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混合澄清槽共去污工艺稳态萃取过程模拟

作　者: 高宇
导　师: 何辉
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 核燃料循环与材料
关键词: 共去污稳态萃取分配比
分类号: TL241.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 17次
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内容摘要

近年来核电大发展带动核燃料产业的发展，而其中核燃料的后处理为各国关注。其中PUREX流程中的共去污槽(1A)中萃取过程和作为重要设备的锝洗槽的化工工艺受到诸多因素影响，如何选择理想的工艺条件已成为一个研究热点。通过计算机模拟可以减少放射性操作、降低研发成本，有效地提高实验效率，是目前人们研究实验的重要手段。计算出口液流和各理论级的硝酸和铀的浓度和分配比，同时开发出后处理共去污槽友好便捷的用户界面，对指导设计和优化实验，具有一定的实际意义。本文在对后处理计算机模拟的国内外现状进行调研的基础上，通过使用拟合曲线和插值法建立了基于大量实验基础数据之上的铀和酸的分配比模型。通过逐级浓度分布的矩阵法，建立了稳态萃取过程算法。以循环的方式利用高斯消去法解N元线性方程组，以此建立了计算程序的主算法。同时建立分配比数据库，用以实现对各级入口和出口的水相和有机相中的组成成分浓度数据的有效管理，并运用计算程序对数据库数据进行计算。最后选取与文献中相同的初始条件，分别对1A槽和锝洗槽中铀和硝酸进行计算，将计算结果与文献的结果进行了比对，结果表明误差范围在5%以内，计算结果可以接受。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章绪论  9-19
  1.1 课题背景  9-10
  1.2 乏燃料后处理  10-14
    1.2.1 后处理的目的及意义  10-11
    1.2.2 乏燃料后处理工艺  11-14
  1.3 国内外研究现状  14-17
    1.3.1 共去污工艺国内外研究现状  14-15
    1.3.2 分配比数学模型国内外研究现状  15-16
    1.3.3 后处理计算机模拟国内外研究现状  16-17
  1.4 本课题的研究内容及意义  17-19
第2章分配平衡及稳态萃取模型  19-33
  2.1 理论基础  19-20
    2.1.1 TBP/OK 体系中硝酸铀酰的萃取  19
    2.1.2 TBP/OK 体系中硝酸的萃取  19-20
    2.1.3 TBP/OK 体系中硝酸与硝酸铀酰萃取的影响因素  20
  2.2 平衡分配模型  20-25
    2.2.1 萃取平衡的影响因素  20-21
    2.2.2 平衡分配模型  21-25
  2.3 萃取过程稳态模型  25-32
    2.3.1 混合澄清槽  25-27
    2.3.2 单级模型  27
    2.3.3 多级模型  27-28
    2.3.4 逐级浓度分布的矩阵解法  28-32
  2.4 本章小结  32-33
第3章数据库与计算程序  33-46
  3.1 数据库平台  33-37
    3.1.1 数据库理论  33-34
    3.1.2 分配比数据库  34-36
    3.1.3 数据库安全  36-37
  3.2 分配比数据库的应用  37-39
  3.3 计算程序与界面程序  39-44
    3.3.1 计算程序编译平台  39
    3.3.2 计算程序算法  39-41
    3.3.3 界面及其功能  41-44
  3.4 本章小结  44-46
第4章结果与讨论  46-61
  4.1 稳态萃取计算初始条件  46-47
    4.1.1 1A 槽中的工艺条件  46
    4.1.2 锝洗槽中的工艺条件  46-47
  4.2 计算初值的选择  47-48
    4.2.1 1A 槽中的初值选择  47
    4.2.2 锝洗槽中的初值选择  47-48
  4.3 计算结果  48-58
    4.3.1 分配平衡数据模拟  48-52
    4.3.2 1A 槽中硝酸分配的计算模拟  52-54
    4.3.3 1A 槽中铀分配的计算模拟  54-55
    4.3.4 锝洗槽中硝酸分配的计算模拟  55-57
    4.3.5 锝洗槽中铀分配的计算模拟  57-58
  4.4 讨论  58-60
    4.4.1 分配比模型讨论  58-59
    4.4.2 温度对稳态计算的影响  59
    4.4.3 分配比模型对稳态计算的影响  59
    4.4.4 铀饱和度和其他萃取物的影响  59
    4.4.5 总物料衡算的影响  59-60
  4.5 本章小结  60-61
结论  61-62
参考文献  62-67
致谢  67-68
附录  68-70

混合澄清槽共去污工艺稳态萃取过程模拟

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