مدل سازی و بهینه سازی شرایط عملیاتی کندانسورهای واحد جداسازی اورانیم هگزافلوراید

این پژوهش به منظور مدل سازی و بهینه سازی شرایط عملیاتی دوکندانسور از نوع پوسته ی لوله ی واحد جداسازی  uf6 با آرایش سری در مجتمع ucf اصفهان (شرکت سوخت رآکتورهای هسته ای) انجام گرفت. هدف این پژوهش، پیش بینی شرایط بهینه ی کارکرد به منظور کاهش میزان اورانیم خروجی به صورت برفک از سیستم کندانسور بود. این مهم با در نظر گرفتن شرایط تشکیل برفک در طول کندانسور برای بهبود پیش بینی مدل در خصوص متغیرهای با اهمیت از جمله خواص مخلوط گاز در حال چگالش، مقادیر  uf6 چگالشی و برفک خروجی از کندانسور انجام شده است. در این مدل سازی، هر یک از دو کندانسور مورد نظر از نوع پوسته ی لوله به حجم کنترل هایی با طول معین در جهت جریان گاز ورودی تقسیم شدند و معادلات موازنه ی جرم، انرژی و گشتاور در این محدوده برای گاز داخل پوسته ی کندانسورها تدوین شد. سپس دمای سطح  uf6 جامد چگالش یافته بر روی سطوح کندانسور، با روش حدس و خطا به دست آمد و بر این اساس پارامترهای انتقال جرم و حرارت در هر لحظه از زمان فرایند در طول کندانسور به دست آمد. مقایسه ی نتایج مدل با نتایج تجربی صنعتی ارائه شده در خصوص جرم چگالش یافته در کندانسور1 و 2 و خواص گاز خروجی از کندانسور2، بیان کننده ی دقت عمل بسیار بالای این مدل است. میانگین خطای داده های به دست آمده در مدل سازی انجام شده نسبت به داده های صنعتی برای جرم چگالش یافته در کندانسور اول و دوم به ترتیب 1.39 و  2.24% است. در ادامه، تاثیر متغیرهای موثر در طول دوکندانسور با کاربرد مدل اثبات شده، بررسی شد. سرانجام با بررسی و تحلیل این متغیرها و تاثیر آن ها با استفاده از یک نرم افزار طراحی شده ی مدل سازی، شرایط عملیاتی بهینه در این نوع کندانسورها انتخاب شدند. در شرایط بهینه، دمای مایع خنک کننده ی ورودی (محلول آب نمک) به کندانسور1 برابر با   10°c  و سرعت بهینه ی گاز ورودی معادل  m/s  0.09  به دست آمد.