φ70mm核用离心萃取器Ⅰ.机械性能和水力学特性.pdfVIP

　第35卷第1期 原 子 能 科 学 技 术 Vol. 35 ,No. 1 　2001年1月 Atomic Energy Science and Technology Jan. 2001 文章编号 (2001) 70 mm 核用离心萃取器 Ⅰ 机械性能和水力学特性 段五华 ,于文东 ,周秀珠 ,李凤岐 ,周嘉贞 (清华大学 核能技术设计研究院 ,北京　102201) 摘要 :试验考察了 70 mm 核用离心萃取器的机械性能 ,并以水煤油为体系 ,试验研究了其水力学 ( 特性。该离心萃取器运行时温升不大 ,振动小 , 噪音低 ,停车后拆装方便。在试验操作流比 A/ O ) 比 1/ 18～16/ 1 范围内 ,处理能力可达 290 L/ h 。 关键词 :离心萃取器 ;机械性能 ;水力学特性 中图分类号: TL241 　　　文献标识码 :A 核燃料后处理和高放废液处理流程中的萃取设备混合澄清槽、脉冲萃取柱和离心萃取器 所面临的主要问题是核几何临界安全和溶剂辐照损伤[1 ] 。离心萃取器依靠离心力完成两相 混合及分相过程 ,结构紧凑、存留量小、接触时间短、处理能力大 ,能较好地解决溶剂辐照损伤 问题和易于实现核几何临界安全。从事核燃料后处理开发研究的国家均很重视对离心萃取器 的研制[2 ] 。从70 年代起 ,清华大学核能技术设计研究院已先后研制出一系列离心萃取器。其 中 , 10 mm 微型离心萃取器已在 TRPO 萃取流程的试验研究中获得了满意效果[3 ] 。最近 ,又 研制了一种新型的工业化的 70 mm 核用离心萃取器。本工作考察它的机械性能 ,并采用水 煤油体系进行水力学特性试验。 1 　结构描述 为满足核工业的特殊要求 , 70 mm 核用离心萃取器在结构上作了两项新的较大改进 : 1) 转鼓与电机间采用非接触性联接 ,方便了拆装 ;2) 对外壳和转筒的结构做了改动 ,可做到 多级串联运行时 ,即使某一级或相间隔的多级出现故障 ,也不影响整个级联的正常运行。这两 项改进为实现远程控制和快速维修提供了条件 ,提高了级联运行的安全性和可靠性。 70 mm 核用离心萃取器的结构简图示于图 1 。它主要由轴、转筒和外壳等组成。转筒包 收稿日期 ;修回日期 ( ) 基金项目 : 国家“九五”科技攻关项目 96A180204 ( ) 作者简介 :段五华 1973 — ,男 ,湖南桂阳人 ,硕士 ,研究实习员 ,化工设备专业 52 原子能科学技术 　　第35卷 括堰段和澄清段 ,堰段上有重相堰和轻相堰 ;澄清段 内装有径向叶片。外壳上部有两相各自的收集室和 出口管 ,外壳下部有两相进料口 ,底部装有固定叶片。 两相液体的混合和传质过程在外壳内壁和转筒外壁 ( ) 间的空间 环隙 内进行。密度不同、互不相溶的两相 液体分别从两个进料口进入环隙后 ,依靠高速旋转转 筒的驱动以及液层间的摩擦 ,在环隙内实现剧烈而均 匀的混合 ,萃取传质过程由此发生。高速旋转的混合 液向下流动碰到固定叶片后 ,从转筒底部的混合相口 进入转筒。混合液在离心力作用下进行分相 ,重相被 甩到转筒外缘 , 聚集到转筒壁处 ,通过靠近转筒壁的 垂直孔道经重相堰流入重相收集室 , 从重相出口流 出。轻相被挤向转筒内侧 ,经轻相堰和水平通道流入 图 1 　70 mm 核用离心萃取器的结构 轻相收集室 ,从轻相出口流出。 Fig. 1 　Schematic diagr