СИСТЕМА ПАРООБРАЗОВАНИЯ Российский патент 2010 года по МПК G21F9/00 F22B3/00 

Уровень техники

Изобретение, в общем, относится к системам парообразования и, более конкретно, к способам и устройству для управления системами парообразования.

Известные преобразовательные системы используются, чтобы обрабатывать вредные материалы или отходы в безопасные или пригодные для использования материалы. По меньшей мере, некоторые известные преобразовательные системы используются, чтобы обрабатывать обогащенный уран или гексафторид урана (UF6), содержащийся в транспортных цилиндрах. Эти известные системы включают систему парообразования, чтобы нагревать и испарять материал в цилиндрах в газовое состояние. В газовом состоянии материал направляется из цилиндров в конверсионный реактор с тем, чтобы материал мог быть обработан в пригодную для использования форму.

По меньшей мере, некоторые из этих известных систем преобразования включают первый автоклав и второй автоклав для обработки первого цилиндра и второго цилиндра соответственно. Кроме того, множество проточных линий и проточных клапанов подсоединены к каждому автоклаву для направления газообразного пара в конверсионный реактор. При работе этих известных систем парообразования первый цилиндр нагревается в первом автоклаве, а материал в первом цилиндре направляется через систему парообразования. Второй цилиндр подогревается и подготавливается к использованию. После того, как поток и давление из первого цилиндра уменьшаются ниже заранее определенной величины, проточные клапаны, управляющие направлением пара из первого цилиндра, выключаются. Тем не менее, небольшая часть материала остается в проточных линиях и первом цилиндре. Поэтому открываются дополнительные проточные клапаны, чтобы направить оставшийся пар в первом цилиндре, также называемом пятой, в охлаждаемую ловушку. Конкретно, охлаждаемая ловушка работает при температуре ниже температуры конденсации UF6 и ниже температуры первого автоклава и, по существу, создается вакуум, чтобы направлять оставшийся пар в первом цилиндре в охлаждаемую ловушку. Процесс в охлаждаемой ловушке выполняют до тех пор, пока первый цилиндр не становится пустым. После того, как первый цилиндр становится пустым, первый цилиндр извлекают из первого автоклава и заменяют на новый цилиндр. В то время как оставшийся газ из первого цилиндра направляется в охлаждаемую ловушку, проточные клапаны для управления паром из второго цилиндра открываются. По существу, второй цилиндр опустошается таким же образом, что и газ из первого цилиндра.

В этих известных системах парообразования непрерывный цикл обработки цилиндров гексафторида урана в первом автоклаве и втором автоклаве выполняют до тех пор, пока охлаждаемая ловушка не будет наполнена. После того, как охлаждаемая ловушка наполнится, охлаждаемая ловушка обрабатывается таким же образом, что и транспортные цилиндры, чтобы опустошать охлаждаемую ловушку. Конкретно, охлаждаемая ловушка нагревается, и материал в охлаждаемой ловушке испаряется. Пар из охлаждаемой ловушки направляется через множество проточных линии в конверсионный реактор.

В этих известных системах парообразования в конверсионный реактор направляется нулевой поток пара на время, когда система переключается с обработки первого автоклава на обработку второго автоклава, и наоборот. Кроме того, в конверсионный реактор направляется нулевой поток пара на время, когда система переключается с обработки автоклавов на обработку охлаждаемой ловушки. Конкретно, чтобы переключиться между различными процессами, может потребоваться от нескольких минут до нескольких часов. По существу, конверсионный реактор не используется в это время. Кроме того, в этих известных системах парообразования качество продукта, генерируемого из процесса конверсии в конверсионном реакторе, изменяется вследствие прерывистого потока парообразного гексафторида урана. Конкретно, на качество продукта влияет давление, скорость протекания и концентрация гексафторида урана в паре. Каждый из этих факторов может оказывать влияние при переключении обработки, которое осуществляется в известных системах парообразования.

Сущность изобретения

Техническим результатом согласно заявленному изобретению является создание эффективной системы парообразования для обеспечения постоянного потока пара, который направляется в конверсионный реактор, таким образом уменьшая время задержки или время запаздывания процесса конверсии и увеличение быстроты работы всей системы.

В одном аспекте предусмотрен способ управления системой парообразования, включающей первый цилиндр, второй цилиндр и направленного во всасывающее отверстие, и направление парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие. Способ также включает испарение гексафторида урана во втором цилиндре и направление парообразного гексафторида урана во втором цилиндре в подвижное отверстие эдуктора, когда поток гексафторида урана, направляемого во всасывающее отверстие, находится ниже заранее определенной величины.

В другом аспекте предусмотрена система парообразования. Система парообразования включает первый цилиндр, выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы быть испаренным в первом цилиндре, и второй цилиндр, выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы быть испаренным во втором цилиндре. Система парообразования также содержит эдуктор, находящийся в сообщении по потоку с первыми подводящими линиями, проходящими между первым цилиндром и эдуктором, и второй подводящей линией 58s, проходящей между вторым цилиндром и эдуктором. Первые подводящие линии выполнены для направления парообразного гексафторида урана из первого цилиндра в эдуктор, а вторая подводящая линия 58s выполнена для направления парообразного гексафторида урана из второго цилиндра в эдуктор. Система парообразования дополнительно включает множество клапанов, выполненных для управления потоком парообразного гексафторида урана в системе парообразования.

В еще другом аспекте предусмотрена система парообразования для направления гексафторида урана из цилиндра. Система парообразования включает первый цилиндр, выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы быть испаренным в первом цилиндре, и второй цилиндр, выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы быть испаренным во втором цилиндре. Система гексафторида также включает эдуктор, находящийся в сообщении по потоку с первым и вторым цилиндрами, при этом эдуктор включает всасывающее отверстие, подвижное отверстие и выпускное отверстие. Система парообразования дополнительно включает контроллер подачи на всасывании для мониторинга и управления потока во всасывающее отверстие и контроллер потока всасывания для контролирования и управления потоков в подвижное отверстие. Система парообразования также включает множество первых клапанов, выполненных для управления потоком парообразного гексафторида урана из первого цилиндра к, по меньшей мере, одному из всасывающего отверстия и движущего отверстия, и контроллер для управления потоком парообразного гексафторида урана из первого и второго цилиндров.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схематическая блок-схема системы парообразования в одном режиме работы.

Фиг.2 - схематическая блок-схема системы парообразования, показанной на фиг.1, в другом режиме работы.

Фиг.3 - схематическая блок-схема системы парообразования, показанной на фиг.1, в дополнительном режиме работы.

Фиг.4 - схематическая блок-схема системы парообразования, показанной на фиг.1, в еще одном режиме работы.

Подробное описание изобретения

Ниже описаны способы и системы обработки вредных материалов или отходов из гексафторида урана (UF6) в безопасные или пригодные для использования материалы. Способы и системы используют конверсионный реактор для обработки материала UF6. Конкретно, конверсионный реактор трансформирует парообразный материал UF6 в твердую пыль. Описанные ниже системы парообразования обеспечивают преимущества по сравнению с известными системами парообразования, поскольку описанные системы обеспечивают непрерывное равномерное протекание парообразного UF6 в конверсионный реактор.

Фиг.1 - схематическая блок-схема системы 20 парообразования в.одном режиме работы. Система 20 парообразования включает первый автоклав 22 и второй автоклав 24. Источник материала UP6 размещен в каждом автоклаве 22 и 24 для обработки. В этом варианте осуществления источником материала является транспортный цилиндр материала UF6. Конкретно, первый цилиндр 26 размещен в первом автоклаве 22, а второй цилиндр 28 размещен во втором автоклаве 24. Первый и второй автоклавы 22 и 24 используются для нагревания первого и второго цилиндров 26 и 28 соответственно, так чтобы материал, находящийся в контейнерах 26 и 28, преобразовывался в газообразное или парообразное состояние. Пар затем направляется через систему 20 парообразования, как подробнее описано ниже. Конкретно, пар направляется в конверсионный реактор 30, где пар обрабатывается в пригодный для использования материал. Помимо этого, контроллер (не показан) оперативно подсоединен к различным элементам системы 20 парообразования, так чтобы контроллер управлял работой различных элементов. По существу, различные элементы могут работать как единая система.

Система 20 парообразования включает эдуктор 32. Пар из первого цилиндра 26 и второго цилиндра 28 направляется через эдуктор 32 в конверсионный реактор 30. В этом варианте осуществления эдуктор 32 включает всасывающее отверстие 34, подвижное отверстие 36 и выпускное отверстие 38.

Система 20 парообразования включает первую подводящую подсистему 40 и вторую подводящую подсистему 42. Первая подводящая подсистема 40 обеспечивает подачу потока пара из первого цилиндра 26 в эдуктор 32. Вторая подводящая подсистема 42 обеспечивает подачу потока пара из второго цилиндра 28 в эдуктор 32.

Первая подводящая подсистема 40 включает первую подводящую линию 44, подсоединенную в сообщении по потоку с первым цилиндром 26. В этом варианте осуществления проточный клапан 46 первой подводящей линии подсоединен к первой подводящей линии 44. Проточный клапан 46 управляет потоком пара в первой подводящей линии 44. В этом варианте осуществления проточный клапан 46 оперативно подсоединен к контроллеру. В одном варианте осуществления манометр 48 подсоединен к первой подводящей линии 44 для контролирования давления пара в первой подводящей линии 44. Первая подводящая подсистема 40 также включает первую всасывающую подводящую линию 50, подсоединенную в сообщении по потоку с первой подводящей линией 44. В этом варианте осуществления, по меньшей мере, один проточный клапан 52 первой всасывающей подводящей линии подсоединен к первой всасывающей подводящей линии 50. Проточный клапан 52 управляет потоком пара в первой всасывающей подводящей линии 50. В этом варианте осуществления проточный клапан 52 оперативно подсоединен к контроллеру. Первая подводящая подсистема 40 также включает первую подводящую подающую линию 54, подсоединенную в сообщении по потоку с первой подводящей линией 44. В этом варианте осуществления, по меньшей мере, один проточный клапан 56 первой подающей подводящей линии подсоединен к первой подающей подводящей линии 54. Проточный клапан 56 управляет потоком пара в первой подающей подводящей линии 54. В этом варианте осуществления проточный клапан 56 оперативно подсоединен к контроллеру.

Вторая подводящая подсистема 42 включает вторую подводящую линию 58, подсоединенную в сообщении по потоку со вторым цилиндром 28. В этом варианте осуществления проточный клапан 60 второй подводящей линии подсоединен ко второй подводящей линии 58. Проточный клапан 60 управляет потоком пара во второй подводящей линии 58. В этом варианте осуществления проточный клапан 60 оперативно подсоединен к контроллеру. В одном варианте осуществления манометр 62 подсоединен ко второй подводящей линии 58 для контролирования давления пара во второй подводящей линии 58. Вторая подводящая подсистема 42 также включает вторую всасывающую подводящую линию 64, подсоединенную в сообщении по потоку со второй подводящей линией 58. В этом варианте осуществления, по меньшей мере, один проточный клапан 66 второй всасывающей подводящей линии подсоединен ко второй всасывающей подводящей линии 64. Проточный клапан 66 управляет потоком пара во второй всасывающей подводящей линии 64. В этом варианте осуществления проточный клапан 66 оперативно подсоединен к контроллеру. Вторая подводящая подсистема 42 также включает вторую подающую подводящую линию 68, подсоединенную в сообщении по потоку со второй подводящей линией 58. В этом варианте осуществления, по меньшей мере, один проточный клапан 69 второй подающей подводящей линии подсоединен ко второй подающей подводящей линии 68. Проточный клапан 69 управляет потоком пара во второй подающей подводящей линии 68. В этом варианте осуществления проточный клапан 69 оперативно подсоединен к контроллеру.

В этом варианте осуществления первая и вторая подводящие подсистемы 40 и 42 включают множество общих подводящих линий. Конкретно, первая и вторая подводящие подсистемы 40 и 42 включают общую всасывающую подводящую линию 70 и общую подающую подводящую линию 72. В одном варианте осуществления первая и вторая подводящие подсистемы 40 и 42 также включают общую линию 74 с охлаждающей ловушкой.

Общая всасывающая подводящая линия 70 находится в сообщении по потоку с первой и второй всасывающими подводящими линиями 50 и 64. Кроме того, общая всасывающая подводящая линия 70 находится в сообщении по потоку с всасывающим отверстием 34 эдуктора. По существу, парообразный газ может протекать из первого цилиндра 26 через первую подводящую линию 44, первую всасывающую подводящую линию 50, общую всасывающую подводящую линию 70 и в эдуктор 32 через всасывающее отверстие 34. Кроме того, парообразный газ может протекать из второго цилиндра 28 через вторую подводящую линию 58, вторую всасывающую подводящую линию 64, общую всасывающую подводящую линию 70 и в эдуктор 32 через всасывающее отверстие 34. В этом варианте осуществления контроллер 76 подачи в общей всасывающей подводящей линии подсоединен к общей всасывающей подводящей линии 70. Контроллер 76 подачи отслеживает и управляет потоком и/или давлением пара в общей всасывающей подводящей линии 70. В этом варианте осуществления контроллер 76 подачи оперативно подсоединен к контроллеру.

Общая подающая подводящая линия 72 находится в сообщении по потоку с первой и второй подающими подводящими линиями 54 и 68. Кроме того, общая подающая подводящая линия 72 находится в сообщении по потоку с подающим отверстием 36 эдуктора. По существу, парообразный газ может протекать из первого цилиндра 26 через первую подводящую линию 44, первую подающую подводящую линию 54, общую подающую подводящую линию 72 и в эдуктор 32 через подающее отверстие 36. Кроме того, парообразный газ может протекать из второго цилиндра 28 через вторую подводящую линию 58, вторую подающую подводящую линию 68, общую подающую подводящую линию 72 и в эдуктор 32 через подводящее отверстие 36. В этом варианте осуществления контроллер 78 подачи на общей подающей подводящей линии подсоединен к общей подающей подводящей линии 72. Контроллер 78 подачи отслеживает и управляет потоком и/или давлением пара в общей подающей подводящей линии 72. В этом варианте осуществления контроллер 78 подачи оперативно подсоединен к контроллеру.

В одном варианте осуществления система 20 парообразования включает охлаждающую ловушку 80. Охлаждающая ловушка 80 облегчает сбор пара для хранения. Охлаждающая ловушка 80 работает при более низкой температуре, чем первый или второй автоклав 22 или 24. По существу, более низкая температура создает вакуум для направления пара из первого или второго цилиндров 26 или 28. В одном варианте осуществления общая линия 74 с охлаждающей ловушкой находится в сообщении по потоку с охлаждающей ловушкой 80. Кроме того, общая линия 74 с охлаждающей ловушкой находится в сообщении по потоку с первой и второй подводящими подсистемами 40 и 42. Конкретно, общая линия 74 с охлаждающей ловушкой находится в сообщении по потоку с первой подающей подводящей линией 54 и второй подающей подводящей линией 68, так что пар из первого и второго цилиндров 26 и 28 соответственно, может быть направлен в охлаждающую ловушку 80. В альтернативном варианте осуществления общая линия 74 с охлаждающей ловушкой находится в сообщении по потоку с первой и второй подводящей линией 58s. В другом альтернативном варианте осуществления общая линия 74 с охлаждающей ловушкой находится в сообщении по потоку с первой всасывающей подводящей линией 50 и второй всасывающей подводящей линией 64. Проточный клапан 82 линии с охлаждающей ловушкой подсоединен к общей линии 74 с охлаждающей ловушкой. Проточный клапан 82 управляет потоком пара в общей линии 74 с охлаждающей ловушкой.

В альтернативном варианте осуществления первая и вторая подводящие подсистемы 40 и 42 выполнены без каких-либо общих линий. Вместо этого первая всасывающая подводящая линия 50 напрямую подсоединена к эдуктору 32, и вторая подводящая линия 58 напрямую подсоединена к эдуктору 32. Кроме того, первая подающая подводящая линия 54 напрямую подсоединена к эдуктору 32, и вторая подающая подводящая линия 68 напрямую подсоединена к эдуктору 32. В одном варианте осуществления первая и вторая всасывающие подводящие линии 50 и 64 подсоединены к всасывающему отверстию 34, а первая и вторая подающие подводящие линии 54 и 68 подсоединены к подводящему отверстию 36. В альтернативном варианте осуществления первая всасывающая подводящая линия 50 подсоединена к первому всасывающему отверстию (не показано), первая подающая подводящая линия 54 подсоединена к первому подводящему отверстию (не показано), вторая всасывающая подводящая линия 64 подсоединена ко второму всасывающему отверстию (не показано), и вторая всасывающая подводящая линия 64 подсоединена ко второму всасывающему отверстию (не показано).

В этом варианте осуществления выпускное отверстие 38 подсоединено к выпускной линии 84, проходящей между эдуктором 32 и конверсионным реактором 30. По существу, конверсионный реактор 30 находится в сообщении по потоку с первым и вторым цилиндрами 26 и 28 посредством выпускной линии 84. В одном варианте осуществления выпускная линия 84 включает проточный клапан 86 выпускной линии для управления потоком пара через проточный клапан 86 выпускной линии. В этом варианте осуществления проточный клапан 86 оперативно подсоединен к контроллеру.

При работе пар из первого и второго цилиндров 26 и 28 направляется через систему 20 парообразования в конверсионный реактор 30. В режиме работы, показанном на фиг.1, пар из первого цилиндра 26 направляется в конверсионный реактор 30. Конкретно, первый автоклав 22 подогревает первый цилиндр 26 до заранее определенной температуры, чтобы преобразовывать материал в первом цилиндре 26 в пар. В этом варианте осуществления проточный клапан 46 первой подводящей линии находится в открытом положении, чтобы обеспечить протекание пара через первую подводящую линию 44, а клапан первой всасывающей подводящей линии 50 находится в открытом положении, чтобы обеспечить протекание пара через первую всасывающую подводящую линию 50. Первая подающая подводящая линия 54 находится в закрытом положении с тем, чтобы пар не протекал через первую подающую подводящую линию 54. Кроме того, проточные клапаны 60, 66 и 69, связанные со второй подводящей подсистемой 42, закрыты с тем, чтобы пар из второго цилиндра 28 не протекал в эдуктор 32. Кроме того, контроллер подачи 76 на подводящей линии отслеживает протекание пара через общую всасывающую подводящую линию 70 и ориентирован, чтобы разрешать заранее определенную скорость протекания пара через общую всасывающую подводящую линию 70 в эдуктор 32.

При работе пар из первого цилиндра 26 непрерывно направляется в эдуктор 32. Кроме того, контроллер 76 подачи непрерывно отслеживает скорость протекания и давление пара и обеспечивает непрерывное равномерное протекание пара в эдуктор 32. В одном варианте осуществления контроллер 76 подачи разрешает скорость протекания примерно сто килограммов в час, тем не менее, скорость протекания может быть больше или меньше, чем примерно сто килограммов в час, в зависимости от варианта применения. Пар направляется из эдуктора 32 через выпускную линию 84 в конверсионный реактор 30. Тем не менее, поскольку количество материала в первом цилиндре 26 постоянно уменьшается, давление пара, направляемого в контроллер 76 подачи, также уменьшается. После того, как давление достигает заранее определенного уровня, дополнительный пар должен быть направлен в эдуктор 32, чтобы облегчить поддержание непрерывного равномерного протекания пара в конверсионный реактор 30. По существу, контроллер изменяет режим работы системы 20 парообразования и подает UF6, чтобы поддерживать скорость протекания в конверсионный реактор 30 из второго цилиндра 28, как подробнее описано ниже. В одном варианте осуществления пар из первого цилиндра 26 направляется в конверсионный реактор 30 в течение примерно 20-30 часов до того, как меняется режим работы.

Фиг.2 - схематическая блок-схема системы 20 парообразования в измененном режиме работы. В режиме работы, показанном на фиг.2, пар из первого и второго цилиндров 26 и 28 направляется в конверсионный реактор 30. Конкретно, первый цилиндр 26 продолжает обеспечивать подачу пара в эдуктор 32, как описано выше, и эдуктор 32 обеспечивает создание вакуума в общей всасывающей подводящей линии 70, так чтобы практически весь материал в первом цилиндре 26 был откачан из первого цилиндра 26, тем самым устраняя необходимость в охлаждающей ловушке 80. Кроме того, пар непрерывно подается в конверсионный реактор 30, тем самым исключая простои конверсионного реактора 30.

При работе второй автоклав 24 нагревает второй цилиндр 28 до заранее определенной температуры, чтобы преобразовать материал во втором цилиндре 28 в пар. В этом варианте осуществления второй цилиндр 28 нагревается перед уменьшением давления пара в первом цилиндре 26. Конкретно, когда давление в контроллере 76 подачи на общей всасывающей подводящей линии равно заранее определенной величине, контроллер подает сигнал второму автоклаву 24, чтобы начать нагревание второго цилиндра 28. В одном варианте осуществления второй цилиндр 28 нагревается в течение примерно 10-15 часов.

В этом варианте осуществления всасывающий клапан второй подводящей линии 58 находится в открытом положении, чтобы обеспечить протекание пара через вторую подводящую линию 58, а клапан подающей подводящей линии 68 находится в открытом положении, чтобы обеспечить протекание пара через вторую подающую подводящую линию 68. Вторая всасывающая подводящая линия 64 находится в закрытом положении с тем, чтобы пар не протекал через вторую всасывающую подводящую линию 64. По существу, пар направляется через вторую подводящую линию 58, вторую подающую подводящую линию 68 и общую подающую подводящую линию 72 в эдуктор 32, где пар из второго цилиндра 28 смешивается с паром из первого цилиндра 26. Смешанный пар направляется из эдуктора 32 через выпускную линию 84 в конверсионный реактор 30. В одном варианте осуществления объединенная скорость протекания составляет примерно сто килограммов в час, тем не менее, скорость протекания может быть больше или меньше, чем примерно сто килограммов в час, в зависимости от варианта применения.

Контроллеры 76 и 78 подачи на всасывающих и подающих подводящих линиях отслеживают поток пара через соответствующие общие всасывающие и подающие подводящие линии 70 и 72. В этом варианте осуществления контроллер 78 подачи на подающей подводящей линии ориентирован, чтобы разрешить заранее определенную скорость протекания пара через общую подающую подводящую линию 72 в эдуктор 32. Конкретно, по мере того как давление и/или скорость протекания пара, направляемого через общую всасывающую подводящую линию 70 из первого цилиндра 26, уменьшается, давление и/или скорость протекания пара/ направляемого через общую всасывающую подводящую линию 72 из первого цилиндра 28, увеличивается на соответствующую величину. По существу, непрерывное равномерное давление и скорость протекания пара направляется в эдуктор 32 и конверсионный реактор 30. Кроме того, по мере того как скорость протекания из общей подающей подводящей линии 72 увеличивается, вакуум, созданный в общей всасывающей подводящей линии 70, также увеличивается. По существу, практически весь пар из первого цилиндра 26 откачивается через эдуктор 32. После того, как контроллер 76 подачи определяет, что скорость протекания находится ниже заранее определенной величины, например, примерно ноль килограмм в час, контроллер изменяет режим работы системы 20 парообразования, как подробнее описано ниже.

Фиг.3 - схематическая блок-схема системы 20 парообразования в другом измененном режиме работы. В режиме работы, показанном на фиг.3, пар из второго цилиндра 28 направляется в конверсионный реактор 30. Проточный клапан 60 второй подводящей линии и проточный клапан 69 второй подающей подводящей линии по-прежнему находятся в открытом положении, чтобы обеспечить протекание пара через вторую подающую подводящую линию 68. Кроме того, вторая всасывающая подводящая линия 64 переводится в открытое положение, так чтобы пар протекал через вторую всасывающую подводящую линию 64 в общую всасывающую подводящую линию 70. Кроме того, проточные клапаны, связанные с первой подводящей подсистемой 40, закрыты с тем, чтобы пар из первого цилиндра 26 не протекал в эдуктор 32. По существу, пар направляется через вторую подводящую линию 58, вторую подающую подводящую линию 68, общую подающую подводящую линию 72, вторую всасывающую подводящую линию 64 и общую всасывающую подводящую линию 70 в эдуктор 32. Пар из общей подающей подводящей линии 72 и общей всасывающей подводящей линии 70 смешивается в эдукторе 32, и смешанный пар направляется из эдуктора 32 через выпускную линию 84 в конверсионный реактор 30. В одном варианте осуществления объединенная скорость протекания составляет примерно сто килограммов в час, тем не менее, скорость протекания может быть больше или меньше, чем примерно сто килограммов в час, в зависимости от варианта применения.

При работе скорости протекания в подводящей и всасывающей подающих линиях 72 и 70 могут быть изменены соответствующими контроллерами 78 и 76 подачи. Конкретно, в этом варианте осуществления объединенные скорости протекания контроллеров 76 и 78 подачи остаются постоянными с тем, чтобы скорость протекания в эдуктор 32 и конверсионный реактор 30 оставалась непрерывной и равномерной. По существу, в режиме работы, показанном на фиг.3, скорость протекания в контроллере 78 подачи постепенно уменьшается, а скорость протекания в контроллере 76 подачи постепенно увеличивается, при этом сохраняя постоянной объединенную скорость протекания. После того, как контроллер 78 потока определяет, что скорость протекания находится ниже заранее определенной величины, например, примерно ноль килограммов в час, контроллер изменяет режим работы системы 20 парообразования, как подробнее описано ниже.

Фиг.4 - схематическая блок-схема примерной системы 20 парообразования в дополнительном измененном режиме работы. В режиме работы, показанном на фиг.4, пар из второго цилиндра 28 направляется в конверсионный реактор 30. В этом варианте осуществления проточный клапан второй подводящей линии 58 находится в открытом положении, чтобы обеспечить протекание пара через вторую подводящую линию 58, а клапан второй всасывающей подводящей линии 64 находится в открытом положении, чтобы обеспечить протекание пара через вторую всасывающую подводящую линию 64. Вторая подающая подводящая линия 68 находится в закрытом положении с тем, чтобы пар не протекал через вторую подающую подводящую линию 68. Кроме того, проточные клапаны 46, 52 и 56, связанные с первой подводящей подсистемой 40, закрыты с тем, чтобы пар из первого цилиндра 26 не протекал в эдуктор 32. Более того, контроллер подачи 76 на подводящей линии отслеживает протекание пара через общую всасывающую подводящую линию 70 и ориентирован, чтобы разрешить заранее определенную скорость протекания пара через общую всасывающую подводящую линию 70 в эдуктор 32.

При работе пар из второго цилиндра 28 непрерывно направляется в эдуктор 32. Кроме того, контроллер 76 подачи непрерывно отслеживает скорость протекания и давление пара и обеспечивает непрерывное равномерное протекание пара в эдуктор 32. В одном варианте осуществления контроллер 76 подачи разрешает скорость протекания примерно сто килограммов в час, тем не менее, скорость протекания может быть больше или меньше, чем примерно сто килограммов в час, в зависимости от варианта применения. Пар направляется из эдуктора 32 через выпускную, линию 84 в конверсионный реактор 30.

В режиме работы, показанном на фиг.4, система 20 парообразования работает практически таким же образом, что и система 20 парообразования, управляемая в режиме работы, показанном на фиг.1, тем не менее, система 20 парообразования направляет пар из второго цилиндра 28, а не из первого цилиндра 26. По существу, система 20 парообразования управляется таким образом, чтобы направлять пар из второго цилиндра 28 в конверсионный реактор 30.

Поскольку количество материала во втором цилиндре 28 постоянно уменьшается, давление пара, направляемого в контроллер 76 подачи, также уменьшается. После того, как давление достигает заранее определенного уровня, дополнительный пар должен быть направлен в эдуктор 32, чтобы обеспечить поддержание непрерывного равномерного протекания пара в конверсионный реактор 30. По существу, контроллер изменяет режим работы системы 20 парообразования и обеспечивает потребление из первого цилиндра 26.

Вышеописанная система парообразования для направления гексафторида урана из цилиндра работает экономично и надежно. Система парообразования включает эдуктор, имеющий всасывающее отверстие и подводящее отверстие. Система парообразования также включает первый и второй автоклавы для обработки первого и второго цилиндров гексафторида урана. Каждый цилиндр находится в сообщении по потоку с всасывающим отверстием и подводящим отверстием. Цилиндры альтернативно обрабатываются системой парообразования, так чтобы непрерывный равномерный поток парообразного материала подавался в конверсионный реактор. Конкретно, множество клапанов соединены по проточным линиям вентиляционной системы, чтобы управлять протеканием пара через систему парообразования. По мере того как первый цилиндр опустошается во всасывающем отверстии эдуктора и скорость протекания из первого цилиндра уменьшается ниже заранее определенного уровня, второй цилиндр обрабатывается и пар из второго цилиндра направляется в подводящее отверстие эдуктора. По мере того как скорость протекания пара, направляемого через подводящее отверстие, увеличивается, создается вакуум во всасывающем отверстии, и оставшаяся часть пара в первом цилиндре откачивается. По существу, непрерывный поток пара может быть направлен в конверсионный реактор, тем самым уменьшая время запаздывания или простой процесса конверсии и увеличивая общую оперативность системы. В результате система парообразования облегчает обеспечение непрерывного и равномерного потока парообразного материала в конверсионный реактор, тем самым увеличивая количество пригодного для использования продукта, генерируемого процессом конверсии в конверсионном реакторе.

Выше подробно описаны примерные варианты осуществления систем и способов парообразования. Системы и способы не ограничены описанными в данном документе конкретными вариантами осуществления, скорее, элементы каждой системы могут быть использованы независимо и отдельно от описанных здесь других элементов, и этапы и способы могут быть использованы независимо и отдельно от других описанных здесь этапов.

Хотя изобретение раскрыто на примерах различных конкретных вариантов осуществления, специалисты в данной области техники могут признать, что изобретение может быть использовано на практике с модификациями в рамках сущности и объема формулы изобретения.

Изобретение, в общем, относится к системам парообразования и, более конкретно, к способам и устройству для управления системами парообразования. Сущность изобретения: система (20) парообразования, включающая первый цилиндр (26), второй цилиндр (28) и эдуктор (32), имеющий всасывающее отверстие (34), подвижное отверстие (36) и выпускное отверстие (38), выполненный с возможностью приема непрерывной подачи парообразного гексафторида урана от первого цилиндра и/или второго цилиндра и направляющий непрерывный поток парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие, конверсионный реактор (30), множество клапанов (46, 52, 56, 60, 66, 69) для управления потоком парообразного гексафторида урана в системе парообразования, содержащей, по меньшей мере, один контроллер (76) подачи, который подсоединен к первой подводящей линии (44, 50, 54) для управления протеканием парообразного гексафторида урана в эдуктор (32), и, по меньшей мере, один контроллер (78) подачи, подсоединенный ко вторым подводящим линиям (58, 64, 68) для управления протеканием парообразного гексафторида урана в эдуктор. Контроллер (76) выполнен с возможностью непрерывного отслеживания скорости протекания и давления пара и обеспечения непрерывного равномерного протекания пара в эдуктор. Система парообразования для направления гексафторида урана из цилиндра содержит первый цилиндр, второй цилиндр, эдуктор, контроллер всасывающего потока для мониторинга и управления потоком во всасывающее отверстие, контроллер для мониторинга и управления потоком в подводящее отверстие, множество первых клапанов, выполненных для управления потоком парообразного гексафторида урана от указанного первого цилиндра к всасывающему отверстию и/или подводящему отверстию, множество вторых клапанов, выполненных для управления потоком парообразного гексафторида урана от указанного второго цилиндра к всасывающему отверстию и/или подводящему отверстию, контроллер для управления потоком парообразного гексафторида урана из указанных первого и второго цилиндра, причем контроллер всасываемого потока выполнен с возможностью непрерывного отслеживания скорости протекания и давления пара и обеспечения непрерывного равномерного протекания пара в эдуктор, а также контроллер всасываемого потока выполнен с возможностью подачи сигнала для начала нагревания второго цилиндра, причем множество клапанов выполнены с возможностью управления протекания парообразного гексафторида урана через ситему парообразования так, что указанный эдуктор выполнен с возможностью приема непрерывной подачи парообразного гексафторида урана от первого и/или второго цилиндров и за счет этого направления непрерывного потока парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие. Техническим результатом изобретения является обеспечение постоянного потока пара, который направляется в конверсионный реактор, таким образом уменьшая время задержки или время запаздывания процесса конверсии и увеличение быстроты работы всей системы. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Система (20) парообразования, содержащая
первый цилиндр (26), выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы испаряться в первом цилиндре,
второй цилиндр (28), выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы испаряться во втором цилиндре;
эдуктор (32), находящийся в сообщении по потоку с первыми подводящими линиями (44, 50, 54), проходящими между первым цилиндром и эдуктором, и вторыми подводящими линиями (58, 64, 68), проходящими между вторым цилиндром и эдуктором, причем первые подводящие линии выполнены таким образом, чтобы направлять парообразный гексафторид урана из первого цилиндра в эдуктор, а вторые подводящие линии выполнены таким образом, чтобы направлять парообразный гексафторид урана из второго цилиндра в эдуктор; и
множество клапанов (46, 52, 56, 60, 66, 69), выполненных для управления потоком парообразного гексафторида урана в системе парообразования;
конверсионный реактор (30) для обработки парообразного гексафторида урана, причем конверсионный реактор находится в сообщении по потоку с эдуктором (32) посредством выпускной линии (84), причем множество клапанов (46, 52, 56, 60, 66, 69) содержит, по меньшей мере, один контроллер (76) подачи, подсоединенный к первым подводящим линиям (44, 50, 54) для управления протеканием парообразного гексафторида урана в эдуктор (32), и, по меньшей мере, один контроллер (78) подачи, подсоединенный ко вторым подводящим линиям (58, 64, 68) для управления протеканием парообразного гексафторида урана в эдуктор, причем контроллер (76) подачи выполнен с возможностью непрерывного равномерного протекания пара в эдуктор (32), причем контроллер выполнен с возможностью подачи сигнала для нагревания второго цилиндра, причем множество клапанов выполнено с возможностью управления протеканием парообразного гексафторида урана через систему парообразования, так что указанный эдуктор выполнен с возможностью приема непрерывной подачи парообразного гексафторида урана от первого цилиндра и/или второго цилиндра, и за счет этого направления непрерывного потока парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие.

2. Система (20) парообразования по п.1, в которой одна из первых (44, 50, 54) и вторых подводящих линий (58, 64, 68) выполнена с возможностью работы в качестве всасывающей линии, а противоположная одна из первых и вторых подводящих линий выполнена с возможностью работы в качестве подвижной линии.

3. Система (20) парообразования по п.1, в которой эдуктор (32) включает всасывающее отверстие (34) и подвижное отверстие (36), при этом первые подводящие линии (44, 50, 54) выполнены таким образом, чтобы направлять парообразный гексафторид урана в подающее отверстие и подвижное отверстие, вторые подводящие линии (58, 64, 68) выполнены таким образом, чтобы направлять парообразный гексафторид урана в подающее отверстие и подвижное отверстие, и множество клапанов (46, 52, 56, 60, 66, 69) выполнено таким образом, чтобы управлять протеканием парообразного гексафторида урана из первого (26) и второго цилиндров (28) в всасывающее отверстие и подвижное отверстие.

4. Система (20) парообразования по п.1, в которой эдуктор (32) включает всасывающее отверстие (34), подвижное отверстие (36) и выпускное отверстие (38), причем эдуктор выполнен таким образом, чтобы принимать парообразный гексафторид урана из одного из первого цилиндра (26) и второго цилиндра (28) через всасывающее отверстие, при этом эдуктор выполнен таким образом, чтобы принимать парообразный гексафторид урана из противоположного одного из первого цилиндра и второго цилиндра через подвижное отверстие, причем эдуктор выполнен таким образом, чтобы направлять смешанный поток парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие.

5. Система (20) парообразования по п.1, в которой эдуктор (32) включает всасывающее отверстие (34), подвижное отверстие (36) и выпускное отверстие (38), множество клапанов (46, 52, 56, 60, 66, 69), выполненных таким образом, чтобы управлять протеканием парообразного гексафторида урана из одного из первого цилиндра (26) и второго цилиндра (28) через всасывающее отверстие, причем множество клапанов выполнено таким образом, чтобы управлять протеканием парообразного гексафторида урана из противоположного одного из первого цилиндра и второго цилиндра через подвижное отверстие, при этом эдуктор выполнен таким образом, чтобы направлять смешанный поток парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие.

6. Система (20) парообразования по п.1, в которой эдуктор (32) включает всасывающее отверстие (34), подвижное отверстие (36) и выпускное отверстие (38), причем эдуктор выполнен таким образом, чтобы принимать парообразный гексафторид урана из одного из первого цилиндра (26) и второго цилиндра (28) через оба из всасывающего отверстия и подвижного отверстия, при этом эдуктор выполнен таким образом, чтобы направлять смешанный поток парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие.

7. Система (20) парообразования по п.1, в которой эдуктор (32) включает всасывающее отверстие (34), подвижное отверстие (36) и выпускное отверстие (38), причем эдуктор выполнен таким образом, чтобы принимать парообразный гексафторид урана из одного из первого цилиндра (26) и второго цилиндра (28) через всасывающее отверстие, при этом эдуктор выполнен таким образом, чтобы принимать парообразный гексафторид урана из противоположного одного из первого цилиндра и второго цилиндра через подвижное отверстие, чтобы принимать парообразный гексафторид урана во всасывающем отверстии при первом давлении и принимать парообразный гексафторид урана в подвижном отверстии при втором давлении, при этом первое давление меньше, чем второе давление.

8. Система (20) парообразования по п.1, в которой эдуктор (32) включает всасывающее отверстие (34), подвижное отверстие (36) и выпускное отверстие (38), причем эдуктор выполнен таким образом, чтобы принимать непрерывную подачу парообразного гексафторида урана из, по меньшей мере, одного из первого (26) и второго цилиндров (28) через, по меньшей мере, одно из всасывающего отверстия и подвижного отверстия, при этом эдуктор выполнен таким образом, чтобы направлять непрерывный поток парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие.

9. Система (20) парообразования по п.1, способствующая направлению постоянной подачи парообразного гексафторида урана в конверсионный реактор.

10. Система парообразования по п.1, способствующая направлению пыточной части парообразного гексафторида урана из первого цилиндра и/или второго цилиндра в конверсионный реактор.

11. Система парообразования для направления гексафторида урана из цилиндра содержит
первый цилиндр, выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы испаряться в первом цилиндре,
второй цилиндр, выполненный для хранения заранее определенного количества гексафторида урана, причем гексафторид урана предназначен для того, чтобы испаряться во втором цилиндре;
эдуктор, находящийся в сообщении по потоку с упомянутыми первым и вторым цилиндром, причем эдуктор включает в себя всасывающее отверстие, выпускное отверстие;
контроллер всасывающего потока для мониторинга и управления потоком во всасывающее отверстие;
контроллер для мониторинга и управления потоком в подводящее отверстие;
множество первых клапанов, выполненных для управления потоком парообразного гексафторида урана от указанного первого цилиндра к всасывающему отверстию и/или подводящему отверстию;
множество вторых клапанов, выполненных для управления потоком парообразного гексафторида урана от указанного второго цилиндра к всасывающему отверстию и/или подводящему отверстию;
контроллер для управления потоком парообразного гексафторида урана из указанных первого и второго цилиндра, причем контроллер всасываемого потока выполнен с возможностью непрерывного отслеживания скорости протекания и давления пара и обеспечения непрерывного равномерного протекания пара в эдуктор, а также контроллер всасываемого потока выполнен с возможностью подачи сигнала для начала нагревания второго цилиндра, причем множество клапанов выполнено с возможностью управления протеканием парообразного гексафторида урана через ситему парообразования, так что указанный эдуктор выполнен с возможностью приема непрерывной подачи парообразного гексафторида урана от первого и/или второго цилиндров и за счет этого направления непрерывного потока парообразного гексафторида урана через выпускное отверстие.

12. Система парообразования по п.11, в которой указанный контроллер выполнен с возможностью управления потоком парообразного гексафторида урана от первого цилиндра и второго цилиндра к указанному подводящему отверстию, когда поток через контроллер всасываемого потока ниже заранее определенного количества, так что создается вакуум для парообразного гексафторида урана, направляемого через указанное всасывающее отверстие.