Octrooiraad ATerinzagelegging 7815069 Nederland @ NL 0 Inrichting voor het scheiden, respectievelijk verreken van. gasvormige mengsels» @ Int.CI 3.: B01D59/20, B01D53/24, B04B5/08. Aanvrager: Haga Zentrifugen GmbH te Freilassing, Bondsrepubliek Duitsland. @ Gem.: Ir. H.M. Urbanus c.s. Vereenigde Octrooibureaux Nieuwe Parklaan 107 2587 BP 's-gravenhage. @ Aanvrage Nr. 7815069. @ Aanvraagnummer oorspronkelijke Europese aanvrage: 78100716.6 @ Ingediend 22 augustus 1978. -- -- - - @ - - @ Ter inzage gelegd 30 januari 1981. @ Publicatiedatum oorspronkelijke Europese aanvrage:. 19 maart 1980 @ publicatienummer oorspronkelijke Europese aanvrage: OOO8588 De octrooiaanvrage werd oorspronkelijk ingediend als Europese octrooiaanvrage, echter conform de bepalingen van het Europees Octrooiverdrag omgezet in een Nederlandse octrooiaanvrage. De aan dit blad gehechte stukken zijn een afdruk van een Nederlandse vertaling van de oorspronkelijk bij het Europees Octrooibureau in een andere taal ingediende beschrijving met conclusie(s) en tekening(en). De Nederlandse octrooiaanvrage wordt geacht te zijn ingediend op de indieningsdatum van de Europese octrooiaanvrage.
vo 7815069 78150 8Q Betr.: Inrichting voor het scheiden, respectievelijk verrijken van gasvormige mengsels. Voor het scheiden, respectievelijk verrijken van gasvormige mengsels, in het hij zonder van mengsels van isotopen, zijn verschillende werkwijzen hekend. Voor het verrijken van het U 235 gehalte wordt in de practijk op 5 de eerste plaats de diffusiewerkwijze toegepast. Voorts zijn nog de z.g. gas centrifuge- en de scheidingsmondstukwerkwijzen hekend. Bij al deze drie werkwijzen moeten vanwege het geringe scheidingseffect, resp. de kleine doorloop een groot aantal achter elkaar geschakeld..worden, cm de noodzakelijke verrijking te verkrijgen. Vooirts zijn hij de be- 10 kende werkwijzen het grote energieverbruik en de grote investeringskosten nadelig. Uit het Oostenrijkse octrooischrift 238.697 is een inrichting voor het scheiden, resp. verrijken van gasvormige mengsels hekend. Deze bekende inrichting heeft een met hoge snelheid omlopende schijf, 15 welke een in radiale richting verlopend, ringvormig toevoerbereik voor het mengsel heeft, dat door tenminste een, in radiale richting verlopende mondstukspleet van een ringvormig mondstuk onderverdeeld is en het toevoerbereik aansluitend aan de mondstukspleet nagenoeg in het vlak van de spleet een ringvormig, in radiale richting verlopend 20 afvoerkanaal voor de zware fractie van het mengsel en naar beide zijden van de mondstukspleet in radiale richting verlopende, ringvormige afvoerkanalen voor de lichte fractie van het mengsel heeft. Deze bekende inrichting heeft echter voor het scheiden van isotopen, in het bijzonder het scheiden van uraan-isotopen in de practijk niet voldaan. 25 Het doel van de uitvinding is een inrichting van de laatstbedoelde constructie te verschaffen, welke in het bijzonder voor het scheiden, resp. verrijken van uraanisotopen geschikt is. Dit wordt volgens de uitvinding bereikt, doordat een aantal schijven evenwijdig aan elkaar op een gemeenschappelijke as zijn aan- 30 gebracht en de afvoerkanalen voor de lichte en/of zware fractie van het mengsel van meerdere schijven onderling verbonden zijn. Bij de inrichting volgens de uitvinding vindt een interne cascadeschakeling plaats, omdat bij voorkeur meerdere achter elkaar geschakelde scheidingsmondstukken per schijf aanwezig zijn. De cen- 35 trifugaalkrachten dienen voor de compressie en niet voor de scheiding 78 1 5 0 69
zelf. Er kan een radiale drukverhoging van ca. HOO : 1 heersen. Een inrichting volgens de uitvinding, welke deze drukverschillen tussen centrum en omtrek "benut, "bereikt theoretisch voor het scheiden van uraanisotopen een elementair scheidingseffect van 1,07. Uitgaande van 5 een spleetbreedte van een mondstuk van 0,2 mm en een mondstukkringdiameter van 200 m, hetgeen een doorlocp van ca. 10 1 uraanhexafluoride' gas per seconde "betekent, zou rekenkundig een cascase van 22 scheidingsschijven een jaarproductie van 57 ton op 3 % verrijkt U 235 geven. 10 De uitvinding wordt nader onder verwijzing naar de tekening beschreven. In de tékening toont: Fig. 1 een axiale doorsnede door een helft van een inrichting volgens de uitvinding in schematische vorm, fig. 2 delen van het aanzicht volgens fig. 1 op vergrote schaal, 15 fig. 3 een detailaanzicht van een schijf met een afnameinrichting voor het mengsel. De inrichting volgens de tekeningen omvat een in legers 2 en 3 gelegerde as 1, welke door een aandrijving ^ met een hoog toerental aangedreven kan worden. 20 Op de as 1 zijn een aantal schijven 5> 6, T en 8 "bevestigd. Elke schijf 5 tot 8 heeft een ringvormig toevoerbereik 9, dat door een mondstukspleet 10a in een ringkamer 11a uitmondt. De kamer 11a heeft nagenoeg in het vlak van de mondstukspleet 10a een uitlaatleiding 12a, welke in radiale richting aanvankelijk wijder wordt en door een vol- 25 gende mondstukspleet 10b in een kamer lib uitmondt. Op deze kamer 11b sluit op analoge wijze een volgende uitlaatleiding 12b en een volgende kamer 11c aan. De laatste kamer 11c mondt in een afvoerleiding 13 uit. Elke kamer 11a tot 11c bezit aan de buitenwand een V-vormige doorsnede en aan beide zijden van de mondstukspleet een afvoerleiding 30 lij, welke met verzamelleidingen 20 verbonden zijn. De as 1 is ten dele hol uitgevoerd en bezit drie kamers 15, 16 en 17. De kamer 15 heeft twee in radiale richting verlopende uitlaatleidingen 21, welke in het toevoerbereik 9 "van de beide schijven 5 en 6 uitmonden. Het oorspronkelijke mengsel wordt via een leiding 18 en een ringvormige 35 boring 19, ongeveer door een vaststaande ring (niet getékent), naar 78 l 5 0 6 9
de kamer 15 gevoerd. Door de "bij het draaien van de schijven 5 tot 8 optredende centrifugaalkrachten wordt het oorspronkelijke mengsel door de leidingen 21 en de toevoerbereiken 9 naar de mondstukken 10a gevoerd. Direct daarna treedt het mengsel in de kamer 11a, welke aan 5 de buitenwand een V-vormige doorsnede met een uitlaatmondstuk 2èa heeft. De eigenlijke scheiding van de heide fracties vindt tussen het uitlaatmondstuk 22 en de als afschilinrichting werkende, Y-vormige wand plaats. Daarhij wordt de lichte fractie naar buiten in de afvoerleidingen lu verdrongen, daarentegen de zware fractie door de 10 uitlaatmondstukken 22 treedt. Het scheidingsproces herhaalt zich! -, in analoge vorm in de beide aansluitende ringkamers lib en 11c. De afvoerleidingen 13 voor de zware fractie lopen via een gemeenschappelijke verzamelleiding 23 in de kamer l6 van de as 1, waar vandaan het mengsel op analoge wijze door de schijf 7 gevoerd wordt. 15 Daarbij wordt de zware fractie door de afvoerleiding 13 van de schijf 7 naar buiten afgevoerd, daarentegen de lichte fractie in de afvoerleidingenlh- van de schijf 7 via de leidingen 20a en 20b en een'verzamelleiding 23 weer naar de leiding 18 teruggevoerd wordt. Daardoor wordt een optimaal benutten van het oorspronkelijke mengsel 20 bereikt. De afvoerleidingen 20a en 20b voor de lichte fractie P worden via een verzamelleiding 25 van de kamer 17 in de as 1 en daar vandaan naar de afzonderlijke mondstukspleten 10a-10c en ringkamers lla-llc van de schijf 8 gevoerd. De lichte fractie P van het mengsel wordt door 25 de afvoerleidingen 20a en 20b van de schijf 8 via een verzamelleiding 26 naar buiten afgevoerd. De zware fractie W van het mengsel verlaat de inrichting volgens de uitvinding via de afvoerleiding 13 van de schijf J. Uit fig. 3 blijkt een afnameinrichting voor de beide fracties van het mengsel aan de buitenrand van de schijf 5 Deze afnamein- 30 richting bestaat uit vaststaande schijven 31 tot 3^, welke door een buitenste, vaststaande ring (niet getekend) vastgehouden worden. 78 1 5 0 69
-1*- 78 15 069 CONCLUSIES: 1. Inrichting voor het scheiden, resp. verrijken van gasvormige mengsels, in het hij zonder isotopenmengsels, in fracties van verschillend groot soortelijk gewicht, hij voorkeur voor het verrijken van U 235 als uraanhexafluoride met een met hoge snelheid omlopende schijf, 5 welke een in radiale richting verlopend, ringvormig toevoerbereik voor het mengsel heeft, dat door tenminste een, in radiale richting verlopende mondstukspleet van een ringvormig mondstuk onderverdeeld is en het toevoerbereik aansluitend op de mondstukspleet nagenoeg in het vlak van de spleet een ringvormig, in axiale richting ver- 10 lopend afvoerkanaal voor de zware fractie van het mengsel en aan beide zijden van de mondstukspleet in radiale richting verlopende, ringvormige afvoerkanalen voor de lichte fractie van het mengsel bezit, met het kenmerk, dat aen aantal schijven evenwijdig aan elkaar op een gemeenschappelijke as zijn aangebracht en de afvoerkanalen voor de 15 lichte en/of zware fractie van het mengsel van meerdere schijven onderling verbonden zijn. 2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een afvoerkanaal van tenminste één schijf met de inlaat van het toevoerbereik van een andere schijf verbonden is. 7815069
78.1 5 069 IO [i"dlt F I G. 2 F I G. 3 7815069 F I G. 4 Haga Zentrifugen GmbH