (12) diametral im zylindrischen Behälter (8) verlaufen und daß die Wärmetauscher (2) über alle Abteilungen durchgeführte, die Trennwände (12) durchdringende Wärmetauscherrohre (3) mit vorgeschalteter Verteilerkammer (13) und nachgeschaltetem Sammler aufweisen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichter (4) achsparallel zu dem liegenden Behälter (8) und teils parallel, teils hintereinander ε-geordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch » oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen (11) endseitig angeordnet und als Schild- oder Schalenstützen ausgebildet sind.