Помощь студентам в учебе
Разработка основного оборудования установки растворения оксидов урана
|
АНОТАЦИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 9
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1 Уранилнитраты и их характеристики 10
1.2 Технологическая характеристика уранилнитратов 11
1.3 Аффинаж природного урана 12
1.4 Стадия растворения уранилнитрата при его аффинаже 14
1.5 Способы разделения суспензий 15
2. АППАРАТУРНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО УРАНА 20
2.1 Общие сведения 20
2.2 Описание аппаратурно-технологической схемы 20
2.3 Выбор контрольно-измерительной аппаратуры 22
2.3.1 Технологический контроль 22
2.3.2 Сигнализация и блокировка 24
2.4 Состав применяемого оборудования 24
2.5 Подбор стандартного оборудования 25
3. РАСЧЁТ НЕСТАНДАРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 26
3.1 Расчет и конструирование центрифуги 26
3.1.1 Данные для расчета 26
3.1.2 Техническое описание. Назначение 26
3.1.3 Материальный баланс 27
3.1.4 Конструктивный расчет 28
3.1.5 Энергетический расчет 31
3.1.6 Расчет конструктивных элементов центрифуги на прочность ... 34
3.1.6.1 Расчет вала ротора 34
3.1.6.2 Подбор и расчет долговечности подшипника для опор
вала ротора 38
3.1.6.3 Расчет диаметра вала шнека 39
3.1.6.4 Расчет спирали шнека на прочность 41
3.1.6.5 Расчет ротора центрифуги на прочность 42
3.1.6.6 Проверочный расчет шпоночных соединений 56
4. Социальная ответственность 60
4.1 Характеристика технологического процесса 60
4.2 Производственная безопасность 61
4.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 61
4.3 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и вредного воздействия и устранению их влияния
на работающих 62
4.3.1. Состояние воздушной среды 62
4.4 Радиационная безопасность 64
4.5. Освещенность 66
4.6. Шумы 67
4.7 Электробезопасность 68
4.8. Экологическая безопасность 70
4.9. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 73
4.9.1. Пожаровзрывобезопасность 74
4.9.2. Безопасность при чрезвычайных антропогенных и
природных ситуациях 75
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 80
5.1. Потенциальные потребители 80
5.2. SWOT-анализ 80
5.3. Анализ эффективности действующего производства 89
5.4. Расчет себестоимости готовой продукции по действующему
производству 90
5.5. Рассчитаем заработную плату производственных рабочих 94
5.6. Рассчитаем заработную плату ремонтных рабочих 94
5.7. Рассчитаем заработную плату ИТР: 94
5.8. Рассчитаем заработную плату МОП: 95
5.9. Расчет годовой потребности в сырье и материалах 96
5.10. Расчет амортизационных отчислений 97
5.11. Анализ безубыточности по действующему производству 101
5.12. Расчет себестоимости готовой продукции по плановому
производству. 101
5.13.Определение технико-экономических показателей 104
Вывод 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
ЛИТЕРАТУРА 109
ВВЕДЕНИЕ 9
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 10
1.1 Уранилнитраты и их характеристики 10
1.2 Технологическая характеристика уранилнитратов 11
1.3 Аффинаж природного урана 12
1.4 Стадия растворения уранилнитрата при его аффинаже 14
1.5 Способы разделения суспензий 15
2. АППАРАТУРНО - ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
ПЕРЕРАБОТКИ ПРИРОДНОГО УРАНА 20
2.1 Общие сведения 20
2.2 Описание аппаратурно-технологической схемы 20
2.3 Выбор контрольно-измерительной аппаратуры 22
2.3.1 Технологический контроль 22
2.3.2 Сигнализация и блокировка 24
2.4 Состав применяемого оборудования 24
2.5 Подбор стандартного оборудования 25
3. РАСЧЁТ НЕСТАНДАРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ 26
3.1 Расчет и конструирование центрифуги 26
3.1.1 Данные для расчета 26
3.1.2 Техническое описание. Назначение 26
3.1.3 Материальный баланс 27
3.1.4 Конструктивный расчет 28
3.1.5 Энергетический расчет 31
3.1.6 Расчет конструктивных элементов центрифуги на прочность ... 34
3.1.6.1 Расчет вала ротора 34
3.1.6.2 Подбор и расчет долговечности подшипника для опор
вала ротора 38
3.1.6.3 Расчет диаметра вала шнека 39
3.1.6.4 Расчет спирали шнека на прочность 41
3.1.6.5 Расчет ротора центрифуги на прочность 42
3.1.6.6 Проверочный расчет шпоночных соединений 56
4. Социальная ответственность 60
4.1 Характеристика технологического процесса 60
4.2 Производственная безопасность 61
4.2.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 61
4.3 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и вредного воздействия и устранению их влияния
на работающих 62
4.3.1. Состояние воздушной среды 62
4.4 Радиационная безопасность 64
4.5. Освещенность 66
4.6. Шумы 67
4.7 Электробезопасность 68
4.8. Экологическая безопасность 70
4.9. Безопасность в чрезвычайных ситуациях 73
4.9.1. Пожаровзрывобезопасность 74
4.9.2. Безопасность при чрезвычайных антропогенных и
природных ситуациях 75
5. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 80
5.1. Потенциальные потребители 80
5.2. SWOT-анализ 80
5.3. Анализ эффективности действующего производства 89
5.4. Расчет себестоимости готовой продукции по действующему
производству 90
5.5. Рассчитаем заработную плату производственных рабочих 94
5.6. Рассчитаем заработную плату ремонтных рабочих 94
5.7. Рассчитаем заработную плату ИТР: 94
5.8. Рассчитаем заработную плату МОП: 95
5.9. Расчет годовой потребности в сырье и материалах 96
5.10. Расчет амортизационных отчислений 97
5.11. Анализ безубыточности по действующему производству 101
5.12. Расчет себестоимости готовой продукции по плановому
производству. 101
5.13.Определение технико-экономических показателей 104
Вывод 106
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 107
ЛИТЕРАТУРА 109
АНОТАЦИЯ
Данный дипломный проект посвящен разработке технологического
процесса.
Проведен аналитический обзор литературы по данной тематике. Дан
анализ физико-механических характеристик веществ, участвующих в
технологическом процессе.
Разработана аппаратурно-технологическая схема установки
растворения оксидов урана.
В достаточном объеме выполнены расчеты центрифуги.
Рассмотрены вопросы безопасности и экологичности проекта.
Произведен расчет затрат на ремонт и техническое обслуживание
установки, численности ремонтного персонала, а также проведено
планирование капитального ремонта центрифуги сетевым методом.
Сделаны выводы по проделанной работе.
ВВЕДЕНИЕ
Уран, в течение всего XIX и первой половины XX века почти не
привлекавший к себе внимание ученых, в последнее время приобрел
исключительно важное значение в связи с проблемой получения и
использования атомной энергии. Использование урана в атомной энергетике
основано на его специфических свойствах – радиоактивном распаде и
способности расщепляться под действием нейтронов с выделением большого
количества энергии.
Природный уран представляет собой смесь трех изотопов: 234U, 235U, 238
U. Относительное содержание этих изотопов в природном уране составляет:
234U-0,0057%, 235U-0,7204%, 238U-99,2739%.
Из этих изотопов лишь 235U является ядерным топливом. В природной
смеси, где много 238U и мало 235U, количество выделяемых нейтронов мало, и
цепная реакция не всегда возможна. Увеличение мощности потока нейтронов
достигают обогащением смеси легким изотопом 235U. Для этого разработано
несколько эффективных способов.
В качестве ядерного горючего необходимы соединения урана ядерной
чистоты, что достигается операцией аффинажа. В результате аффинажа уран
получают в виде одного из таких соединений, как уранилнитрат, диуранат
аммония, пероксид урана, уранилтрикарбонат аммония.
На СХК существует технология переработки природного урана в
гексафторид урана энергетической кондиции. Одним из этапов этой
переработки является экстракционный аффинаж раствора уранилнитрата,
полученного путем растворения концентрата оксидов урана сложного
состава, поступающего с горно-обогатительных фабрик, в азотной кислоте.
Целью настоящей дипломной работы является разработка технологии и
конструирование аппаратурного оформления установки растворения оксидов
урана с получением раствора уранилнитрата, предназначенного для
дальнейшего аффинажа.
Данный дипломный проект посвящен разработке технологического
процесса.
Проведен аналитический обзор литературы по данной тематике. Дан
анализ физико-механических характеристик веществ, участвующих в
технологическом процессе.
Разработана аппаратурно-технологическая схема установки
растворения оксидов урана.
В достаточном объеме выполнены расчеты центрифуги.
Рассмотрены вопросы безопасности и экологичности проекта.
Произведен расчет затрат на ремонт и техническое обслуживание
установки, численности ремонтного персонала, а также проведено
планирование капитального ремонта центрифуги сетевым методом.
Сделаны выводы по проделанной работе.
ВВЕДЕНИЕ
Уран, в течение всего XIX и первой половины XX века почти не
привлекавший к себе внимание ученых, в последнее время приобрел
исключительно важное значение в связи с проблемой получения и
использования атомной энергии. Использование урана в атомной энергетике
основано на его специфических свойствах – радиоактивном распаде и
способности расщепляться под действием нейтронов с выделением большого
количества энергии.
Природный уран представляет собой смесь трех изотопов: 234U, 235U, 238
U. Относительное содержание этих изотопов в природном уране составляет:
234U-0,0057%, 235U-0,7204%, 238U-99,2739%.
Из этих изотопов лишь 235U является ядерным топливом. В природной
смеси, где много 238U и мало 235U, количество выделяемых нейтронов мало, и
цепная реакция не всегда возможна. Увеличение мощности потока нейтронов
достигают обогащением смеси легким изотопом 235U. Для этого разработано
несколько эффективных способов.
В качестве ядерного горючего необходимы соединения урана ядерной
чистоты, что достигается операцией аффинажа. В результате аффинажа уран
получают в виде одного из таких соединений, как уранилнитрат, диуранат
аммония, пероксид урана, уранилтрикарбонат аммония.
На СХК существует технология переработки природного урана в
гексафторид урана энергетической кондиции. Одним из этапов этой
переработки является экстракционный аффинаж раствора уранилнитрата,
полученного путем растворения концентрата оксидов урана сложного
состава, поступающего с горно-обогатительных фабрик, в азотной кислоте.
Целью настоящей дипломной работы является разработка технологии и
конструирование аппаратурного оформления установки растворения оксидов
урана с получением раствора уранилнитрата, предназначенного для
дальнейшего аффинажа.
В дипломном проекте разработана аппаратурно-технологическая
схема установки переработки природных концентратов урана.
Установка предназначена для передела концентратов урана,
поступающих с горно-обогатительного комбината, в раствор уранил нитрата,
удовлетворяющий техническим требованиям.
Установка оснащена средствами автоматизации и управления для
контроля процесса переработки.
В проекте спроектированы и рассчитаны следующие аппараты:
- центрифуга отстойного типа со шнековой выгрузкой осадка.
В результате проведенного расчета центрифуги были получены
следующие величины:
фактор разделения......................................................................................2000;
диаметр ротора, мм .................................................................................... 350;
длина ротора, мм ........................................................................................ 630;
радиус слива, мм ......................................................................................... 140;
частота вращения ротора, об/мин ........................................................... 3300;
производительность по суспензии, м3/ч .................................................... 1,4;
мощность электродвигателя, кВт ............................................................. 8,2;
В заключение выполнен сборочный чертеж центрифуги и ротора.
В разделе безопасности и экологичности разработаны мероприятия по
обеспечению безопасных условий труда и предотвращению загрязнения
окружающей среды.
В экономическом разделе были проведены следующие расчеты:
- планирование годового объема ремонтных работ и затрат на ремонт;
- разработку сетевого графика капитального ремонта ведущего
аппарата отделения - центрифуги.108
Общие затраты на капитальный, текущий ремонт и техническое
обслуживание на 2013 год составили 515995 рубля при трудоемкости работ
424.56 чел-ч.
Продолжительность капитального ремонта центрифуги составила 9
календарных дней, что несколько меньше нормативного времени простоя –
10,5 календарных дней.
По результатам проделанной работы можно сделать вывод о
жизнеспособности данного проекта установки растворения оксидов урана и
возможности его реализации при условии проведения всех необходимых
испытаний и экспертиз.
схема установки переработки природных концентратов урана.
Установка предназначена для передела концентратов урана,
поступающих с горно-обогатительного комбината, в раствор уранил нитрата,
удовлетворяющий техническим требованиям.
Установка оснащена средствами автоматизации и управления для
контроля процесса переработки.
В проекте спроектированы и рассчитаны следующие аппараты:
- центрифуга отстойного типа со шнековой выгрузкой осадка.
В результате проведенного расчета центрифуги были получены
следующие величины:
фактор разделения......................................................................................2000;
диаметр ротора, мм .................................................................................... 350;
длина ротора, мм ........................................................................................ 630;
радиус слива, мм ......................................................................................... 140;
частота вращения ротора, об/мин ........................................................... 3300;
производительность по суспензии, м3/ч .................................................... 1,4;
мощность электродвигателя, кВт ............................................................. 8,2;
В заключение выполнен сборочный чертеж центрифуги и ротора.
В разделе безопасности и экологичности разработаны мероприятия по
обеспечению безопасных условий труда и предотвращению загрязнения
окружающей среды.
В экономическом разделе были проведены следующие расчеты:
- планирование годового объема ремонтных работ и затрат на ремонт;
- разработку сетевого графика капитального ремонта ведущего
аппарата отделения - центрифуги.108
Общие затраты на капитальный, текущий ремонт и техническое
обслуживание на 2013 год составили 515995 рубля при трудоемкости работ
424.56 чел-ч.
Продолжительность капитального ремонта центрифуги составила 9
календарных дней, что несколько меньше нормативного времени простоя –
10,5 календарных дней.
По результатам проделанной работы можно сделать вывод о
жизнеспособности данного проекта установки растворения оксидов урана и
возможности его реализации при условии проведения всех необходимых
испытаний и экспертиз.