طراحی و بهینه‌سازی زنجیره مخروطی به منظور جداسازی ایزوتوپ‌های پایدار چند جزیی با در نظر گرفتن پارامترهای هیدرولیکی و عملیاتی ماشین سانتریفیوژ

در هنگام طراحی زنجیره های مخروطی به دلیل مشکلات هیدرودینامیکی، هر زنجیره ای قابلیت عملیاتی شدن ندارد. در این مقاله روش طراحی و بهینه‌سازی زنجیره مخروطی به منظور جداسازی ایزوتوپ‌های پایدار چند جزیی با در نظر گرفتن ملاحظات عملیاتی ماشین سانتریفیوژ شرح داده می‌شود. در این روش طراحی زنجیره، در مرحله اول مشخصات هیدرولیکی و جداسازی ماشین سانتریفیوژ تعیین می‌شود و سپس با استفاده از این اطلاعات و الگوریتم های بهینه‌سازی، زنجیره بهینه با کم‌ترین تعداد ماشین سانتریفیوژ طراحی می شود. در این مقاله برای یافتن زنجیره بهینه الگوریتم بهینه‌سازی گرگ خاکستری به کار گرفته شده و با استفاده از پارامترهای هیدرولیکی ماشین سانتریفیوژ، عملیاتی بودن زنجیره بررسی می‌شود و قید عملیاتی بودن زنجیره از لحاظ هیدرولیکی به تابع هدف در بهینه‌سازی اضافه می‌شود. برای تعیین مشخصات هیدرولیکی ماشین با استفاده از شبیه‌سازی هیدرودینامیکی ماشین سانتریفیوژ در حالت گذرا، ارتباط مابین فشارهای خط محصول و پسماند، خوراک ورودی و ضریب برش ماشین سانتریفیوژ تعیین می‌شود. با استفاده از روش طراحی ارایه شده، یک زنجیره با قابلیت عملیاتی بودن از منظر هیدرودینامیکی با استفاده از ماشین سانتریفیوژ 12 - tc برای جداسازی ایزوتوپ اورانیم 235 از سوخت مصرف شده تا غنای 4 درصد طراحی شده و نحوه تغییرات فشار در زنجیره ارایه شده است.

design and optimization of a tapered cascade for the separation of a multi-component mixture by consideration of the hydraulic and operational parameters of the gas centrifuge machine

in the design of tapered cascades, due to hydrodynamic problems, not every cascade can be operated. this paper describes the method of designing and optimizing a tapered cascade for the separation of stable multi-component mixtures by considering the operational parameters of the gas centrifuge machine. in this method, the hydraulic specifications and separation of the centrifuge machine are determined in the first stage. then, using this information and optimization algorithms, the optimal cascade is designed with the least number of centrifugal machines. this paper uses the grey wolf optimization algorithm to find the optimal cascade. the cascade operation is checked using the hydraulic parameters of the gas centrifuge,. the operational limitation of the cascade is added hydraulically to the fitness function in optimization. to determine the hydraulic characteristics of the gas centrifuge, a transient simulation of the gas centrifuge hydrodynamic is presented and the relationship between product and waste pressure lines, feed flow, and cut is determined. using the proposed design method, an operational cascade is designed using a tc-12 centrifuge machine to separate the uranium 235 isotope from the reprocessed fuel to a 4% enrichment. and the pressure variation in the cascade is presented.