автоклавное устройство и способ испарения гексафторида урана

Формула изобретения

1. Автоклавное устройство для испарения гексафторида урана, содержащее корпус с крышкой, выполненной с возможностью открывания, причем крышка может плотно закрывать корпус таким образом, что корпус и крышка образуют сосуд высокого давления, съемный контейнер для гексафторида урана, который установлен в корпусе и заполнен твердым гексафторидом урана, подлежащим расплавлению и последующему испарению, средства открывания и закрывания контейнера с гексафторидом урана, выводную трубу, соединенную со средствами открывания и закрывания контейнера и предназначенную для вывода гексафторида урана из контейнера, и систему нагревания контейнера с гексафторидом урана, обеспечивающую возможность расплавления и последующего испарения гексафторида урана, содержащую водяной бак в нижней части корпуса и средство нагревания, которое предназначено для испарения воды, подаваемой в водяной бак с осуществлением нагревания водяным паром контейнера с гексафторидом урана, при этом указанный сосуд высокого давления, образованный корпусом и крышкой, имеет такие размеры, чтобы выдерживать давление, которое оказывает гексафторид урана, поступающий из контейнера с гексафторидом урана, в случае утечки.

2. Автоклавное устройство по п.1, в котором корпус удлинен и имеет практически вертикальную центральную ось.

3. Автоклавное устройство по п.1 или 2, в котором автоклав содержит опорную конструкцию для установки контейнера с гексафторидом урана на некотором расстоянии от дна автоклава внутри корпуса, а водяной бак выполнен на дне корпуса таким образом, что вода, подаваемая в бак, заполняет по меньшей мере часть объема между дном корпуса и контейнером.

4. Автоклавное устройство по п.3, в котором опорная конструкция является проницаемой для водяного пара.

5. Автоклавное устройство по п.4, в котором опорная конструкция включает металлическую сетку.

6. Автоклавное устройство по пп.1-5, в котором средство нагревания состоит из электрических резисторов, которые устанавливают внутри автоклава в нижней части корпуса.

7. Автоклавное устройство по пп.1-6, в котором средство нагревания предназначено для нагревания находящегося в контейнере гексафторида урана выше его точки плавления.

8. Автоклавное устройство по пп.1-7, в котором в точке контакта между крышкой и корпусом установлены по меньшей мере два уплотнения, между которыми имеется пространство, заполненное газом, при этом указанное пространство может быть соединено с системой кондиционирования воздуха для отвода газов в случае их утечки из автоклава.

9. Автоклавное устройство по п.8, в котором крышка корпуса содержит по меньшей мере два уплотнения, расположенные одно в другом, при этом пространство между этими уплотнениями соединяется через специальный агрегат с системой кондиционирования воздуха.

10. Автоклавное устройство по п.8 или 9, в котором уплотнения являются резиновыми уплотнениями.

11. Автоклавное устройство по пп.1-10, в котором сосуд высокого давления имеет такие размеры, чтобы выдерживать давление не менее 5 бар.

12. Автоклавное устройство по пп.1-11, в котором контейнер для гексафторида урана имеет достаточно большой объем для размещения по меньшей мере 12500 кг гексафторида урана.

13. Автоклавное устройство по пп.1-12, в котором контейнер для гексафторида урана содержит выводную трубу, к которой присоединен клапан и рукоятка для открывания и закрывания контейнера, при этом выводная труба соединена с трубой, которая проходит сквозь корпус, и по меньшей мере часть трубы выполнена из гибкого материала.

14. Автоклавное устройство по п.13, в котором клапан трубы, отводящей пар UF₆, расположен внутри корпуса.

15. Автоклавное устройство по п.13 или 14, в котором отводящая труба содержит гофрированную трубу.

16. Автоклавное устройство по п.15, в котором верхняя часть корпуса содержит цилиндрическую рубашку, которая установлена на некотором расстоянии от внутренней поверхности корпуса с образованием между внутренней поверхностью корпуса и рубашкой канала, предназначенного для подачи пара к верхней части контейнера с гексафторидом урана.

17. Автоклавное устройство по пп.1-16, в котором сборник конденсационной воды, имеющий форму воронки, устанавливают под контейнером с гексафторидом урана для подачи водяного пара, конденсирующегося на поверхности контейнера с гексафторидом урана, в водяной бак, расположенный на дне корпуса.

18. Автоклавное устройство по пп.1-17, в котором наружная поверхность снабжена крепежным средством для подвески автоклавного устройства на опорной раме.

19. Способ испарения гексафторида урана из контейнера, включающий установку контейнера с твердым гексафторидом урана в автоклав, закрывание автоклава, нагревание гексафторида урана в контейнере до перехода его в жидкое состояние, испарение гексафторида урана, вывод паров гексафторида урана из контейнера по выводной трубе и их дальнейшее использование, причем используемый автоклав содержит корпус с крышкой, которая выполнена с возможностью открывания и герметичного закрывания относительно корпуса, так что корпус и крышка образуют сосуд высокого давления, имеющий такие размеры, чтобы выдерживать давление, которое оказывает гексафторид урана, поступающий из контейнера с гексафторидом урана, в случае утечки, и нижнюю часть, которая образует водяной бак, при этом водяной бак заполняют водой, которую нагревают нагревательным средством для последующего нагревания гексафторида урана до расплавления и испарения.

20. Способ по п.19, в котором испарение урана контролируют путем измерения массы автоклава и прекращают нагревание воды после испарения по меньшей мере 99% гексафторида урана, исходя из измерения массы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоклавному устройству согласно п.1 формулы изобретения.

В общем случае устройство такого рода содержит автоклав, включающий корпус с крышкой, расположенной в верхней части корпуса, контейнер с гексафторидом урана, который может быть заменен при необходимости аналогичным контейнером, и систему нагревания контейнера с гексафторидом урана. Устройство содержит также выводную трубу, по которой гексафторид урана (UF₆) можно подавать на последующие операции.

Настоящее изобретение относится также к способу испарения гексафторида урана согласно п.20 формулы изобретения.

Гексафторид урана используют, как правило, в качестве сырья на обогатительных заводах для производства урана или в качестве обогащенного сырья для топливных таблеток, применяемых на атомных электростанциях. Этот материал обладает чрезвычайной химической активностью и даже при комнатной температуре имеет очень высокую флуоресценцию. Гексафторид урана реагирует с большинством металлов и других материалов. Поэтому достаточно сложно найти инертные материалы для применения в качестве конструкционных материалов, которые выдерживают его воздействие. Наилучшие материалы включают никель, алюминий, магний, медь и их сплавы. Примеры синтетических материалов включают фторированные полиэтилены, в частности тетрафторированный полиэтилен (тефлон). Выбор материала для контейнеров, предназначенных для хранения и обработки гексафторида урана, зависит от концентрации в нем расщепляемого изотопа U-235. Контейнеры для материала с высокой концентрацией изготавливают из никеля и количество гексафторида урана, которое хранят в них, составляет порядка нескольких килограммов. Контейнеры для материала с низкой концентрацией изготавливают из специальной углеродистой стали и количество гексафторида урана, которое хранят, транспортируют и обрабатывают в них, может достигать 12,5 тонны.

Гексафторид урана также является токсичным и радиоактивным соединением, которое при нормальных условиях представляет собой твердое вещество. Вследствие его токсичности все устройства и технологические процессы, применяемые для обработки гексафторида урана, должны удовлетворять чрезвычайно высоким техническим требованиям. Это особенно важно для перерабатывающих заводов, где персонал и окружающая среда подвергаются значительной опасности поражения в процессе использования, хранения и ремонтных работ.

Согласно известной технологии на перерабатывающих заводах гексафторид урана подают на соответствующую операцию способом непосредственной сублимации из твердой фазы. В этом случае стальной контейнер с гексафторидом урана нагревают в простом, обычном автоклаве, а нагревание обычно выполняют с использованием пара, который снаружи подают в автоклав, или циркулирующего горячего воздуха. Кроме того, используют термостаты, в которых контейнер нагревают индукционным способом, т.е. металлический корпус контейнера нагревают индукционным током. Во всех этих случаях гексафторид урана внутри контейнера нагревают до определенной температуры, которая должна быть ниже тройной точки 64^oС гексафторида урана. Ниже этой температуры в контейнере содержится только твердая и газообразная фаза. Газ, сублимируемый из твердого гексафторида урана, подают в технологический процесс.

Для этого традиционного способа существенным является проведение сублимации при температуре, меньшей 64^oС, и под давлением, более низким, чем нормальное атмосферное давление. При этом в случае возможной утечки гексафторид урана не сможет попасть в автоклав или в термостат и далее - в окружающую среду. В этом случае от автоклава или термостата не требуется специальной герметичности, они не подвергаются высоким нагрузкам и поэтому могут иметь простую конструкцию. Вокруг автоклава или термостата не требуется специальной защитной оболочки, поскольку, как указано выше, в случае утечки газообразный гексафторид урана не может попадать в окружающую среду. Следует подчеркнуть, что в соответствии с регламентом наличие в системе жидкой фазы гексафторида урана не допускается, поскольку при испарении давление его паров фактически выше нормального атмосферного давления, что в случае утечки вызывает опасность попадания гексафторида урана в окружающую среду.

Самый большой недостаток известных устройств и способа заключается в том, что они не могут обеспечить существующих требований к скорости сублимации. В настоящее время выход газа составляет примерно 40 г/с.

Задачей настоящего изобретения является устранение известных недостатков и создание совершенного нового технического решения для производства гексафторида урана.

В частности, задачей настоящего изобретения являются устройство и способ, которые позволят отказаться от применения защитных оболочек, однако, в то же время обеспечат выполнение существующих критериев безопасности при испарении UF₆, а также технических и экономических требований, существенных для конструкции и эксплуатации автоклава.

Идея изобретения основана на том, что нагревательное устройство автоклава располагают внутри корпуса, а контейнер с UF₆ нагревают водяным паром, который получают внутри корпуса. Воду испаряют в нижней части автоклава для нагревания элементов, установленных внутри герметичного корпуса таким образом, чтобы при конденсации пара теплота, которая выделяется на металлической поверхности контейнера с гексафторидом урана, расположенном в автоклаве, вызывала плавление UF₆ внутри контейнера с образованием жидкости и ее испарение. UF₆ выводят из автоклава в виде пара по трубопроводной системе и используют в различных процессах переработки урана.

Согласно настоящему изобретению автоклав содержит корпус с крышкой, образующий при закрывании крышки сосуд высокого давления. В корпусе установливается контейнер, заполненный твердым гексафторидом урана, подлежащим расплавлению и последующему испарению. В автоклаве предусмотрены средства открывания и закрывания контейнера, а также соединенная с ними выводная труба для вывода из контейнера гексафторида урана.

Используемая в автоклаве система нагревания обеспечивает возможность расплавления и последующего испарения гексафторида урана. Система нагревания содержит водяной бак, расположенный в нижней части корпуса, и средство нагревания, предназначенное для испарения воды, подаваемой в водяной бак.

Клапан трубы, отводящей парообразный UF₆, предпочтительно расположен внутри корпуса. Корпус представляет собой сосуд высокого давления с размерами, обеспечивающими достаточную прочность, чтобы выдерживать давление гексафторида урана, выходящего из испарительного контейнера. При этом место соединения крышки с корпусом предпочтительно выполнено с двумя параллельными уплотнениями, пространство между которыми заполненно воздухом таким образом, чтобы в случае утечки пара его можно было безопасно откачать из пространства между уплотнениями, используя заводскую систему кондиционирования воздуха. Корпус автоклава служит в качестве защитной оболочки.

Согласно способу, предложенному в изобретении, контейнер с твердым гексафторидом урана устанавливают в автоклав, содержащий корпус с крышкой, выполненной с возможностью открывания и герметичного закрывания относительно корпуса. При этом корпус и крышка образуют сосуд высокого давления, имеющий такие размеры, чтобы выдерживать давление, которое оказывает гексафторид урана, поступающий из контейнера с гексафторидом урана в случае утечки. Автоклав закрывают и нагревают гексафторид урана в контейнере до тех пор, пока он не достигнет жидкого состояния. Для нагревания гексафторида урана нижнюю часть автоклава, образующую водяной бак, заполняют водой, которую нагревают нагревательным средством. При испарении гексафторида урана его пары выводят из контейнера по выводной трубе с последующим их использованием. Изобретение обладает существенными достоинствами. Так, автоклавное устройство и способ согласно изобретению обеспечивают возможность безопасного испарения токсичного гексафторида урана (UF₆) из контейнера в процессе очистки урана. Изобретение сочетает высокий выход гексафторида урана и высокую степень безопасности. В результате испытаний получен выход пара до 150 г/с. Поскольку обогатительные заводы ежегодно перерабатывают не менее нескольких тысяч тонн гексафторида урана, этот факт имеет большое экономическое значение.

Автоклав представляет собой отдельное устройство, которое, с одной стороны, обеспечивает подачу пара UF₆ на технологические операции, а с другой стороны, является конструкцией, предотвращающей утечку UF₆ в окружающую среду в случае возможной аварии. Высокая степень надежности и большая испарительная способность UF₆ делают новый безопасный автоклав весьма конкурентным альтернативным решением при разработке автоклавного устройства для урановой промышленности. Значительную экономию можно получить по затратам на строительство. Поскольку не требуется защитных оболочек, эксплуатация устройства существенно упрощается.

Если более подробно рассмотреть случай мелких утечек UF₆, можно установить, что опасность утечки UF₆ в окружающую среду неконтролируемым образом гораздо больше в обычных автоклавах, чем в автоклаве согласно изобретению. Фактически мелкие утечки UF₆ наиболее вероятно происходят через уплотнение крышки автоклава. Обычные автоклавы имеют одно простое заполненное воздухом резиновое уплотнение. В отличие от этого автоклав согласно предпочтительному варианту реализации настоящего изобретения снабжен двумя отдельными резиновыми уплотнениями, заполненными воздухом, при этом газы, вытекающие в случае утечки, откачиваются из пространства между уплотнениями с помощью заводской системы кондиционирования воздуха.

Действующие правила включают требование, согласно которому автоклав должен быть рассчитан на рабочее давление 5,0 бар, а в случае максимальной проектной аварии давление газовой смеси, состоящей из фтористого водорода, воздуха, водяного пара и UF₆, должно сохраняться.

На чертеже приведена основная конструкция автоклава согласно предпочтительному варианту реализации изобретения, вид сбоку.

"Автоклавное устройство" согласно изобретению содержит автоклав и контейнер для гексафторида урана, установленный в автоклаве. Открывающаяся крышка плотно закрывается на корпусе таким образом, что корпус и крышка образуют сосуд высокого давления. Система нагревания контейнера с гексафторидом урана содержит водяной бак, расположенный в нижней части корпуса, и нагревательные элементы, которые предназначены для испарения воды, подаваемой в водяной бак, с целью нагревания водяным паром контейнера с гексафторидом урана.

Согласно предпочтительному варианту реализации изобретения корпус удлинен и имеет практически вертикальную центральную ось. Крышка находится в верхней части корпуса. В такой автоклав просто устанавливать контейнер с гексафторидом урана и удалять его через верхнюю часть, например, с помощью крана. Вертикально удлиненная форма предпочтительна также с точки зрения использования пространства. Кроме того, особое достоинство заключается в том, что кольцевой канал, который остается между внутренней поверхностью автоклава и контейнером с гексафторидом урана, является относительно узким, что улучшает перенос тепла пара к гексафториду урана.

Автоклав имеет опорную конструкцию, образующую промежуточное дно, на которое можно установить контейнер с гексафторидом урана. Промежуточное дно пропускает водяной пар и содержит, например, металлическую сетку. Оно расположено на некотором расстоянии от дна автоклава, при этом дно корпуса образует пространство для контейнера, которое можно заполнить водой. Уровень воды предпочтительно оставлять ниже дна контейнера, при этом передачу тепла от паровой фазы через металлическую стенку к гексафториду урана можно легко контролировать.

Нагревательное средство или элементы располагаются в нижней части автоклава и могут быть использованы для нагревания воды, подаваемой в автоклав. Эти нагревательные элементы предпочтительно представляют собой электрические резисторы, которые располагают в контейнере таким образом, чтобы они оставались ниже установленного уровня воды.

Верхний конец контейнерной части автоклава снабжен крышкой, имеющей уплотнение относительно корпуса, что обеспечивает герметичность контейнера при воздействии давления. Автоклав должен выдерживать давление испаряющегося гексафторида урана, который выходит из контейнера, содержащего гексафторид урана, в случае аварии. Поэтому сосуд высокого давления имеет такие размеры, чтобы выдерживать давление не менее 5 бар. Для обеспечения достаточной геметичности соединения и предотвращения утечки гексафторида урана устанавливают по меньшей мере два уплотнения в точке контактирования (т.е. на уплотняющей поверхности) между крышкой и корпусом, при этом между указанными уплотнениями имеется пространство, заполненное газом, которое может соединяться с системой кондиционирования воздуха для того, чтобы контролируемым образом удалять газы, вытекающие из автоклава. Уплотнения, которые могут представлять собой заполненные воздухом уплотнения, в частности резиновые уплотнения, могут быть расположены одно в другом, при этом пространство между ними сообщается с системой кондиционирования воздуха посредством специального агрегата.

Контейнер для гексафторида урана автоклавного устройства согласно изобретению имеет объем, пригодный для промышленного применения. Он должен вмещать предпочтительно не менее 9000 кг гексафторида урана, более предпочтительно - до 12500 кг.

На чертеже подробно показаны конструкция контейнера для гексафторида урана и система его соединения с автоклавом. Однако в этой связи следует также упомянуть, что контейнер содержит выводную трубу с клапаном и присоединенной к нему рукояткой, которые образуют средство для открывания и закрывания контейнера. Клапан расположен внутри автоклава для предотвращения наружной утечки из автоклава. Выводная труба соединена с трубой, которая проходит сквозь корпус, при этом по меньшей мере часть указанной трубы выполнена из гибкого материала. Поскольку контейнер обладает достаточно большой массой и во всех металлических деталях имеют место температурные деформации, предпочтительно применять соединительную трубу, в частности гофрированную трубу, которая обеспечивает по меньшей мере небольшое боковое перемещение контейнера. Труба, в частности та ее часть, которая остается внутри автоклава, может быть снабжена нагревательной системой, например пассивным или активным электроизоляционным элементом.

Согласно изобретению гексафторид урана подают на последующую обработку путем его испарения из жидкой фазы. При этом стальной контейнер нагревают в автоклаве согласно изобретению водяным паром, который предпочтительно получают путем нагревания воды электрическими резисторами. Гексафторид урана в контейнере нагревают выше тройной точки 64^oС, при этом превалирующими фазами являются только газовая и жидкая фаза. Газ, образующийся при испарении гексафторида урана, подают на последующую обработку.

Как указано выше, предпочтительно выполнять испарение при температуре более 64^oС и под давлением, превышающим нормальное атмосферное давление, поскольку в этом случае можно существенно увеличить выход. Вследствие избыточного давления гексафторид урана может выходить из контейнера в случае утечки. Именно поэтому настоящее изобретение не использует обычный автоклав или термостат. Фактически это привело бы к существенной опасности утечки гексафторида урана в окружающую среду. В соответствии с правилами для устранения этой опасности обычный автоклав или термостат должен быть расположен внутри отдельной защитной оболочки. Однако конструкция защитной оболочки является дорогостоящей и создает технические проблемы при эксплуатации. Применение автоклава согласно изобретению дает возможность испарять гексафторид урана из жидкой фазы без использования защитной оболочки, однако, в то же время, обеспечивая отсутствие попадания гексафторида урана в окружающую среду в случае утечки.

Резюмируя способ согласно изобретению, можно указать, что контейнер с гексафторидом урана помещают в автоклав, автоклав закрывают, гексафторид урана нагревают в контейнере до перехода в жидкое состояние, пары гексафторида урана выводят из контейнера и подвергают дальнейшей переработке. Способ использует автоклав, в нижней части которого устанавливают водяной бак, заполняемый водой, которую нагревают для нагрева гексафторида урана. После испарения гексафторида урана предпочтительно измеряют массу автоклава, при этом нагревание воды прекращают после испарения по меньшей мере 95% по массе, предпочтительно - по меньшей мере 98% по массе и более предпочтительно - по меньшей мере 99% по массе, исходя из измерения массы. Поэтому наружный корпус автоклава снабжен средством закрепления для подвески автоклавного устройства к наружной раме, которая имеет весы, позволяющие контролировать массу автоклава.

Ниже описан вариант реализации изобретения согласно прилагаемому чертежу.

На чертеже показан корпус автоклава, содержащий в верхней части крышку 6, которую можно открывать, уплотнения 7 крышки, контейнер 2 с гексафторидом урана, в нижней части которого на чертеже показан жидкий гексафторид 9 урана, электрические резисторы 4 для нагревания воды 13 в нижней части автоклава, рукоятка 14, проходящий сквозь стенку автоклава для открывания и закрывания клапана 5 контейнера с гексафторидом урана, отводящая труба 8, проходящая сквозь стенку для вывода пара 10 гексафторида урана, цилиндрическая рубашка 3 внутри автоклава для подвода водяного пара 12 к поверхности верхней части контейнера с гексафторидом урана и воронка 11 для сбора конденсата в нижней части автоклава.

При нормальных условиях, описанных выше, устройство действует следующим образом.

Контейнер 2 с UF₆ согласно чертежу, объем которого составляет, например, 4 м³, а общая масса в заполненном состоянии, например, около 14 тонн, загружают в вертикальном положении в автоклав 1 с помощью подъемного крана при открытой крышке 6. Опорная конструкция, которая встроена в автоклав и не показана на схеме, удерживает контейнер в нужной позиции. Закрывают крышку 6 и включают резисторы 4. При этом вода 13 в нижней части автоклава начинает нагреваться и через определенное время закипает. Образующийся водяной пар 12 через пространство между направляющим цилиндром 3 и стенкой автоклава проходит в верхнюю часть автоклава, где попадает на металлическую поверхность контейнера 2, которая имеет комнатную температуру. Водяной пар конденсируется, а выделяющееся тепло передается через металлический корпус твердому материалу UF₆ 9, постепенно нагревая его до температуры 64^oС, при этом он начинает плавиться. Водяной пар подводят к верхней части автоклава таким образом, чтобы UF₆ начинал плавиться с верхней части контейнера. Это вызвано тем, что UF₆ при плавлении начинает расширяться. Если плавление начнется в нижней части контейнера, локальная зона плавления UF₆ может образоваться между стенкой контейнера и твердым UF₆. Расширение UF₆ может вызывать повреждение стенки контейнера и, следовательно, утечку UF₆. Теплота, необходимая для плавления, передается UF₆ от непрерывно конденсирующегося пара, при этом фронт плавления перемещается сверху к нижней части контейнера и от краев к центру контейнера. Под действием силы тяжести конденсат стекает по стенкам контейнера к нижней части направляющего цилиндра 3 и далее к дну контейнера, где он повторно испаряется. Когда весь UF₆ оказывается расплавленным (температура расплавленного UF₆ составляет около 100^oС, а давление в контейнере около 4,3 бар), клапан 5 контейнера открывают, при этом пар 10 UF₆ начинает выходить из автоклава по отводной трубе 8 и поступает на следующую операцию (расход составляет около 150 г/с). После того, как весь пар UF₆ будет подан на следующую операцию, электрические резисторы 4 выключают, и клапан 5 контейнера закрывают. Крышку автоклава открывают и оставляют контейнер охлаждаться. Затем пустой контейнер удаляют с помощью подъемного крана. Новый контейнер помещают в автоклав и повторяют вышеуказанные операции. Таким образом, можно непрерывно подавать UF₆ в технологический процесс, обеспечивая последовательное поступление из нескольких контейнеров.

Функционирование автоклава в случае утечки UF₆

При конструировании автоклава используется такой критерий обеспечения безопасности, чтобы в случае неисправности одной из частей системы какая-либо другая часть системы заменяла функционирование неисправной части и чтобы в случае возможной аварии не возникало опасности для здоровья персонала или окружающей среды.

При рассмотрении потенциальной опасности систем испарения UF₆ наиболее критичными деталями автоклава, которые следует проверять особенно тщательно, являются клапанный механизм 5 контейнера UF₆, показанный на чертеже, и присоединенная к нему тонкостенная, гибкая отводная труба 8, проходящая внутри автоклава. При использовании системы к гибкой части отводной трубы через определенные интервалы времени прикладывают механическую нагрузку во время установки и съема контейнера. Поэтому эта деталь считается наименее надежной.

Допустим, что гибкая отводная труба 8 ломается и автоматическое устройство, закрывающее клапан 5 контейнера, выходит из строя. При этом пар UF₆ может свободно вытекать внутрь автоклава. Утечка приводит к увеличению давления, которое автоклав должен выдержать. Максимальное давление внутри автоклава, вызываемое утечкой, оценивается следующим образом: в исходном положении контейнер нагревают водяным паром, который образуется из воды в нижней части автоклава с помощью электрических резисторов, помещенных в воду. Объем контейнера составляет 4 м³, а количество нагретого до 100^oС, жидкого UF₆ внутри контейнера - около 12 тонн.

Если гибкая отводящая труба ломается, то UF₆ в газообразной форме начинает вытекать под давлением 4,3 бар из контейнера в автоклав, где давление смеси водяного пара и воздуха составляет около 2 бар (парциальное давление воздуха - около 1,0 бар и давление пара - около 1,0 бар).

Внутри автоклава UF₆ реагирует с водяным паром, образуя твердый фтористый уранил и фтористый водород, который вызывает увеличение давления в автоклаве. Увеличение давления в автоклаве приводит к включению аварийной системы защиты, при этом нагревание отключается, и клапан контейнера закрывается. Однако вышедший из строя клапан не закрывается, и утечка UF₆ в автоклав продолжается.

Когда давление газовой смеси в автоклаве достигнет давления UF₆ в контейнере (4,3 бар), утечка UF₆ через сломанную трубу прекратится, и давление стабилизируется.

Через 10 минут после аварийного повышения давления в автоклаве персонал закрывает клапан контейнера вручную. Примерно через 30 минут начинается откачивание газовой смеси из автоклава.

Функционирование обычного автоклава в случае утечки UF₆

При рассмотрении функционирования обычных автоклавов в случае одновременной поломки гибкой трубы, отводящей UF₆, и неисправности механизма, закрывающего клапан, можно отметить, что связанная с этим опасность настолько велика, что автоклав приходится устанавливать:

А. В стальной оболочке или

В. В отдельном защитном здании.

Защита персонала и окружающей среды требует принятия определенных мер в обоих альтернативных случаях:

А. Защитная оболочка должна постоянно сообщаться с вентиляцией, снабженной соответствующими поглотителями. При испарении UF₆ персонал не должен допускаться в помещения.

В. Вентиляция здания, в котором установлен автоклав, должна быть снабжена достаточным количеством поглотителей. Поскольку объем производственного помещения является весьма значительным, система вентиляции требует больших капиталовложений. Персонал должен быть обеспечен соответствующими средствами защиты, в частности газовыми масками. В случае аварийной утечки необходимо производить эвакуацию из помещения.