Северский технологический институт НИЯУ МИФИ

С. Н. Кладиев, доцент, зав. кафедрой, e-mail: kladiev@ssti.ru;

И. А. Колодников, аспирант;

И. А. Максимов, аспирант, кафедра электропривода и автоматики;

В. П. Пищулин, профессор, кафедра «Машины и аппараты химических производств».

Выполнен обзор технологических процессов переработки отработанного ядерного топлива. Обоснована важность подготовки растворов к экстракции и механической очистки их от посторонних примесей. Обоснована возможность управления и контроля скорости электроприводов центрифуги непрерывного действия со шнековой выгрузкой осадка в узле очистки растворов регенерированного урана от механических примесей при переработке отработанного ядерного топлива. Разработан, изготовлен, смонтирован пульт автоматизированного управления центрифугой на основе частотно-регулируемых электроприводов, контроллеров и средств электроавтоматики. Модернизированная схема управления позволяет плавно регулировать угловые частоты вращения ротора и шнека для задания оптимальной загрузки барабана центрифуги с целью переработки сырья различного состава. При отсутствии контроля ограничения тока статора и примерной ориентации магнитного потока ротора относительно оси x вращающейся системы координат достигнута пропорциональная зависимость между током статора и электромагнитным моментом асинхронного двигателя. Проведены исследования переходных процессов пуска и останова электропривода ротора на имитационных моделях. Определено влияние механической системы на достижение оптимальных режимов работы оборудования и повышение степени очистки растворов урана от нерастворимых примесей. Частотно-регулируемый электропривод шнека позволяет осуществлять контроль выгрузки осадка из центрифуги и предотвращать его взмучивание в очищенном растворе. Экспериментально установлено, что коэффициент очистки растворов урана зависит от предварительной их обработки флокулянтами и определяется количеством суспензии, поданной в центрифугу, а именно количеством твердых нерастворимых примесей в одном и том же объеме. Взаимосвязанное управление электроприводами ротора центрифуги и шнека выгрузки обеспечивает необходимую очистку растворов урана от механических примесей и надежную выгрузку осадка.

1. Ядерная энергетика / под ред. Г. Кесслера : пер. с англ. — М. : Энергоатомиздат, 1986. — 265 с.
2. Скачек М. А. Обращение с отработавшим ядерным топливом и радиоактивными отходами АЭС : учебное пособие для вузов. — М. : Издательский дом МЭИ, 2007. — 448 с.
3. Шведов В. П., Седов В. М., Рыбольченко И. Л., Власов И. Н. Ядерная технология : учебник для вузов. — М. : Атомиздат, 1979. — 335 с.
4. Химическая технология облученного ядерного топлива : учебник для вузов / Б. В. Громов, В. И. Савельева, В. Б. Шевченко. — М. : Энергоатомиздат, 1983. — 352 с.
5. Копырин А. А., Карелин А. И., Карелин В. А. Технология производства и радиохимической переработки ядерного топлива : учебное пособие для вузов. — М. : Атомэнергоиздат, 2006. — 576 с.
6. Центрифуги и сепараторы для химических производств / Д. Е. Шкоропад, О. П. Новиков. — М. : Химия, 1987. — 256 с.
7. Соколов В. И. Центрифугирование / под ред. Р. Е. Миневича, Л. В. Швырковой. — М. : Химия, 1976. — 408 с.
8. Основные процессы и аппараты химической технологии : учебник для вузов / А. Г. Касаткин : 13-е изд., перераб. — М. : Альянс, 2006. — 752 с.
9. Соколовский Г. Г. Электроприводы переменного тока с частотным регулированием : учебник для вузов. — М. : Академия, 2006. — 272 с.
10. Дементьев Ю. Н., Кладиев С. Н., Терехин В. Б. Исследование технических особенностей работы центрифуг участка растворения оксидов урана // Известия ТулГУ. Технические науки. 2010. Вып. 3 : в 5 ч. Ч. 3. С. 23–29.
11. Колодников И. А., Кладиев С. Н., Кривопустов С. И. Очистка растворов урансодержащих соединений от механических примесей методом центрифугирования // Известия ТПУ. 2010. Т. 317, № 2. С. 50–54.