本發(fā)明屬于離心法鈾濃縮技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種離心級(jí)聯(lián)小量離心機(jī)裝架真空干燥方法。
背景技術(shù)：
在離心法鈾濃縮工程建設(shè)過(guò)程中，離心機(jī)需經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的真空干燥處理后才能運(yùn)行。真空干燥的目的是通過(guò)一段時(shí)間的高溫環(huán)境，如55-60℃，將離心機(jī)制造時(shí)內(nèi)部的水分等蒸發(fā)出來(lái)，以提高離心機(jī)的真空度和清潔度。在離心法鈾濃縮工程建設(shè)階段的真空干燥一般以許多個(gè)離心機(jī)裝架為單位分批進(jìn)行，每批次完成真空干燥的數(shù)量較多。目前的鈾濃縮工程所完成的干燥最少以384個(gè)、最多960個(gè)離心機(jī)裝架作為一個(gè)真空干燥的批次，一個(gè)離心機(jī)裝架包括20臺(tái)離心機(jī)。需要真空干燥的大量離心機(jī)通過(guò)共同的管道采用帶有液氮冷凍容器的真空泵進(jìn)行連續(xù)抽空，并在真空干燥離心機(jī)外圍搭建保溫棚用以維持干燥溫度。
但是對(duì)少數(shù)離心機(jī)裝架(一個(gè)至幾十個(gè)離心機(jī)裝架)進(jìn)行真空干燥時(shí)，由于一個(gè)裝架20臺(tái)離心機(jī)按合格標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算只有0.2g的冷凝物，總出水量很少，標(biāo)準(zhǔn)容積為287L的液氮冷凍容器是無(wú)法倒出0.2g的冷凝物進(jìn)行稱(chēng)重計(jì)量的，故需要適用于小量離心機(jī)裝架真空干燥的技術(shù)方法和合格標(biāo)準(zhǔn)，而目前少數(shù)裝架的真空干燥方法在國(guó)內(nèi)鈾濃縮行業(yè)中從未有過(guò)類(lèi)似工作的先例與經(jīng)驗(yàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種離心級(jí)聯(lián)小量離心機(jī)裝架真空干燥方法，能夠?qū)σ粋€(gè)至幾十個(gè)離心機(jī)裝架進(jìn)行真空干燥。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
一種離心級(jí)聯(lián)小量離心機(jī)裝架真空干燥方法，其特征在于，包括以下步驟：
(1)計(jì)算真空干燥合格標(biāo)準(zhǔn)
理想氣體狀態(tài)方程：
PV＝nRT＝mRT/M (1)
設(shè)定一定空間氣體壓力變化量ΔP和質(zhì)量變化量Δm滿(mǎn)足(2)式：
ΔP·V＝Δm·RT/M (2)
即：ΔP＝Δm·RT/(MV)；
得出真空干燥合格標(biāo)準(zhǔn)：離心機(jī)裝架壓力測(cè)量值變化量ΔP小于Δm·RT/(MV)；
(2)進(jìn)行真空干燥
2.1安裝裝架
2.2裝架真空合格測(cè)量
冷凍測(cè)量裝架與管道連接處的壓力變化值，每小時(shí)測(cè)量一次，一共測(cè)量六個(gè)小時(shí)，若每小時(shí)壓力上升不超過(guò)0.133Pa，則真空測(cè)量合格；若每小時(shí)壓力上升超過(guò)0.133Pa，則管道中存在漏點(diǎn)，找漏修補(bǔ)至壓力變化合格后進(jìn)行步驟2.3；
2.3加熱抽空離心機(jī)
將離心機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)提供的55-60℃熱水通入離心機(jī)冷卻水管給離心機(jī)加熱，循環(huán)水溫的變化不大于3℃/h，通過(guò)抽空裝置(6)把離心機(jī)內(nèi)的水蒸汽和易揮發(fā)的物質(zhì)抽走；
2.4真空干燥離心機(jī)裝架
真空干燥離心機(jī)裝架(1)M小時(shí)后，M≥200，關(guān)閉供料截?cái)嘟M閥門(mén)(3)，每N小時(shí)，N≥4，記錄一次熱偶真空計(jì)(2)的讀數(shù)，當(dāng)封閉離心機(jī)裝架(1)P小時(shí)內(nèi)，P≥24，該裝架壓力測(cè)量值上升小于Δm·RT/(MV)時(shí)，結(jié)束真空干燥；
2.5離心機(jī)裝架自然降溫
結(jié)束真空干燥的離心機(jī)裝架(1)自然降溫，待離心機(jī)裝架(1)自然降溫后，對(duì)此部分裝架進(jìn)行隔膜閥注油，以及信號(hào)線、電源線螺釘緊固和刷漆工作。
《離心機(jī)裝架出廠技術(shù)條件》中規(guī)定真空干燥合格的必要條件是24小時(shí)內(nèi)平均單臺(tái)離心機(jī)冷凝物排量Δm＜10mg；摩爾質(zhì)量M＝18g/mol；待真空干燥主機(jī)每臺(tái)離心機(jī)容積V＝11L；氣體常數(shù)R＝8.31451J/mol·K，真空干燥溫度T＝55℃＝323K；
將以上數(shù)據(jù)代入(2)式，得出24小時(shí)內(nèi)一個(gè)離心機(jī)裝架壓力變化量ΔP滿(mǎn)足(3)式：
ΔP＜136Pa (3)
計(jì)算得到一個(gè)離心機(jī)裝架真空合格的標(biāo)準(zhǔn)：封閉一個(gè)離心機(jī)裝架24小時(shí)內(nèi)壓力測(cè)量值上升小于136Pa，由于該計(jì)算方法是基于24小時(shí)內(nèi)單臺(tái)離心機(jī)冷凝物排量Δm＜10mg的情況，且相鄰兩個(gè)離心機(jī)裝架真空干燥處理是用同一塊壓力表計(jì)量壓力的，故該計(jì)算值也適用于兩個(gè)離心機(jī)裝架，即封閉兩個(gè)離心機(jī)裝架24小時(shí)內(nèi)壓力測(cè)量值上升小于136Pa；
得出真空干燥合格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：干燥時(shí)間達(dá)M小時(shí)后，M≥200，封閉離心機(jī)裝架24小時(shí)內(nèi)該裝架壓力測(cè)量值上升小于136Pa。
由1mmHg＝133Pa，取保守值ΔP＜133Pa，得出真空干燥合格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：干燥時(shí)間達(dá)M小時(shí)后，M≥200，封閉離心機(jī)裝架24小時(shí)內(nèi)該裝架壓力測(cè)量值上升小于133Pa。
步驟2.1中，將八個(gè)離心機(jī)裝架(1)分為四組，每組的兩個(gè)離心機(jī)裝架(1)分別與三通連接，三通另一端與熱偶真空計(jì)(2)連接，然后經(jīng)供料截?cái)嘟M閥門(mén)(3)與區(qū)段供料管道(4)連通，四組離心機(jī)裝架(1)的區(qū)段供料管道(4) 均與區(qū)段抽空管道(5)的一端連通，區(qū)段抽空管道(5)的另一端與抽空裝置(6)連通。
在八個(gè)在離心機(jī)裝架(1)的外部設(shè)有保溫棚(7)。
步驟2.2中，所述的冷凍測(cè)量為：用液氮冷凍管道內(nèi)的氣體，使管道內(nèi)可凝氣體的壓力不影響對(duì)管道密封性的判斷。
本發(fā)明的顯著效果在于：
(1)本發(fā)明方法無(wú)需單獨(dú)建立真空干燥裝置，可利用現(xiàn)有離心機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)提供55-60℃的熱水加熱離心機(jī)，利用現(xiàn)有截?cái)嘟M供料管道尾端閥門(mén)作為截?cái)嚅y，利用現(xiàn)有尚未供料的區(qū)段及其截?cái)嘟M管道連接帶有真空泵的抽空裝置，完成對(duì)八個(gè)裝架的抽空，顯著降低了成本。
(2)本發(fā)明采用并聯(lián)裝架而不是將八個(gè)裝架一起串聯(lián)的方法，能夠使抽空時(shí)各個(gè)裝架內(nèi)部的壓力更均衡。
(3)本發(fā)明方法設(shè)有熱偶真空計(jì)，利用壓力的變化來(lái)判斷真空合格，相較于現(xiàn)有技術(shù)用冷凝物稱(chēng)重的方法判斷更簡(jiǎn)明直觀。
(4)本發(fā)明方法可以對(duì)一個(gè)至幾十個(gè)離心機(jī)裝架進(jìn)行真空干燥，顯著減少了干燥時(shí)間，提高了干燥效率。
附圖說(shuō)明
圖1為小量離心機(jī)裝架真空干燥裝置連接示意圖。
圖中：1.離心機(jī)裝架；2.熱偶真空計(jì)；3.供料截?cái)嘟M閥門(mén)；4.區(qū)段供料管道；5.區(qū)段抽空管道；6.抽空裝置；7.保溫棚。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明一種離心級(jí)聯(lián)小量離心機(jī)裝架真空干燥方法，包括以下步驟：
(1)計(jì)算真空干燥合格標(biāo)準(zhǔn)
理想氣體狀態(tài)方程：
PV＝nRT＝mRT/M (1)
設(shè)定一定空間氣體壓力變化量ΔP和質(zhì)量變化量Δm滿(mǎn)足(2)式：
ΔP·V＝Δm·RT/M (2)
即：ΔP＝Δm·RT/(MV)；
得出真空干燥合格標(biāo)準(zhǔn)：離心機(jī)裝架壓力測(cè)量值變化量ΔP小于Δm·RT/(MV)。
《離心機(jī)裝架出廠技術(shù)條件》中規(guī)定真空干燥合格的必要條件是24小時(shí)內(nèi)平均單臺(tái)離心機(jī)冷凝物排量Δm＜10mg；摩爾質(zhì)量M＝18g/mol；待真空干燥主機(jī)每臺(tái)離心機(jī)容積V＝11L；氣體常數(shù)R＝8.31451J/mol·K，真空干燥溫度T＝55℃＝323K。
將以上數(shù)據(jù)代入(2)式，得出24小時(shí)內(nèi)一個(gè)離心機(jī)裝架壓力變化量ΔP滿(mǎn)足(3)式：
ΔP＜136Pa (3)
由1mmHg＝133Pa，取保守值ΔP＜133Pa，計(jì)算得到一個(gè)離心機(jī)裝架真空合格的標(biāo)準(zhǔn)：封閉一個(gè)離心機(jī)裝架24小時(shí)內(nèi)壓力測(cè)量值上升小于133Pa。由于該計(jì)算方法是基于單臺(tái)離心機(jī)冷凝物排量小于10mg/24h的情況，且相鄰兩個(gè)離心機(jī)裝架真空干燥處理是用同一塊壓力表計(jì)量壓力的，故該計(jì)算值也適用于兩個(gè)離心機(jī)裝架，即封閉兩個(gè)離心機(jī)裝架24小時(shí)內(nèi)壓力測(cè)量值上升小于133Pa。
因此得出真空干燥合格標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為：干燥時(shí)間達(dá)200小時(shí)后，封閉離心機(jī)裝架24小時(shí)內(nèi)該裝架壓力測(cè)量值上升小于133Pa。
(2)以八個(gè)離心機(jī)裝架為例，進(jìn)行真空干燥
2.1安裝裝架
將八個(gè)離心機(jī)裝架1分為四組，每組的兩個(gè)離心機(jī)裝架1分別與三通連接，三通另一端與熱偶真空計(jì)2連接，然后經(jīng)供料截?cái)嘟M閥門(mén)3與區(qū)段供料管道4連通，四組離心機(jī)裝架1的區(qū)段供料管道4均與區(qū)段抽空管道5的一端連通，區(qū)段抽空管道5的另一端與抽空裝置6連通。
2.2裝架真空合格測(cè)量
冷凍測(cè)量裝架與管道連接處的壓力變化值，每小時(shí)測(cè)量一次，一共測(cè)量六個(gè)小時(shí)。若每小時(shí)壓力上升不超過(guò)0.133Pa，則真空測(cè)量合格；若每小時(shí)壓力上升超過(guò)0.133Pa，則管道中存在漏點(diǎn)，找漏修補(bǔ)至壓力變化合格后進(jìn)行步驟2.3。
所述的冷凍測(cè)量為：用液氮冷凍氣體，使管道內(nèi)可凝氣體的壓力不影響對(duì)管道密封性的判斷。
2.3加熱抽空離心機(jī)
在八個(gè)離心機(jī)裝架1的外部設(shè)有保溫棚7，將離心機(jī)預(yù)熱系統(tǒng)提供的55-60℃熱水通入離心機(jī)冷卻水管給離心機(jī)加熱，循環(huán)水溫的變化不大于3℃/h，通過(guò)抽空裝置6把離心機(jī)內(nèi)的水蒸汽和易揮發(fā)的物質(zhì)抽走。
2.4真空干燥離心機(jī)裝架
真空干燥離心機(jī)裝架1M小時(shí)后，M≥200，關(guān)閉供料截?cái)嘟M閥門(mén)3，每N小時(shí)，N≥4，記錄一次熱偶真空計(jì)2的讀數(shù)，當(dāng)封閉離心機(jī)裝架1P小時(shí)內(nèi)，P≥24，該裝架壓力測(cè)量值上升小于133Pa時(shí)，結(jié)束真空干燥。
2.5離心機(jī)裝架自然降溫
結(jié)束真空干燥的離心機(jī)裝架1自然降溫，待離心機(jī)裝架1自然降溫后，對(duì)此部分裝架進(jìn)行隔膜閥注油，以及信號(hào)線、電源線螺釘緊固和刷漆工作。