在现代核能体系中,核燃料后处理是实现核资源循环利用、降低放射性废物量的关键环节。而萃取设备作为后处理流程的核心装备之一,其性能直接影响工艺效率与安全性。目前常用的核用萃取设备主要包括混合澄清槽、脉冲萃取柱和离心萃取机三类。其中,离心萃取机凭借其独特优势,正逐渐成为核燃料后处理领域的研究热点与发展重点。
与依靠重力实现两相分离的混合澄清槽和脉冲萃取柱不同,离心萃取机通过高速旋转产生的离心力实现液-液两相快速分离。这一特点使其在核燃料后处理中展现出多项显著优势:液体存留量小、停留时间短,有利于提升核几何临界安全性和减少溶剂辐照损伤;分相性能优异,操作流比范围广;传质效率高、平衡速度快,且开停车方便;结构紧凑、占地空间小,具有良好的经济性。
尽管离心萃取机因含有轴承、电机等易损件,在远距离维修方面存在一定挑战,导致其在当前核燃料后处理厂的应用仍有限,但随着核电技术的发展,乏燃料中铀、钚浓度及燃耗水平不断提高,核临界安全与溶剂辐照问题日益突出,离心萃取机的独特优势愈发受到重视。因此,该设备被普遍认为是未来核用萃取设备的重要发展方向,各主要核国家均加大了对其关键技术的研究投入。
郑州天一萃取CWL-25M、CWL-50M等规格离心萃取机已经成功应用于核元素分离,主要是在核燃料前后处理、高放废液分离及关键核素提取等领域。CWL-M系列离心萃取机作为新一代高性能设备,专为无悬浮固体、高参数要求的萃取场合设计,在合适的萃取条件下,可以达到两相夹带少、萃取率高的效果。其可在强酸、强碱、强腐蚀性环境下稳定运行,具备更优的传质性能、更宽的操作弹性以及更便捷的开停车特性,充分满足PUREX流程对萃取设备的严苛要求。
随着我国自主设计建设大型核燃料后处理厂的推进,离心萃取机将在保障核安全、提升工艺效率方面发挥越来越重要的作用。