NO145496B - Fremgangsmaate ved behandling av gassblanding, samt anordning for utfoerelse av fremgangsmaaten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte ved separasjon av gassblandinger, spesielt isotopblandinger, ved hvilken gass ledes gjennom en kaskade av flere trinn, hvorav hvert inneholder en separator, samt en anordning for utfør-else av fremgangsmåten.

Den ovennevnte fremgangsmåte er karakterisert ved at gassene som kommer ut fra separatorene fra flere trinn i kaskaden ledes til en enkelt kompressor idet i det minste gassene som tas ut fra noen separatorer har forskjellig sammensetning,

at gassene sammenfattes til en eneste gass-strøm, hvis sammensetning på i og for seg kjent måte gjennom et tverrsnitt av gass-strømmen varierer fra et minimum med hensyn til konsentrasjonen av en av de separerte gasser til et maksimum

av denne konsentrasjonen, at gass-strømmen ledes gjennom kompressoren hvorunder forskjellene i gass-strømmens sammensetning forblir uforandret, og at gass-strømmen oppdeles i flere delstrømmer, hvorav minst noen har forskjellig sammensetning, og disse delstrømmer ledes gjennom kaskadens videre trinn.

Foretrukne utførelsesformer fremgår av de senere følgende underkrav 2-10.

Oppfinnelsen omfatter videre en anordning som er karakterisert veden kaskade av flere trinn, som hvert har en separator, en kompressor, en innretning for uttak av gasser med forskjellige sammensetninger fra flere separatorer som er anordnet i kaskadens, forskjellige trinn og for tilførsel av gasser til kompressoren, idet innretningen forener gassene til en eneste gass-strøm hvis sammensetning på i og for seg kjent måte varierer gjennom et snitt av gass-strømmen som går på tvers av strømningsretningen fra et minimum med hensyn til konsentrasjon av gassen som skal adskilles til et maksimum av denne konsentrasjon, og en innretning for oppdeling av gass-strømmen som kommer ut fra kompressoren i flere delstrømmer, hvorav minst noen har forskjellige sammensetninger, og for føring av disse delstrømmer gjennom ytterligere trinn av kaskaden.

Foretrukne utførelsesformer av anordningen fremgår av de senere følgende underkrav 12-19.

I den etterfblgende detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen blir denne beskrevet og illustrert for enkelhets skyld med "henvisning til en prosess for isotop-separasjon med en fra-skilling på 1/5, dvs. at fraksjonen av innmatningsstrommen som fores ut av skilleelementene som en anriket strom utgjor 1/5 på massestrombasis, og den anrikede strom er 1/4 av den utarmede strom som forlater elementet, på massestrombasis. Eksemplet vedrorer det tilfelle hvor de anrikede og utarmede strommer som fores ut av et slikt element har det samme try"kk.

Eksemplet kan anvendes på en prosess hvori en strom av fluidum kun bestående av en prosessgass (såsom UF, som skal anrikes

235

med hensyn til U ) behandles eller en prosessgass i hvilken en strom av fluidum omfatter en blanding av en prosessgass.og en bæregass såsom hydrogen eller helium behandles. Imidlertid i alle de etterfølgende henvisninger til en isotop komposisjon og massestrom av en strom av gass henviser til den isotope komposisjon og massestrommen av prosessgassen i strommen.

Oppfinnelsen skal beskrives ved hjelp av eksempel og under henvisning til de vedlagte tegninger: Fig. IA viser skjematisk et flyteskjema for en del av et kaskade-arramngement egnet for 1/5 fraksjonering,

fig. 1 viser et aksielt delsidesnitt av apparatet for behandling av et fluidum i henhold til foreliggende oppfinnelse,

fig. 2 viser et stromningsdiagram for apparatet ifolge fig. 1,

fig. 3A - 3H viser skjematiske stromninger gjennom forskjellige tverrsnitt av apparatet ifolge fig. 1,

fig. 4 viser et stromningsdiagram for et diagram for et apparat tilsvarende det vist i fig. 1, men tilpasset til å ha en lavere sirkulasjonsgrad enn apparatet ifolge fig. 1,

fig. 5A - 5D viser snitt tilsvarende de vist i fig. 3A - 3H

for stromningsdiagrammet ifolge fig. 4,

fig. 6 viser et stromningsdiagram for et apparat tilsvarende det vist i fig. 1, men tilpasset for å ha en storre sirkulasjonsgrad enn apparatet ifolge fig. 1,

fig. 7A - 7P viser tilsvarende snitt som de vist i fig. 3A - 3H for stromningsdiagrammet ifolge fig. 6,

fig. 8 viser et delvis gjennomskåret sideriss av et annet apparat for behandling av et fluidum i henhold til foreliggende oppfinnelse i retningen linjen VIII - VIII i fig. 9,

fig. 9 viser et delvis gjennomskåret oppriss av apparatet i fig. 8 i retningen for linjen IX - IX i fig. 8, og

fig. 10 viser en del av apparatet i fig. 8 og 9 i detalj, sett i retningen linjen X - X i fig. 9.

I fig. IA betegner henvisningsnummeret 1 generelt en del av en blokk som utgjor en del av et kaskade-arrangement/idet kaskade-arrangementet utgjores av et antall blokker som er sammenbundet i serie. Hver blokk omfatter et antall i det vesentlige identiske trinn 2 og hvert trinn 2 på sin side omfatter en isotop-separator 3, en varmeutveksler 4 og en kompressor 5 tilpasset for å sirkulere en gass-strom i serie gjennom varmeveksleren 4 og separatoren 3. Trinnene 2 er sammenbundet ved hjelp av innmatningsstrommene 6, anrikede strommer 7 og utarmede strommer 8. Hver innmatningsstrom 6 som innfores i trinn 2 utgjores av strommene 7 og 8 fra to ytterligere forskjellige trinn 2 og fores via en tilhorende kompressor 5 og varmeveksleren 4 til den tilhorende separator 3 hvor den deles i ytterligere strommer 7 og 8. De ytterligere strommer fores på sin side til to ytterligere trinn 2. I fig. IA er en del av blokken vist å omfatte tre grupper

9 av fire trinn 2 hver. Hver gruppe mottar som innmatning

fire anrikede strommer 7 fra den foregående gruppe og en utarmet strom 8 fra den etterfølgende gruppe 9. Trinnene kan betraktes som å være forbundet i serie med anrikede strommer 7 som strommer motstroms til de utarmede strommer 8 langs kaskaden. Hvert trinn er således vist å motta som en del av innmatningen en utarmet strom 8 fra det etterfølgende trinn, og som en del av dens innmatning den anrikede strom fra det trinn som ligger fire etter i serien, idet serien ansees å skride fremover, sammen med anrikningsgraden for strommene langs kaskaden. Hver strom 7 er 1/4 av strommen 8 som forlater det samme trinn på massestrombasis. Strommene 7 og 8 kombineres til å danne hver strom 6 som har omtrent den samme isotopsammensetning.

Kaskade-arrangementet har en innlopsmatestrom, en endelig anriket utlopsstrom og en endelig utarmet strom (ikke vist) og hastigheten^med hvilket fluida medtas inn i eller trekkes ut av kaskaden via disse strommer, kontrolleres for å oppnå de onskede massestromningshastigheter og isotopsammensetninger gjennom kaskade-arrangementet. De indre tilknytninger i trinn 2, beskrevet ovenfor, er for de indre trinn som er innenfor blokken fjernt fra dens.grenser. Ved blokkens grenser, dvs. på grenseflaten mellom blokken og tilstotende blokker vil blokken ha avsluttende trinn hvis tilknytning til andre trinn kan være forskjellig fra tilknytningene for de beskrevne trinn 2,.avhengig av kaskadens konstruksjon.

I fig..1 betegner henvisningsnummeret 10 et apparat i henhold til oppfinnelsen og som er egnet for isotop^-separasjon av gasser. Apparatet 10 omfatter et indre hus 12 og et ytre hus 14 som omslutter det indre hus 12. Huset 12 er hulsylindrisk og åpenendet og har en smal del 12.1 og en bred del 12.2 sammenbundet med en avskrånende del 12.3. Likeledes er det ytre hus 14 hulsylindrisk med en smal del 14.1 og en bred del 14.2 forbundet med en avskrånende del 14.3. Endene av det ytre hus er lukket. Den smale del 12.1 er lokalisert i den smale del 14.1, den brede del 12.2 i den brede del 14.2 og den avskrånende del 12.3 i den avskrånende del 14.3.

Huset 12 definerer en kanal 16 med en smal del 16.1 som åpner seg inn i den smale del 14.1 i huset 14, samt en bred del 16.2 som åpner seg inn i den brede del 14.2 i huset 14. Husene 12, 14 er koaksiale og de åpne ender av huset 12 er adskilt aksielt innover fra de lukkede ender av huset 14. Husene 12,'14 definerer mellom seg en ringformet kanal 18 med en smal del 18.1 som kommuniserer med den smale del 16.1 i kanalen 16,

og en bred del 18.2 som kommuniserer med den brede del 16.2

i kanalen 16. Kanalene 16, 18 sammen med den således definerte endelose kanal eller kretslop, med en indre rorformet del danr net av kanalen 16 og en ytre ringformet del, i hvilken den. indre del er lokalisert, definert, av kanalen 18.

Et aksialt skovlhjul i form av en aksialkompressor 20 for^ synt med en aksel 20.1 og en antall turbinblader 20.2 er anordnet i kanalen 16. Akselen 20.1 er koaksial med kanalene

16, 18 og utstrekker seg innover fra det ytre av huset 14 inn

i den smale del 16.1 i kanalen 16. Turbinbladene 20.2 er anordnet i den smale del 16.1 i kanalen 16.

En varmeveksler omfattende et hullet varmeveksleelement 2 2 er anordnet i kanalen 16. Varmeveksleren 22 utstrekker seg over den brede del 16.2 i kanalen 16, tilstotende den avsmalende del 12.3 i huset 12.

En separator 24 innbefattende et antall isotop-gass-separasjons-elementer 26 er anordnet i den brede del 16.2 i kanalen 16,'

og varmeveksleren 22 er således anordnet mellom separatoren 24 og skovlhjulet 20. Elementene 26 er hvert forsynt med et innlop 26.1 som kommuniserer med kanalen 16 og er rettet mot den smale del 16.1 av kanalen 16. Et hovedutlop 26.2 kommuniserer med kretslopet og er rettet mot den lukkede ende av den brede del 14.2 i huset 14, og mot minst et ytterligere utlop mellom hovedutlopet og innlopet. Elementene er, vist i fig.

1 - 7, av typen som har en fraksjonering på 1/5, dvs. de se-parer innmatningsstrommen i en anriket strom og en utarmet strom, idet den anrikede strom utgjor 1/4 av den utarmede strom, regnet på massestrombasis. To skilleanordninger 28, 30 er anordnet henholdsvis mellom varmeveksleren 22 og separatoren 24, og ved den frie ende av den brede del 16.2 i kanalen 16

og isolerer således et kammer 32 i kanalen 16 fra resten av kretslopet. Innlopene 26.1 og hovedutlopene 26.2 av elementene 26 er henholdsvis fra og til kretslopet utenfor kammeret 32, mens de ytterligere utlop forer inn i kammeret 32. Kammeret 32 har en aksialt anordnet utlopskanal 34 som utstrekker seg aksialt fra kammeret 32 og ut gjennom enden av den brede del 14.2 i huset 14. Det vil forståes at det ytterligere utlop i hvert element 26 kan istedenfor å være et enkelt definert utlop omfatte en permeabel overflate på elementet, avhengig av isotop-separasjonsprosessen som kommer i betraktning.

Et hovedinnlop 36 i form av et ror forer inn i den brede del 18.2 av kanalen 18 og er rettet inn i kanalen 18 i en aksial retning mot den smale del 18.1 av kanalen. Et hovedutlop 38

i form av et ror er anordnet i den brede del 18.2 av kanalen og

er rettet mot kanalen 18 i den motsatte aksiale retning for innlopet 36. Innlopet 36 og utlopet 38 er anordnet ved diametralt motsatte posisjoner langs omkretsen av kanalen 18.

Et ytterligere innlop i form av en kanal 40 forsynt med fire sekundære kanaler 40.1, 40.2, 40.3 og 40.4. utstrekker seg

rundt periferien av huset 14.

Kanalen 40 har et antall stromningsforbindelser fra de sekundære kanaler 40.1 - 40.4 inn i den ringformede kanal 18, hvilke er anordnet langs periferien av den ringformede kanal 18. Plas-seringen av disse stromningsforbindelser, hvorav to er vist i fig. 1, merket med henvisningstallet 42, vil bli beskrevet mere detaljert i det etterfølgende.

Kanalen 34 er likeledes innvendig oppdelt ved hjelp av skilleanordninger til fire sekundære kanaler 34.1, 34.2, 34.3 og 34.4. som åpner seg via stromningsf orbindelsene inn i kammeret 32. Arrangementet vedrorende stromningsforbindelsene vil bli beskrevet nærmere i det etterfølgende.

Avboyningsanordninger er anordnet i den ringformede kanal 18

og er tilpasset for å avboye fluidumstrbmmen langs kanal 18. Virkningen av disse avboyningsanordninger vil bli beskrevet

mer detaljert i det etterfølgende. Avboyningsanordningene omfatter et antall avbbyningselementer, fortrinnsvis i form av kurvede avboyningsplater (ikke vist) i kanalen 18. Platene utstrekker seg mellom husene 14 og 12, og når de sees fra en kant, i en radielt innoverrettet retninga, utstrekker seg i en vinkel i forhold til lengdedimensjonen, dvs. polaraksen for apparatet 10. Platene er lokalisert langs en perifer ring ved 44, umiddelbart oppstroms for hovedinnlopet 36.

Driften av apparatet vil nå bli beskrevet med henvisning til

fig. 2,hvori referansenummeret 46 generelt betegner et stromningsdiagram for apparatet ifolge fig. 1, samt til figurene 3A - 3H i hvilke referansenummerene 48 generelt betegner forskjellige tverrsnitt av apparatet 10 i fig. 1. Hvis ikke noe annet er angitt henviser like referansenummere seg til like deler.

Apparatet 10 danner en modul tilpasset for å huse en gruppe trinn som utgjor en del av en blokk i et kaskade-arrangement for en isotop-separasjonsprosess for gasser, og det er et antall lignende moduler forbundet i serie. En isotop gassblanding omfattende en forste komponent og en andre komponent som adskiller seg isotopisk fra den forste komponent, beveges langs serien.

I hver modul skjer en isotop-separasjon sted, hvorved gass-blandingen deles i to strommer, dvs. en strom som er anriket med hensyn til den onskede bestanddel, f.eks. den forste komponent og en strom som er utarmet med hensyn tii den onskede komponent.

Hver modul mottar som innmatning den anrikede strom fra en foregående modul i serier og den utarmede strom fra en etter-følgende modul i serien. Den anrikede strom fra en foregående modul betegnes generelt med 50 og fores langs kanalen 40. Strommen 50 deles i fire understrømmer 50.1, 50.2, 50.3 og 50.4. Disse understrømmer har forskjellige isotopsammensetninger,

dvs. deres konsentrasjon eller grad av anrikning med hensyn til den onskede komponent, definert som forholdet på masse-basis mellom den onskede (forste) komponent og den andre komponent er forskjellige. Disse strommer fores henholdsvis langs de sekundære kanaler 40.1, 40.2, 40.3.og 40.4. Den utarmede strom fra den etterfølgende modul betegnes generelt med henvisningstallet 52.

Den utarmede strom 52 innfores i kanalen 18 i apparatet 10

via hovedinnlbpet 36. Den sekundære kanal 40.1 har en enkel stromningsforbindelse 4 2 inn i kanalen 18 og denne stromningsforbindelse er umiddelbart nedstrøms for og aksielt sammen-fallende med innlopet 36. Understrømmen 50.1 har i det vesentlige den samme isotopsammensetning som strommen 42. Om onsket, kan blandeanordninger eksempelvis et munnstykke, ledeplate e.l. anordnes ved forbindelsen 42 for å fremme blanding mellom de to strommer 52 og 50.1. Slike blandeanordninger kan anordnes for hver forbindelse 42, som beskrevet i det etterfølgende.

Den kombinerte strom dannet av understrom 50.1 og strommen 52 strommer aksielt langs kanalen 18 mot den smale ende 14.1 i huset 14. Denne strom finner sted i det vesentlige langs en sektor i kanalen 18 og den kombinerte strom fores inn i kompressoren 20, hvor den strommer langs en sektor av kompressoren 20 og inn i kanalen 16, indikert ved henvisningsnummeret 54 i figurene 2 og 3A.

Stromningen av strommen 50.1, 52 langs sektorene i kanalen 18. og 16 gjennom kompressoren 20 er slik at det er liten blanding med strommene som strommer langs den. Strommen 50.1, 52 danner således en sektor av en ringformet strom som utgjor den totale strom gjennom kanalen 18, og en sektor av den ringformede eller sirkulære strom som utgjor den totale strom langs kanalen 16. Når den kombinerte strom 50.1, 52 fores gjennom kompressoren 20 vil sektoren av den totale strom som fores langs kanalen 16 bli forflyttet i en periferiretning som er periferiretningen som bladene 20.2 i kompressoren 20 roterer. Sektoren 54 i kompressoren 20 vil således folge en skrueformet bane i kom-pressorens lengderetning. Det vil imidlertid ikke skje noen vesentlig blanding av denne strom med strommer i tilstotende sektorer. Strommen 50.1, 52 i sektoren 54 strommer langs kanalen 16 og fores inn i en sektor av varmeveksleren 22. Dens temperatur forandres i onsket grad når den fores gjennom varmeveksleren 22, hvoretter strommen fores inn i elementene 26 i den tilsvarende sektor i kammeret 32>via innlopet 26.1 til separatorelementene 26.

Sektorene i varmeveksleren 22 og kammeret 32 (dvs. separatoren 24) er indikert i fig. 2 og 3E med henvisningstallet 54.1. Disse sektorer 54.1 behover ikke være aksialt på linje med sektor 54 når den forlater kompressoren 20y som folge a<y> mulig-heten for en sirkulær virvel i periferiretningen i den totale strom langs kanalen 16 mellom kompressoren 20 og varmeveksleren 22 er forventet.

I den kombinerte strom 50.1, 52 skjer en isotop-separasjonsprosess i elementene 26 som utgjor sektoren 54.1 i separatoren 24.

I sektoren 54.1 av separatoren 24 skilles den kombinerte strom 50.1, 52 i en anriket strom 65.1 og en utarmet strom 58.1, idet elementene 26 har en fraksjoneringsevne på 1/5 med hensyn til prosessgassen. Den utarmede gass 58.1 fores ut av hovedutlopet 26.2 av elementene 26 som utgjor sektoren 54.1. Den anrikede strom fores ut av de sekundære utlop av elementene 26 inn i kammeret 32. I kammeret 32 vil den anrikede strom 65.1 fores inn i den sekundære kanal 34.1 i kanalen 34 og deretter fores til den neste modul i serien.

Den utarmede strom 58.1 fores inn i kanalen 18 og strommer aksialt langs en sektor i kanalen 18 til ringen av avlederplater ved 44. Den treffer en eller flere av disse avlederplater og deles i to understrømmer 58^1 som fores aksialt langs kanalen 18 og til de motsatte sider av innlopet 36. Den sekundære kanal:40.2 har et par stromningsforbindelser 42 til kanalen 18, plassert hvor understrømmene 58.1 passerer langs kanalen 18. Understrømmene 58.1 forenes via disse stromningsforbindelser 42 med understrømmen 50.2 fra den sekundære kanal 40.2. Understrømmene 50.2, 58.1 har i det vesentlige den samme isotopsammensetning. De kombinerte understrømmer 50.2, 58.1 fores aksialt langs kanalen 18 inn i den smale del 14.1 i huset 14 ved motsatte sider av den kombinerte strom 50.1, 52. Disse kombinerte understrømmer 50.2, 58.1 entrer et par av sektorene 60 i kanalen 16 ved kompressoren 20 på motsatte sider av sektoren 54. Det vil forståes at av hensyn til en enkel represen-tasjon er disse sektorer 60 vist som en enkelt sektor i fig. 2.

De kombinerte understrømmer 50.2, 58.1, som beskrevet for den kombinerte strom 50.1, 52, fores langs kanalen 16 vekk fra dens smale del 16.1, gjennom varmeveksleren 22 og inn i separatoren 24. Sektorene i varmeveksleren 22 og separatoren 24

som disse understrømmer fores gjennom eller inn i er betegnet med 60.1. Også i dette tilfellet er disse sektorpar indikert som en enkel sektor, i fig. 2, for varmeveksleren 22 og separatoren 24. Hver kombinert understrøm 50.2, 58.1 fores ;inn i elementene 26 i en av sektorene 60.1 i separatoren 24 via deres inniop 26.1.

I sektorene 60.1 i separatoren 24 vil de kombinerte understrommer 50.2, 58.1 hver deles i en anriket understrom 56.2 og en utarmet understrom 58.2. De anrikede understrommer 56.2 fores gjennom de sekundære utlop for elementene 26 i sektorene 60.1 inn i kammeret 32,og deretter via stromningsforbindelsene inn i sekundærkanalen 34.2 i utlopskanalen 34, til å gi en anriket strom 56.2 og deretter til den etterfølgende modul i seriene.

De utarmede understrommer 58.2 fores gjennom utlopene 26.2 i elementene 26 i sektoren 60.1 og inn i kanalen 18 på motsatte sider av strommen 58.1.

Understrømmene 58.2 fores langs kanalen 18 på motsatte sider

av strommen 58.1 og avboyes av avboyningsplatene ved 44 slik at de fores ytterligere langs kanalen 18 på sidene av de kombinerte understrommer 58.1, 50.2 fjernt fra den kombinerte strom 50.1, 52. Hvor understrømmene 58.2 fores radielt innover av kanalen 40 mottar de den anrikede strom 50.3 fra sekundærkanalen 40.3 via et par stromningsforbindelser 42. Den anrikede strom 50.3 har i det vesentlige den samme isotopsammensetning som understrommene 58.2.

De kombinerte understrommer 50.3, 58, 2 fores aksialt langs kanalen 18 bort fra avboyningspla tene ved 44 og mot den smale del 18.1 i kanalen. De kombinerte understrommer 50.3, 58.2

er hver plassert henholdsvis ved siden av de kombinerte understrommer 50.2, 58.1 fjernt fra den kombinerte strom 50.1, 52. De kombinerte understrommer 50.3, 58.2 fores inn i et par av sektorene 62 inn i kanalen 16 ved kompressoren 20 på siden av sektorene 60 fjernt fra sektoren 54. Også i dette tilfellet er sektoren 62 vist som en enkel sektor i fig. 2.

De kombinerte understrommer 50.3, 58.2, som beskrevet for den kombinerte strom 50.1, 52 fores langs kanalen 26 bort fra dens smale del 16.1 igjennom varmeveksleren 22 og inn i separatoren 24. Sektorene i varmeveksleren :22 og separatoren 24 som de kombinerte understrommer 50.3, 52 forer gjennom eller inn i er betegnet med 62.1. I fig. 2 er også disse sektorpar indikert som en enkel sektor for varmeveksleren 22 og separatoren 24. Hver understrom 50.3, 58.2 fores inn i elementene 26 i en av disse sektorer 62.1 i separatoren 24 via dens innlbp 26.1.

I sektorene^ 62.1 i separatoren 24 skilles de kombinerte understrommer 50.3, 58.2 i en anriket understrom 56.3 og en utarmet strom 58.3. De anrikede understrommer 56.3 fores gjennom de sekundære utlop av elementene 26 i sektorene 62.1 og inn i kammeret 32 og deretter via stromningsforbindelsene inn i den sekundære kanal 34.3 i utlopskanalen 34 og deretter til den etterfølgende modul i serien•

De utarmede understrommer 58.3 fores gjennom utlopene 26.2

i elementene 26 i sektorene 62.1 og inn i kanalen 18, henholdsvis ved sidene av under strommene 58.2 fjernt fra strommen-j58.1.

Understrommene 58.3 fores henholdsvis langs kanalen 18 ved siden av understrommene 58.2, fjernt fra strommen 58.1 og understrommene 58.3 avboyes ved hjelp av avboyningsplatene ved 44 slik at de passerer ytterligere langs kanalen 18 langs sidene av de kombinerte understrommer 58.2, 50.3 fjernt fra de kombinerte understrommer 58.3, 50.2. Understrommene 58.3 vil etter at de er fort over avboyningsplatene ved 44 være lokalisert ved siden av hverandre til å gi en enkelt strom 58.3. Hvor strommen 58.3 fores radialt innover over kanalen 40 mottar den en anriket strom 50.4 fra sekundærkanalen 40.4 via stromningsforbindelsen 42. Den anrikede strom 50.4 har i det vesentlige den samme isotopsammensetning som den kombinerte strom 58.3.

Den kombinerte strom 50.4, 58.3, som beskrevet for den kombinerte strom 50.1, 52, strommer aksialt langs kanalen 18 mot den smale ende 14.1 i huset 14. Den kombinerte strom 50.4, 58.3 fores inn i kompressoren 20 hvor den strommer langs en sektor 64, mellom sektorene 62. Den kombinerte strom 50.4, 58.3 fores deretter langs kanalen 16 bort fra dens smale del 16.1 og gjennom varmeveksleren 22 og inn i separatoren 24. Sektorene i varmeveksleren 2 2 og separatoren 24 som den kombinerte strom 50.4, 58.3 forer inn i eller gjennom er betegnet med 64.1.

I sektoren 64.1 i separatoren 24 skilles den kombinerte strom 50.4, 53.3 i en anriket understrom 56,4 og en utarmet understrom 58.4. Den anrikede understrom 56.4 fores gjennom sekundærutlopene i elementene 26 i sektoren 64.1 og inn i kammeret 32 og deretter via "stromningsforbindeIsene inn i sekundærkanalen 34.4

i utlopskanalen 34 og deretter til den etterfølgende modul i serien.

Den utarmede strom 58.4 fores gjennom utløpene 26.2 i elementene 26 i sektoren 64.1 og inn i kanalen 18 mellom understrommene 58.3. Strommen 58.4 fores en kort distanse langs den brede del av kanalen 18 og fores deretter inn i hovedutlopet 38 gjennom hvilken den strommer til den foregående modul i serien.

Det vil forståes at strommen 58.4 som fores gjennom utløpet

38 har den samme funksjon i den foregående modul i serien som strommen 52 som fores inn i apparatet 10 yia innlopet 36. Likeledes behandles strommene 56.1 - 56. 4'som fores som understrommer langs de sekundære kanaler 34.1 - 34.4 på samme måte og har den samme funksjon i den etterfølgende modul i serien som understrommene 50.1 - 50.4 som innfores i apparatet IO igjennom de sekundære kanaler 40.1,- 40.4 i kanalen 40.

Når den kombinerte strom 50.1, 52;de kombinerte understrommer 50.2, 58.1)de kombinerte understrommer 50.3, 58.2 og den kombinerte strom 50.4, 58.3 fores langs kanalene 16, 18 i aksial retning ved siden av hverandre vil de bevege seg langs kanalene i det vesentlige uten noen blanding bortsett fra en viss diffusjon ved deres grenseflater. Det skjer heller ingen vesentlig blanding når strommene og understrømmene fores gjennom kompressoren 20. Det vil således forståes at i apparatet 10 mates de forskjellige strommer og understrommer inn i kanalen 18, inn i sonen i kanalen som er lokalisert ved innlopet 36,

ved kanalen 40 og avboyningsplatene ved 44, slik at komposisjonen av den totale strom som flyter langs kanalen 18 varierer på den onskede måte oyer hele dens aksiale tverrsnitt på tvers av bevegelsesretningen for den totale strom langs kanalen. Det er i virkeligheten en forandring i sammensetning i motsatte periferiretninger fra hovedinnlopet 36 til hoved-

utlopet 38. Denne forandring i sammensetning .er med hensyn til isotopsammensetningen for gassen uttrykt som konsentrasjonen av den forste eller onskede komponent. Den totale strom som flyter langs kanalene 18 og 16 beveges langs kretslopet ved hjelp av kompressoren 20 og variasjonen i sammensetning over dens . tverrsnitt forblir i det vesentlige uendret. Hver gang den totale strom fores gjennom varmeveksleren 22 avgis varme fra denne og hver gang den fores henholdsvis igjennom separatoren 24

og under kanalen 40 fjernes og tilfores materiale til strommen. Kosentrasjonen av den onskede bestanddel oker jevnt i periferiretningen fra et minimum ved hovedutlopet 38 til et maksimum ved hovedutlopet 36. Komposisjonen av den totale strom i kanalene 18, 16 varierer således i periferiretningen og minimumet er diametralt motsatt av maksiumumet, med hensyn til gassens isotope sammensetning.

Det vil forståes at umiddelbart nedstroms for avboyerplatene ved 44 og stromningsforbindelsene 42 vil variasjonen i sammensetningen i den totale strom som fores langs kanalen 18 være noe trinnvis, idet det er en trinnvis forkjell i komposisjonen mellom den kombinerte strom 50.1, 52 og de kombinerte understrommer 50.2, 58.1, og mellom de kombinerte understrommer 50.2, 58.1 og de kombinerte understrommer 50.3, 58.2, og mellom de kombinerte understrommer 50.3, 58.2 og den kombinerte strom 50.4, 58.3. Den trinnvise karakter i denne variasjon vil avta som folge av at blanding ved diffusjon finner sted i grenseflatene mellom strommene og understrommene når de fores langs kanalen 18 og kanalen 16. Den trinnvise karakter vil være mest utpreget mellom strommen 52 og understrømmene 58.1 og vil avta mellom tilstotende strommer i periferiretningen slik at den trinnvise forskjell i sammensetning mellom strommen 58.4 og understrommene 58.3 vil være minst utpreget. Tilsetningene av strommene 50.1 - 50.4 via kanalen 40 vil ha en tendens til å forsinke at denne trinnlignende forskjell forsvinner. Således når strommene og understrømmene fores langs kretslopet fra innlopet 36 til utlopet 38 vil variasjonene bli mindre trinnlignende og vil ha en tendens til å variere mere kontinuerlig fra minimumet mot maksimumet. Når den totale strom fores gjennom kompressoren 20 vil den bli dreiet i rotasjonsretningen for kompressorbladene 20.2, men minimum og maksimum vil forbli diametralt motsatt hverandre og variasjonen i komposisjonen i strommen vil i det vesentlige bli uforandret.

Når den totale strom fores gjennom kompressoren 20 i kanalen

16 blir den komprimert og når den fores igjennom varmeveksleren 22 forandres dens temperatur, og når den fores gjennom elementene

26 fjernes fluidum fra den ved hjelp av disse elementer ti 1 å

gi de anrikede strommer 56.1 - 56.4. De utarmede understrommer 58.1 - 58.4 som fores ut av de forskjellige sektorer i separatoren 24 og inn i kanalen 18 har således en forskjellig isotop-sammensetning fra de forskjellige kombinerte strommer og understrommer som fores inn i de samme sektorer i separatoren 24 fra kanalen 16. Den totale strom som fores gjennom separatoren inn

i kanalen 18 kan således ansees som å få sin sammensetning for-andret med hensyn'til konsentrasjonen av den onskede komponent ved at fluidum fjernes fra denne når den fores gjennom separa-

toren 24. Ytterligere vil det forståes at fluidum settes til den totale strom som flyter gjennom kanalen 18 via innlopet 36 og kanalen 40 og fluidum fjernes fra kanalen 18 via hovedutlopet 38.

Fluidumet som strommer langs kanalen 18 avboyes av avboyningsplatene ved 44 i kanalen 18. Når den totale strom fores over avboyningsplatene ved 44 vil strommens isotopsammensetning bi-beholde sin variasjon over tverrsnittet mens henholdsvis uttrek-ning og tilsetning av fluida skjer via kanalene 38 og 36.

Den totale strom som strommer langs kanalene forandrer sin stromningsretning i begge ender av apparatet 10 der hvor den passerer fra kanal 18 og inn i kanal 16 og hvor den passerer fra kanal 16 og inn i kanal 18. Den strommer således langs et kretslop.

Fluidum som strommer langs kretslopet kan beskrives som ut-gående fra hovedinnlopet 36, idet strommen tilsettes via strbmningsforbindelsen 4 2 fra den sekundære kanal 40.1 De kombinerte strommer 50.1, 52 beveges langs kretslopet til separatoren 24, hvor den utarmes ved hjelp av elementene 26. Den gjenværende del av strommen, dvs. den utarmede strom 58.1>fortsetter å stromme langs kretslopet inntil den når avboyerplatene ved 44. Der avboyes den i to deler, dvs. i understrømmene 58.1, som fortsetter å stromme rundt kretslopet. De tilsettes også fra kanalen 40.2 via stromningsforbindelsene 42 og de kombinerte understrommer 58.1, 50.2 strommer igjen langs kretslopet til separatoren 42 hvor de ytterligere utarmes. De utarmede understrommer 58.2 folger en tilsvarende syklus rundt kretslopet, idet de tilsettes ved stromningsforbindelsene 42 ved hjelp av strommene 50.3 fra den sekundære kanal 40.3. De kombinerte understrommer 50.3, 58.2 strommer deretter langs separatoren 24 hvor de ytterligere utarmes til å gi den utarmede strom 58.3. Strommen 58.3 tilfores via stromningsforbindelsene ved 42 av strommen 50.4 fra den sekundære kanal 40.4. Den kombinerte strom 40.4, 58.3 gjor et endelig kretslbp i apparatet til separatoren 24 hvor de slutligen utarmes. Den utarmede strom 58.4 fores deretter ut av hovedutlopet 38. Fra det som ovenfor er nevnt vil det forståes at strommen 52 som fores inn igjennom hovedinnlopet 36 gjor et kretsløp i apparatet 10 gjennom sektorene 54, 54.ljhvoretter den oppdeles i to strommer. Disse strommer folger en skrueformet bane rundt kretslopet som utgjores av kanalene 18, 16, idet banene beveges diametralt motsatt vei fra hverandre og passerer henholdsvis i rekkefolge igjennom sektorparene 60, 60.1, og sektorparene 62, 62.1.

Dette kan best sees av fig. 3. Banene beveges fra hverandre

inntil de til slutt konvergerer og blir en enkel bane i sektorene 64, 64.1 for de fores ut av hovedutlopet 38. Banene i periferiretningen er slike at aksene for deres skruer utstrekker seg motsatt langs tp halvdeler av en sirkel langs pilen 65 (fig. 3A) fra innlopet 36 til utlopet 38.

Det vil forståes at ved innlopet til kanalen 16 ved kompressoren 20 kan den totale strom inn i kanalen 16 betraktes som et antall forskjellige strommer av fluida med forskjellig sammensetning som innfores i kanalen 16. De<*>beveges langs kanalen ved hjelp av kompressoren 20 og adskilles fysisk fra hverandre i separatoren 24. De kan ansees som om de gjeninnføres i kretslopet når de fores, utarmet, ut av separatoren 24 og inn i kanalen 18. Strommen 58.4 blir slutligen fysisk skilt fra de andre strommer (58.1, 58.2 og 58.3) når dé fjernes fra kretslopet via utlopet 38.

Hvis fig. IA sammenlignes med figurene 2 og 3 vil den folgende overensstemmelse fremgå: Modulen eksemplifisert av apparatet 10 i fig. 1 er bl.a. i stand til å inneholde fire trinn 2, dvs. en av gruppene 9 vist i fig.

IA,

trinnene 2 i gruppe .9 i fig. IA er vist i figurene 2 og 3 som henholdsvis et sett av sektorer 54, 54.15 60, 60.1; 62, 62.1;

og 64 , 64 .1,

de anrikede strommer 7 i fig. IA kan betraktes som anrikede understrommer 56.1 - 56.4 i figurene 2 og 3,

de utarmede strommer 8 i fig. IA kan betraktes som utarmede understrommer 58.1 - 58.4 i figurene 2 og 3, og

en ytterligere overensstemmelse i trinnene 2 mellom, kompressorene 5 (fig. IA) og kompressoren 20 (figurene 1 - 3), og mellom varmevekslerne 4 (fig. IA) og varmeveksleren 22 (fig. 1 - 3). Således når modulen 10 i figurene 1-3 anvendes som vist i fig. 2 og 3 opptar den en gruppe 9 av trinnene 2 (figur IA) . Således anvendes en enkelt kompressor 20 og en varmeveklser 22 (fig. 1) istedenfor fire kompressorer 5 og fire varmevekslere 4 i en gruppe 9 i fig. IA. Ytterligere anvendes en enkel kom-binasjon av elementene 26,.som vist ved separaratoren 24, istedenfor fire enkelte separatorer 3 i fig. IA. i denne hen-seende vil det forståes at for å oppnå samhorighet mellom figurene IA, og 1, 2 og 3 er elementene 26 påtenkt for anvendelse i alle moduler 10 i kaskade-arrangement, hvilke elementer 26

har en fraksjoneringsgrad på 1/5 med hensyn til prosessgassen.

I illustrasjonen i fig. 1, 2 og 3 kan strommen 52 med de forskjellige tilførsler og avtrekninger derfra, betraktes som å gjore fire gjennomganger igjennom apparatet, henholdsvis igjennom sektorene 54, 54.1, sektorene 60, 60.1, sektorene 62, 62.1 og sektorene 64, 64.1.

I fig. 4 betegner henvisningsnummeret 66 generelt et stromningsdiagram for apparatet tilsvarende det ifolge fig. 1, men tilpasset til å ha en mindre grad av sirkulasjon enn det i fig. 1.

I fig. 5 betegner henvisningsnummeret 68 generelt snitt tilsvarende de i fig. 3A - 3H for apparatet med stromningsdiagrammet ifolge fig. 4.

En anriket strom 70 fra den foregående modul minus en i serien innfores i apparatet ifolge fig. 4 i form av et par understrommer 70.1, 70.2 igjennom kanalen 40 som er forsynt med to sekundære kanaler 40.1, 40.2. Det vil således være to stromningsforbindelser ved 42, en for kanalen 40.1 nedstroms for innlopet 36 og en andre for kanalen 40.2 i en diametralt motsatt posisjon inn i kanalen 18 nedstroms for utlopet 38. En utarmet strom fra den etterfølgende modul i serien innfores i form av en strom 72 gjennom innlopet 36. Strommen 72 gjor to gjennomganger gjennom apparatet istedenfor fire som vist i fig. 2. Den forste gjennomgang er gjennom sektoren 74 i kompressoren

20 og sektoren 74.1 i varmeveksleren 22 og separatoren 24. Strommen 72 kombineres, for gjennomgangen gjennom sektorene

74, 74.1, med understrommen 70.1 fra den sekundære kanal 40.1. Etter at den kombinerte strom 70.1, 72 er fort gjennom separatoren 24 og, som beskrevet i det etterfølgende, blir en utarmet strom 78.1, avledes den en gang ved 44 av avboyningsplatene til den diametralt motsatte side av kanalen 18.

Den kombinerte strom 70.1, 72 i sektoren 74.1 i separatoren

24 deles i en anriket strom 76.1 som fores til den etterføl-gende modul minus en i serien via den sekundære kanal 34.1

ved utlopskanalen 34, samt en utarmet strom 78.1. I elementene 26 i sektoren 74.1 (og sektoren 80.1, diskutert i det etter-følgende) skjer det en fraksjonering på 1/5 med hensyn til prosessgassen. Kanalen 34 omfatter et par sekundære kanaler 34.1, 34.2 forende til den etterfølgende modul minus en i serien. Den utarmede strom 78.1, som ovenfor beskrevet, fores over avboyningsplatene ved 44 og avboyes til en diametralt motsatt posisjon i kanalen 18. Denne strom 78.1 tilfores under-strømmen 70.2 fra sekundærkanalen 40.2 og gjor en annen gjennomgang gjennom kretslopet gjennom kompressoren 20, varmeveksle-

ren 22 og separatoren 24. Den passerer gjennom sektoren 80

i kompressoren 20 og sektorene 80.1 i varmeveksleren 22 og separatoren 24. I sektoren 80.1 og separatoren 24 finner isotop-separasjon sted til en anriket strom 76.2 som fores ut gjennom sekundærkanalen 34.2 og en utarmet strom 78.2. Den utarmede strom 78.2 fores via utlopet 38 til den foregående modul i serien og den anrikede strom 76.2 forer til den etterfølgende modul minus en i serien'. Således er sektorene 74, 74.1 og 80, 80.1 i det vesentlige 180° sektorer, mens i tilfellet for figurejie 2 og 3 sektorene 54, 54.1 og 64, 64.1

er 90° sektorer og sektorene 60, 60.1 og 62, 62.1 er 45°sektorer. 1 fig. 6 betegner henvisningstallet 82 generelt et stromningsdiagram for et apparat tilsvarende det i fig. 1, men er tilpasset til å ha en storre sirkulasjonsgrad enn apparat 10 i fig. 1. I fig. 7 betegner henvisningstallet 84 generelt snitt tilsvarende de i figurene 3A - 3H for stromningsdiagrammet ifolgé fig. 6.

Konstruksjonen og funksjonen for apparatet 10, som stromningsdiagrammene for figurene 6 og figurene 7 representerer, er tilsvarende i prinsipp som for apparatene ifolge figurene 1,

2 og 3. Den vesentlige forskjell er at avboyningsplaten ved

44 er anordnet slik at en utarmet strom 68 fra den etterføl-gende modul i serien- gjor åtte gjennomganger gjennom kompressoren 20, varmeveksleren 22 og separatoren 24 for den utfores gjennom hovedutlopet 38. Kanalen 40 har åtte sekundærekanaler 40.1 - 40.8 og kanalen 34 har åtte sekundærekanaler 34.1 -

34.8. Sekundærkanalene 40.1 - 40.4 av kanalen 40 forer fire strommer 88.1 - 88.4 fra den foregående modul i serien} og sekundærkanalene 34.1 - 34.4 av kanalen 34 forer fire anrikede strommer til den etterfølgende modul i serien» Sekundærkanalene 34.5 - 34.8 av kanalen 34 er forbundet direkte med sekundærkanalene 40.5 - 40.8 av kanalen 40. Denne sammenkobling er vist skjematisk i fig. 1 med stiplede linjer ved 89.

Str5mningsrekkefolgen er:

(a) Strommen 86 fores inn i kanalen 18 gjennom innlopet

36. Strommen 86 tilfores strommen 90.1 fra sekundærkanalen 40.5 av kanalen 40. Strommen 90.1 har i det vesentlige den samme isotopsammensetning som strommen 86. Den kombinerte strom 86, 90.1 sirkulerer langs kretslopet som definert av kanalene 18, 16 i retningen som beskrevet under henvisning til figurene 1, 2 og 3 og fores inn i kompressoren 20. Den fores gjennom en 45° sektor 92 i kompressoren 20 og gjennom to 45° sektorer 92.1 i henholdsvis varmeveksleren 22 og separatoren 24. Den kombinerte strom 90.1, 68 i elementene 26 av sektoren 92.1 i separatoren 24 deles i en anriket.strom 94.1 som fores fra elementene 26 til kammeret 32 og deretter fra sektoren 92.1 i kammeret 32 via en stromningsforbindelse inn i den sekundære kanal 34.1, og en utarmet strom 96.1 som fores fra hovedutlopene 26.2 i elementene 26 og inn i kanalen 18.

(b) Den utarmede strom 96.1 deles i et par understrommer av avboyningsplatene ved 44, som strommer langs kanalen 18 mot dens smale del 18.1 på motsatte sider av innlopet 36 og strommen 86. Understrømmene 96.1 fores under kanalen 40 hvor de mottar en del av en strom 90.2 fra sekundærkanalen 40.6 via stromningsforbindelsene 42. De kombinerte understrommer 90.2, 96.1 sirkulerer langs kretslopet på motsatte sider av den kombinerte strom 90.1, 86 og fores gjennom et par 22 1/2° sektorer 98 i kompressoren 22 og et par 22 1/2° sektorer 98.1

i henholdsvis varmeveksleren 22 og separatoren 24. Sektorene 98 er på motsatt side av sektoren 92, og sektorene 98.1 er på motsatt side av sektoren 92.1 i varmeveksleren 2 2 og separatoren 24. I elementene 26 av sektorene 98.1 i separato-

ren 24 finner isotop-separasjon sted og de kombinerte understrommer 90.2, 96.1 deles til en anriket understrom 94.2 som fores fra sekundærutlopene av elementene 26 inn i kammeret 32 og deretter gjennom stromningsforbindelsene fra sektorene 98.1 i kammeret 3 2 og deretter gjennom stromningsforbindelsene fra sektorene 98.1 i kammeret og inn i sekundærkanalen 34.2

i kanalen 34, og i utarmede understrommer 96.2 som fores fra hovedutlopene 26.2 av elementene 26 og inn i kanalen 18.

(c) De utarmede understrommer 96.2 fores langs kanalen 18

på motsatte sider av den utarmede strom 96.1 inntil de når avboyningsplatene ved 44,/hvor de avboyes slik at de fores ytterligere langs kanalen 18 mot den smale del 18.1 i kanalen 18 og på sidene av understrommene 96.1 fjernt fra strommen 86. Der hvor understrommene 96.2 fores under kanalen 40 mottar de via stromningsforbindelsene 42 fra sekundærkanalen 40.7 en del av strommen 90.3 med i det vesentlige den samme isotopsammensetning. De kombinerte understrommer 90.3, 96.2 fores langs kretslopet ved siden av de kombinerte understrommer 90.2, 96.1 adskilt fra den kombinerte strom 90.1, 86.

De kombinerte understrommer 96.2, 90.3 innfores ytterligere

22 1/2° sektorer 100.i kompressoren 20 på sidene av sektorene

98 adskilt fra sektoren 92. De kombinerte understrommer 96.2, 90.3 fores deretter gjennom et par 22 1/2° sektorer 100.1 i henholdsvis varmeveksleren 22 og separatoren 24. Sektorene 100.1

i varmeveksleren og separatoren er ved sidene av sektorene 98.1 fjernt fra sektoren 92.1. I elementene 26 av sektorene lOO.l av separatoren 24 finner en isotop-separasjon sted og de kombinerte understrommer 90.3, 96.2 deles i en anriket understrom 94.3 som fores fra de sekundære utlop av elementene 26 inn i kammeret 32 og deretter gjennom stromningsforbindelsene fra sektorene 100.1 i kammeret 32 til sekundærkanalen 34.3 av kanalen 34, samt utarmede understrommer 96.3 som fores fra hovedutlopet 26.2 av elementene 26 og inn i kanalen 18 ved siden av understrommene 96.2 fjernt fra strommen 96.1.

(d) De utarmede understrommer 96.3 strommer langs kanalen 18 mot dens smale del 18.1 på sidene av de utarmede understrommer 96.2 fjernt fra den utarmede strom 96.1. De utarmede understrommer 96.3 avboyes av avboyningsplatene ved 44 slik at de fortsetter å stromme langs kanalen 18 langs de utarmede understrommer 96.2. Der hvor understrommene 96.3 fores under kanalen 40 mottar de via stromningsforbindelsene 42 fra sekundærkanalen 40.8 en del av strommen 90.4 med en i det vesentlige samme isotope sammensetning. De kombinerte understrommer 90.4, 96.3 sirkulerer langs kretslopet ved siden av de kombinerte understrommer 96.2, 90.3 fjernt fra de., kombinerte understrommer

96.1, 90. 2)og fores gjennom et par 22 1/2° sektorer 102 i kompressoren 20 og et par 22 1/2° sektorer 102.1 i henholdsvis varmeveksleren 22 og separatoren 24. I elementene 26 i sektorene 102.1 av separatoren 24 finner en isotop-separasjon sted og de kombinerte understrommer 90.4, 96.3 deles inn i anrikede understrommer 94.4 og utarmede understrommer 96.4. De anrikede understrommer 94.4 fores gjennom sekundærutlopene fra disse elementer og inn i kammeret 32 og fra sektorene 102.1 i kammeret 32

via stromningsforbindelsene inn i sekundærkanalen 34.4 i kanalen 34. De utarmede understrommer 96.4. fores inn i kanalen 18 via hovedutlopene 26.2 av elementene 26 ved siden av de utarmede understrommer 96.3 fjernt fra de utarmede understrommer 96.2.

De utarmede understrommer 96.4 strommer langs kanalen 18 til avboyningsplatene ved 44 hvor de avboyes for ytterligere å

fores langs kanalen 18 ved siden av.de utarmede understrommer 96.3; fjernt fra de utarmede understrommer 96.3,fjernt fra de utarmede understrommer 96.2. (e) Der hvor de utarmede understrommer 96.4 fores under kanalen 40 mottar de via stromningsforbindelsene 4 2 fra sekundærkanalen 40.1 av kanalen 40, deler av strommen 88.1 fra den foregående modul i serien med i det alt vesentlige den samme isotop-sammensetning. De kombinerte understrommer 96.4, 88.1 sirkulerer langs kretslopet ved siden av de kombinerte understrommer 96.3, 90.4 fjernt fra de kombinerte understrommer 96.2, 90.3. De kombinerte understrommer 96.4, 88.1 fores gjennom et par 22 1/2° sektorer 104 i kompressoren 20 langs sektorene 102. Deretter fores de gjennom et par 2 2 1/2° sektorer 104.1 i varmeveksleren 22 og inn i et par 22 1/2° sektorer 104.1 i separatoren 24.

I elementene 26 i sektorene 104.1 av separatoren 24 finner en isotop-separasjon sted og de kombinerte understrommer 96.4,

88.1 deles i anrikede understrommer 90.1 og utarmede understrommer 96.5. 'De anrikede understrommer 90.1 fores fra sekundærutlopene av elementene 26 inn i kammeret 32 og deretter fra sektorene 104.1 i kammeret 32 via stromningsforbindelsene inn i sekundærkanalen 34.5 av kanalen 34. Utarmede

understrcmmer 96.5 fores fra hovedutlbpene 26.2 av elementene 26 inn i kanalen 18 langs de utarmede understrommer 96.4 ved siden av de utarmede understrommer 96.4 fjernt fra de utarmede understrommer 96.3. De utarmede understrommer 96.5 fores deretter langs kanalen 18 ved siden av de utarmede understrommer 96.4 fjernt fra de utarmede understrommer 96.3 til avboynings-r platene ved 44. Ved avboyningsplatene avboyes de utarmede understrommer 96.5 slik at de fortsetter å gå langs kanalen 18 ved siden av de utarmede understrommer 96.4.

(f) Der hvor de utarmede understrommer 96.5 fores under

kanalen 40 mottar de, via stromningsforbindelsene 42 fra sekundærkanalen 40. 2,deler av en strom 88.2 fra den foregående modul i seri-enj med i det vesentlige den samme isotop-sammensetning. De kombinerte understrommer 96.5, 88.2 strommer langs kanalen 18 til kompressoren 20. De kombinerte understrommer 88.2, 96.5 fores gjennom et par 2 2 1/2° sektorer 106 inn i kompressoren 20 langs sektorene 104. Kombinerte understrommer 96.5, 88.2 fores deretter langs kanalen 16 igjennom 22 1/2° sektoren 106.1 og inn i varmeveksleren 22 ved siden av sektorene 104.1,og deretter inn i 2 2 1/2° sektoren 106.1 i separatoren 24 langs sektorene 104.1. I elementene 26 av sektorene 106.1 i separa-. toren 24 finner en isotop-separasjon sted og de nevnte kombinerte understrommer 96.5, 88.2 deles i to par anrikede understrommer 90.2 og et par utarmede understrommer 96.6. De anrikede understrommer 92.2 fores gjennom sekundærutlopene av elementene 26 inn i kammeret 32 og deretter gjennom stromningsforbindelsene fra sektorene 106.1 i kammeret 32 inn i sekundærkanalen 34.6 av kanalen 34. De utarmede understrommer 96.6 fores inn i kanalen 18 og langs kanalen 18 ved siden av de utarmede understrommer 96.5 og ved siden av denne fjernt fra de utarmede understrommer 96.4. Ved avboyningsplatene ved 44 blir de utarmede understrommer 96.6 avboyet for å fortsette langs kanalen 18 ved siden av de utarmede understrommer 96.5.

(g) Hvor de utarmede understrommer 96.6 fores under kanalen 40 mottar de via stromningsforbindelsene 42 fra sekundærkanalen 40.3 en del av en strom 88.3 av gass fra en foregående modul i serien , med i det vesentlige den samme isotop-sammen-

setning.. De kombinerte understrommer 96.6, 88.3 fores langs kanalen 18 til kompressoren 20. De kombinerte understrommer 96.6, 88.3 fores gjennom et par 22 1/2° sektorer 108 til tur-binhjulet 20 ved siden av sektorene 106. Kombinerte understrommer 96.6, 88.3 fores gjennom et par 22 1/2° sektorer 108.1 i varmeveksleren 22 ved siden av sektorene 106.1 i denne og

inn i et par 22 1/2° sektorer 108.1 i separatoren 24 langs dens sektorer 106.1. I elementene 26 av sektorene 108.1 av separatoren 24 finner en isotop-separsjon sted og de kombinerte understrommer 96.6, 88.3 deles inn i et par anrikede understrommer 90.3 og et par utamrede understrommer 96.7. De anrikede understrommer 90.3 fores fra sekundærutlopene av elementene 26 inn i kammeret 32jog deretter gjennom stromningsforbindelsene fra sektorene 108.1 i kammeret 32 inn i sekundærkanalen 34.7 av kanalen 34. De utarmede understrommer 96.7 fores inn i og strommer langs kanalen 18,langs og ved siden av de utarmede understrommer 96.6)fjernt fra de utarmede understrommer 96.5 til avboyningsplatene ved 44. Avboyningsplatene avboyer de utarmede understrommer 96.6 slik at de fortsetter å strbmme langs kanalen 18 ved siden av de utarmede understrommer 96.6.

(h) Hvor understrommene 96.7 fores under kanalen 40 mottar de via stromningsforbindelsene 42 fra sekundærkanalen 40.4

en del av en strom 88.4, med i det vesentlige den samme isotop-sammensetning, fra den foregående modul i serien» De kombinerte understrommer 88.4, 96.7 strommer deretter langs kanalen 18 mot kompressoren 20. Det vil være åpenbart at når den utarmede understrom 96.7 fores over avboyningsplatene ved 44 kombineres de til en enkelt utarmet strom som strommer langs kanalen 18 ved siden av og mellom de utarmede understrommer 96.6. Den kombinerte strom 88.4, 96.7 fores gjennom en 45° sektor 110 inn i kompressoren 20. De kombinerte understrommer 96.7, 88.4 fores deretter gjennom en 45° sektor 110.1 i varmeveksleren 22 og fores deretter inn i en 45° sektor 110.1

i separatoren 24. Sektoren 110 mellom sektorene 108 og sektorene 110.1 er henholdsvis mellom sektorparene 108.1 i varme» veksleren 22 og separatoren 24. I elementene 26 av sektoren 110.1 av separatoren 24 finner en isotop-separasjon sted og de kombinerte strommer 96.7, 88.4 deles inn i en anriket strom

90.4 og en utarmet strom 96.8. Den anrikede strom 90.4 fores gjennom sekundærutlopene av elementene 26 inn i kammeret 32 og deretter gjennom en stromningsforbindelse fra sektoren 110.1 til kammeret 32 og inn i sekundærkanalen 34.8 av kanalen 34. Den utarmede strom 96.8 fores fra hovedutlopet 26.2 av elementene 26 i sektoren 110.1 av separatoren 24 inn i kanalen 18 mellom de utarmede understrommer 96.7. De utarmede understrommer 96.8 fores langs en enkelt sektor i kanalen 18 mellom de utarmede understrommer 96.7 og fores ut av hovedutlopet 38.

Det vil forståes at, slik som i figurene 2 og 4, sektorparene 98, lOO, 102, 104, 106, 108 og sektorparene 98.1, 100.1, 102.1, 104.1, 106.1 og 108.1 for enkelhets skyld i fig. 6 er vist som en enkelt sektor. De forskjellige isotop-sammensetninger i strommene som flyter gjennom apparatet for flyteskjema 82

er arrangert slik at de anrikede strommer 90.1 - 90.4 i det vesentlige har den samme isotop-sammensetning som henholdsvis strommene 86 og de utarmede strommer 96.1 - 96.3. Strbmningen av strommene 90.1 - 90.4 fra sekundærkanalene 34.5 - 34.8 og inn i sekundærkanalene 40.5 - 40.8 utgjor den indre sirkulasjon for apparatet 82. De anrikede strommer 94.1 - 94.4 tilsvarer strommene 88.1'.- 88.4 og fores til en etterfølgende modul i serien. De utarmede strommer 96.8 tilsvarer strommen 86 og fores til en foregående modul i serien.

Som i figurene 2 og 3 er alle elementene 26 i fig. 1 beskrevet under henvisning til fig. 4-7 med en fraksjoneringsgrad på 1/5 med hensyn til prosessgassen.

Samhørigheten mellom figurene 4 og 5 og fig. IA er som folger:

Modul 10 i fig. 1, for figurene 4 og 5 opptar to trinn 2

(fig. IA), dvs. en gruppe med halvparten så mange trinn 2 som hver av gruppene 9 i fig. IA (eller halvparten av en slik gruppe 9);

trinnene 2 (fig. IA) som utgjor gruppen i fig. 4 og 5 er vist i fig. 4 og 5 henholdsvis som sektorsettene 74, 74.1 og 80, 80.1;

innmatningsstrommene 6 i fig. IA kan betraktes som strommene 70.1, 72 og 70.2, 78.1 i figurene 4 og 5;

de anrikede strommer i fig. IA kan betraktes som de anrikede understrommer 76.1, 76.2 i fig. 4 og 5; og

de utarmede strommer 8 i fig. IA kan betraktes som de utarmede strommer 78.1, 78.2 i fig. 4.

Under henvisning til fig. IA kan det også sees at modulen 10

i fig. 4 og 5 må motta sine innmatningsstrommer 70.1, 70.2 fra den foregående modul minus en i serien og dens anrikede strommer 76.1, 76.2 må fores til den etterfolgende modul minus en i serien .

Sammenhengen mellom fig. 6 og 7 og fig. IA er som folger: Modulen 10 i fig. 1 for fig. 6 og 7 omfatter åtte trinn 2 av fig. IA, dvs. den opptar en gruppe med dobbelt så mange trinn som en gruppe 9 (eller to slike grupper 9) i fig. IA;

de åtte trinn 2 som utgjor gruppen i fig. 6 og 7 er vist i fig. 6 og 7 som sektorsettene 92, 92.1; 98, 98.1, 100, 100.1; 102, 102.1; 104, 104.1; 106, 106.1; 108, 108.1 og HO, 110.1;

innmatningsstrommene 6 i fig. IA kan betraktes strommene 86, 90.1; 96.1, 90.2; 96.2, 90.3; 96.3, 90.4; 96.4, 88.1; 96.5, 88.2; 96.6, 88.3 og 96.7, 88.4 i fig. 6 og 7;

de anrikede strommer 7 i fig. IA kan betraktes som de anrikede understrommer 94.1 - 94.4 og 90.1 - 90.4 i fig. 6 og 7; og

de utarmede strommer 8 i fig. IA kan betraktes som de utarmede strommer 96.1 - 96.8 i fig. 6.

Som for fig. 2 og 3 er det i fig. 1 og 4 - 7 overensstemmelse

i trinnene 2 mellom kompressorene 5 (fig. IA) og kompressoren 20 (fig. 1 og 4 - 7), og mellom varmeveksl erene 4 (fig. IA)

og varmevekslerene 22 (fig. 1 og 4 - 7). Således når modulen IO i fig. 1 anvendes som vist i fig. 4 og 5 opptar den en halv gruppe 9 (eller en gruppe med den halve stbrrelsen av gruppen 9) i trinnene 2 (fig. IA). En enkelt kompressor 20 og varme-veklseren 22 (fig. 1) anvendes således istedenfor to kompres-

sorer 5 og varmevekslere 4 (fig. IA). På samme måte når mo-

dulen 10 anvendes som vist i fig. 6 og 7 opptar den to grupper 9 (eller en gruppe med den dobbelte storrelse av grup-

pen 9) av trinnene 2 (fig. IA). Den ene kompressor 20 og varmeveksler 22 erstatter således åtte kompressorer 5 og varmevekslere 4 i fig. IA.

Ytterligere under henvisning til henholdsvis fig. 4 og 5 og fig. 6 og 7 kan en enkelt separator 24 anvendes istedenfor et antall separatorer 3 i fig. IA.

Oppfinnelsen er illustrert under spesiell henvisning til et

apparat for isotop-separasjon av gasser. Apparatet 10 danner en modul i en kaskade-type-serie, av lignende apparat. Et enkelt apparat 10 er vist i fig. 1 og det er antatt at modu-

len 10 vil i det vesentlige forbli uendret i et kaskade-arrangement. Således vil i hver modul de generelle dimensjoner og relative plasseringer av husene 12, 14, kompressoren 20, varmeveksleren 22, separatoren 24 og kammeret 32, innlopet 36 og utlopet 38 og kanalene 34, 40 i det vesentlige forbli uendret.

Imidlertid da det skjer en utvikling langs modulserien i kaskaden, fra den innforte tilforselsstrom til kaskaden mot enten det endelige utlop av den anrikede strom eller det endelige utlop av den utarmede strom,; vil massestromningshastighetene i den fremadgående eller motsatte retning langs kaskaden avta.

Således vil flere sett av moduler 10 være nodvendig for å be-

handle den totale massestrom av en gruppe 9 av fire trinn i en blokk nær tilforselsstrommen til kaskaden. I en mellomliggende stilling i kaskaden kan en enkelt modul 10 være i stand til å håndtere den totale massestrom av en gruppe 9 av fire trinn,

og nær det endelige utlop for anriket eller utarmet strom i kaskaden, en enkelt modul 10 kan være i stand til å håndtere mere enn den totale massestrom for en gruppe 9 av fire trinn.

Som vist i fig. 2 og 3 kan en modul 10 holde en gruppe 9 av

fire trinn i en blokk 1 av kaskade-arrangementet, hvilken gruppe 9 mottar fire anrikede strommer (50.1- 50.4) fra en foregående modul eller gruppe og som mottar en enkelt utarmet strom (52) fra den etterfølgende modul eller gruppe i serien. Dette viser en mulig mellomliggende modul i kaskade-arrangementet.

I fig. 4 og 5, på den annen side.p er stromningsdiagrammene vist

for en modul 10 som mottar to anrikede strommer 70.1 og 70.2

fra en foregående modul minus 1, og en utarmet strom 72 fra en etterfølgende modul. Fig. 4 og 5 kan således være for en modul nær begynnelsen av kaskade-arrangementet hvor apparatet 10 er i stand til å håndtere ca. halvparten av den totale massestrom for en gruppe 9 av fire trinn. Det kan således være to sett av apparatet 10 som utgjor en gruppe 9 (fig. IA) av trinn for å håndtere den totale massestrom. De anrikede strommer (4) fra den foregående gruppe av trinn vil stromme inn i de to moduler 10, og den utarmede strom (en) fra den etterfølgende gruppe 9

av trinn vil stromme inn i en av de nevnte to moduler 10. Modulen 10 i fig. 1 under henvisning til fig. IA, 4 og 5 vil således oppta en halv gruppe 9.

I fig. 6 og 7 er vist strbmningsdiagrammer for en posisjon

nær slutten av kaskade-arrangementet. Apparatet IO i fig. 1,

ved denne posisjon, kan være i stand til å håndtere det dobbelte av den totale massestrom. Apparatet 10.kan således,

i fig. 6 og 7, oppta to grupper 9 (fig. IA) i kaskade-arrangementet. I virkeligheten vil sektorene 92, 98, 100 og 102

sammen med sektorene 92.1, 98.1, 100.1 og 102.1 oppta en hby-

ere gruppe 9 i modulen 10, og sektorene 104, 106, 108 og 110 sammen med sektorene 104.1, 106.1, 108.1 og 110.1 opptar en lavere gruppe 9 i modulen 10. Således vil den lavere gruppe motta fire anrikede strommer (88.1 - 88.4) fra den foregående gruppe av trinn i kaskade-arrangementet (i én annen modul IO)

og en utarmet strom (96.4) i form av to understrommer fra den nevnte hbyere gruppe, og dens anrikede utlbpsstrbmmer (90.1 - 90.4) fores videre til den nevnte hoyere gruppe, mens de utarmede utlbpsstrbmmer 96.8 fores til den nevnte foregående gruppe. På tilsvarende måte vil den nevnte hbyere gruppe

motta anrikede strommer (90.1 - 90.4) fra den lavere gruppe og en utarmet strom (86) fra en etterfølgende gruppe (i en annen modul) i serien , og dens anrikede utlopsstrommer (94.1 - 94.4) fores til den nevnte etterfolgende gruppe i serien' ,

mens dens utarmede utlopsstrbm (96.4) fores til den lavere gruppe.

Således når man skrider frem langs kaskade-arrangementet fra dets tilforte matstrom til dets endelige utlop av anriket eller utarmet strom: (a) Ved og nær begynnelsen vil anrikede sttommer som beveger seg fremover langs kaskade-arrangementet passere fra en mo-

dul til den etterfolgende modul minus en, og hver gruppe 9

av fire trinn 2 er opptatt i så mange moduler 10 som er nodvendig for å håndtere den totale massestrom. (Fig. 4 og 5).

(b) Fremover i kaskade-arrangementet vil antall nodvendige moduler for å holde en gruppe trinn avta inntil en enkel mo-

dul (fig. 2 og 3) er nodvendig for å håndtere den totale massestrom, og

(c) Mot slutten av kaskade-arrangementet kan to eller

flere grupper opptas i en enkelt modul 10. (Fig. 6 og 7).

I fig. 8 og 9 er vist et annet apparat for behandling av et fluidum i henhold til oppfinnelsen. Hvis intet annet er angitt er de samme henvisningstall anvendt i fig. 8 og 9 som de anvendt i fig. 1.

Således vil referansenummeret 10 generelt angi et apparat som omfatter et indre hus 12 og et ytre hus 14 som omslutter det indre hus 12. Inne i det indre hus 12 er angitt et i det vesentlige sylindrisk kjerneelement 112 og det ytre hus 14 er innelukket i et sylindrisk kar eller tank 114.

Huset 12 og kjerneelementet 112 er koaksiale og definerer seg imellom en kanal 16, som er ringformet. Husene 12, 14 vil på sin side seg imellom definere kanalen 18 som også er ringformet. Motsatte ender av kanalen 16 åpner seg radielt inn i de motsatte ender av kanalen 18. Kanalene 16, 18 definerer således en endelos kanal eller et kretslop med en indre ringformet del formet av kanalen 16 og en ytre ringformet del, i hvilken den indre del er anordnet, definert av kanalen 18.

Den aksiale stromningskompressor 20 er anordnet i kanalen 16 i enende 114.1 av tanken 114. Kompressoren 20 har en aksel 20.1 og vinger 20.2. Akselen 20.1 er koaksial med kanalene 16, 18 og utstrekker seg innover fra det ytre av tanken 114 ved enden 114.1.

Et med hull forsynt varmeveksleelement 22 er anordnet i kanalen 18 på den motsatte ende 114.2 av tanken 114, hvor kanalen 16 åpner seg radielt utover og inn i kanalen 18. Varmeveksleren 22 er ringormet.

Separatoren 24 er likeledes ringformet og anordnet i kanalen 18 og utstrekker seg fra varmeveksleren 22 mot enden 114.1

av tanken og har en avkortet kjegleform med avskråning mot varmeveksleren 22. Isotopgass-separasjonselementene 26 tilsvarer elementene 26 i fig. 1 og er anordnet i separatoren 24.

Den del av kanalen 18 betegnet med 18.1 mellom varmeveksleren 2 2 og separatoren 24 er anordnet radielt utover separatoren 24, mellom separatoren og huset 14. Delen av kanalen 18, betegnet 18.2 på den motsatte side av separatoren 24 fra varmeveksleren 22 er anordnet radielt innover fra separatoren 24, mellom separatoren 24 og huset 12.

Elementene 26 i separatoren 24 har sine innlop 26.1 som kommuniserer med kanalen 18 og direkte gjennom skilleanordningen 28 inn i delen 18.1 i kanalen 18. Hovedutlopene 26.2 for skilleelementene 26 kommuniserer via skilleanordningen .30

med delen 18.2 i kanalen 18 mellom separatoren 24 og huset 12.

Kammeret 32 som definerer separatoren 24 har anordnet en utlopskanal 34 i form av et ringformet kammer som utstrekker seg rundt huset 14 ved enden 114.1 av tanken 114. Sekundærutlopene for gass-separasjonselementene åpner seg inn i kanalen 34. Kanalen 34 er forsynt med tolv'langs omkretsen likt adskilte, radielt utover utstikkende utlop 116.

Hovedinnlopet 36 forer inn i kanalen 18 ved enden 114.1 i

tanken 114 aksialt utover for ringen av utlopene 116. Diametralt motsatt til innlopet 36 er anordnet et hovedutlop 38 som likeledes kommuniserer med kanalen 18.

Ytterligere innlopskanal 40 er ringformet og utstrekker seg rundt akselen 20.1 for kompressoren 20 og aksialt utover i forhold til kompressoren 20. Kanalen 40 er definert mellom en tappformasjon 118 som utstrekker seg koaksialt fra enden 114.1 av tanken 114. Tappformasjonen 118 er boltet til den nevnte ende av tanken 114 og er forsynt med et endedeksel 118.1 gjennom hvilken akselen 20.1 utstrekker seg aksialt ut^ over, forseglingsanordninger 118.2 er anordnet i endedekselet 118.1.

Lagene 120 er anordnet for akselen 20.1 henholdsvis i tappformasjonen 118 og i en monteringsdel 122 anordnet ved enden av kjerneelementet 112 tilstotende kompressoren 20.

Aksialkompressoren 124 er forsynt med blader 124.1 montert

på akselen 20.1 og er anordnet i kanalen 40. Kanalen 40

har tolv innlop 126 som er likt adskilt rundt periferien og utgjor kanaler i tappformasjonen 118, kanalene 126 åpner seg radielt utover. Kanalen 40 åpner seg aksialt inn i kanalen 16 hvor kanalen 18 kommuniserer radielt med kanalen 16 ved enden 114.1 av tanken 114.

Enden av kjerneelementet 112 ved enden 114.2 av tanken 114

er forbundet til et mannhulldeksel 128 ved en belgformasjon 130 som muliggjor ekspansjon og sammentrekning. En diffusor 131 er anordnet ved utlopet av kompressoren 20.

Det henvises spesielt til fig. 9 hvor det kan sees at kanalen 16, varmeveksleren 22, separatoren 24 og kanalen 18 er delt i aksialt utstrekkende kamre ved hjelp av et antall radielt, aksialt utstrekkende langs omkretsen adskilte skilleanordninger 132. Det er vist 48 stykker skilleanordninger 132, 48 er ty-pisk et egnet antall for anvendelse i en separator 24 med en fraksjonering i området 1/20.

Avboyningsanordninger er anordnet ved skilleanordningene og

er tilpasset for å avboye fluidumet som fores langs kretslopet definert av kanalene 16, 18 i en periferiretning i forhold til de nevnte kanaler. Avboyningsanordninger er også anordnet i

kanalen 18 ved 134. Som eksempel er i den skjematiske tegning i fig. 10 vist avboyningsanordninger i form av bremser ved 138 i skilleanordningene 132, hvor avboyningsplater 140 utgjor en del av skilleanordningene 132 og som heller langs omkretsen i forhold til resten av skilleanordningen; og derved tillater stromning fra et kammer mellom et par skilleanordninger 132 til et annet kammer mellom et annet par skilleanordninger 132.

Virkemåten for modulen 10 ifolge fig. 8 og 9 er i det vesentlige den samme som for modulen ifolge fig.l. Den anrikede strom fra en tidligere modul eller moduler i serien, og/eller gass som resirkulerer fra utlopene 116 fores langs kanalen 40 i form av tolv understrommer som fores inn i kanalen 40

via innlopene 126. De anrikede strommer fores gjennom kompressoren 124 og fores inn i kanalen 16 oppstroms i forhold til kompressoren 20.

Den utarmede strom fra den etterfolgende modul 10 i serien fores inn i kanalen 18 via hovedinnlopet 36. Denne utarmede strom fores radielt innover inn i kanalen 18 og deretter inn i kanalen 16 og inn i kompressoren 20. Den utarmede strom fra den etterfolgende modul fores aksialt langs kanalen 16

til enden av kanalen ved enden 114.2 av huset 114 og opptar den sektor av passasjen 116. Den fores deretter gjennom varmeveksleren 22 og inn i delen 18.1 av kanalen 18, og deretter inn i separatoren 24 og deretter fores den utarmede del derav inn i delen 18.2 av kanalen 18 i retningen vist med

pil, mens den anrikede del derav fores inn i kanalen 34.

Det vil forståes at sektoren,som opptas av den utarmede strom fra den etterfølgende modul som innfores gjennom hovedinnlopet 36,kan være definert av-forskjellige kamre mellom skilleanordningene 132. Ved avboyningsplatene 140 ved 134 i kanalen 18 vil den utarmede strom deles i to deler som fortsetter å stromme langs kretslopet i deres respektive sektorer på motsatte sider av den forste sektor som opptas av den utarmede strom som fores inn gjennom hovedinnlopet 36. I denne forbindelse vil det forståes at skilleanordningene 132 ikke vil være parallelle med modulen 10's polarakse langs hele deres fulle lengde. De vil være slik formet at de heller mot den nevnte akse slik at kamrene definert mellom skilleanordningene åpner seg inn i den passende sektor eller sektorer i kompressoren 20. Dette arrangement av skilleveggene har til hensikt å kompensere en rotasjon av gass-strommen rundt den nevnte akse, forårsaket av kompressoren når gass-strommen fores gjennom denne. De to deler av den utarmede gass-strom fortsetter sin strom langs deres skruelignende baner i motsatte periferiretninger rundt modulen 10, slik som beskrevet under henvisning til fig. 1, inntil de eventuelt kommer sammen igjen og fores ut av hovedutlopet 38 i form av den utarmede strom fra modulen 10 og fores til den foregående modul i serien.

Fra en sammenligning av fig. 8 og 9 med fig. 1 vil det sees

at innlopene 126 til kanalen 40 svarer til sekundærkanalene 40.1 - 40.4 i fig. 1, og at utlbpene 116 fra utlopskanalen 34 tilsvarer sekundærkanalene 34.1 - 34.4 i fig. 1. Delene av den anrikede gass-strom fra den foregående modul som innfores i kanalen 40 via innlopene 126 er anordnet slik at de utstotes av kompressoren 124 og inn i innlopet for kompressoren 20 ved de posisjoner, hvor deres isotopsammensetning er de samme som den for strommen fra kanalen 18 inn i innlopet for kompressoren 20.

Det vil således forståes at modulen 10 i henhold til fig. 1 også kan forsynes med skilleanordninger tilsvarende skilleanordningene 132 vist i fig. 8 og 9. Skilleanordningene deler kretslopet inn i et antall kamre som utstrekker seg langs kretslopet. Disse kamre kan, men behbver nodvendigvis ikke å tilsvare de sektorer som opptas i kretslopet av de forskjellige strommer og kombinerte strommer som flyter langs kretslopet.

Trekket med skilleanordningene 132 reduserer blanding ved diffusjon eller turbulens ved grenseflatene mellom de nevnte strommer når de strommer langs kretslopet. Jo flere skilleanordninger 132 som finnes; desto mindre blanding finner sted. Således kan det generelt anordnes så mange skilleanordninger som mulig, idet det toatle antall begrenses av praktiske hensyn ved konstruksjonen og av okonomiske betraktninger.

Generelt jo steilere konsentrasjonsgradienten i omkretsretningen i kretslopet definert av kanalene 16 og 18 er; desto vik-tigere blir skilleanordningene 132, idet disse skilleanordninger, som beskrevet ovenfor, tjener til å forhindre blanding og forhindre at konsentrasjonsgradienten reduseres. Således for en modul omfattende kun et få antall trinn, eksempelvis to trinn, slik som vist i fig. 5, vil skilleanordningene selv om de er onskelige ikke være nodvendige. For.-moduler som omfatter et stort antall trinn, eksempelvis 10 som vil'være van-lig for fraksjoner på ca. 1/10 eller mindre,bl ir skilleanordningene mere og mere av betydning.

I tilfellet ifolge fig. 1 hvor det ikke er noen skilleanordninger har varmeveksleren 22 og den avskrådde del av kanalen 16 fortrinnsvis et sentralt lokalisert aksialt utstrekkende sylindrisk kjerneelement 112 (stiplede linjer) som utstrekker seg fra akselen 20.1 til kammeret 32, og som tilsvarer kjerneelementet 112 i fig. 8 og 9. Dette kjerneelement har en tendens til å forhindre blanding av strommene som flyter langs kanalen 16 med strommene på diametralt motsatte sider.

Eksempelene under henvisning til fig. 1 - 7 er beskrevet under henvisning til elementene 26 som har en fraksjoneringsgrad på 1/5 og hvor de anrikede strommer og utarmede strommer har det samme trykk. For tilfellene hvor hvert trinn 2 (fig. IA) har en anriket strom 7 ved et annet trykk i forhold til den utarmede strom, er det påtenkt at strommene ved de lavere trykk må fores gjennom en ytterligere kompressor for de tilsettes de andre strommer for derved å utligne trykket i strommene, hvoretter de fores gjennom den felles kompressor 20 og varmeveksleren 22 (fig. 1). Eksempelvis kan det således anordnes en ytterligere kompressor i kanalen 40 i fig. 1 hvor strommene 50 (fig. 2) er ved et lavere trykk enn strommene 52 og 58, eller en ytterligere kompressor kan anordnes i delen 16.2 i kanalen 16 hvor strommene 50 er ved et hbyere trykk enn .strommene 52 og 58. For tilfellet ifolge fig. 8 og 9 er den ytterligere kompressor vist ved 124 for tilsvarende tilfeller hvor strommene 50 er ved et lavere trykk enn strommene 52 og 58.

Ytterligere vil det forståes at modulen 10 ikke behbver å

oppta et helt antall grupper trinn eller en gruppe eller grupper som omfatter et helt antall trinn. Det er således påtenkt at en modul kan anvendes for å oppta et hvilket som helst antall grupper eller deler derav, omfattende et hvilket som helst antall trinn eller deler derav. Passende strbmningsforbindelser vil bli tilveiebragt etter behov. Således er fremgangsmåten og apparatet ikke begrenset til spesielle fraksjoneringsgrader, eksempelvis 1/3, 1/4 eller 1/5, og en hvilken som helst fraksjoneringsgrad ned til 1/20 eller mindre kan anvendes.

Det vil også forståes at avboyningsplatene nødvendigvis ikke behbver å avbbye strommen fra et gitt kammer inn i det neste tilstbtende eller andre spesifikt angitte kamre. I praksis kan avboyningsplatene avbbye strommen fra et kammer i en hvilken som helst vilkårlig grad, idet avbbyningen må være tilstrekf kelig til å avbbye strommen inntil en tilstbtende sektor, idet det må erindres at sektorene ikke behbver å korresponderer med kamrene mellom skilleanordningene 132. Graden av avbbyning av avboyningsplatene vil i virkeligheten være avhengig av massestrbmbalansebetraktninger i modulen 10, dvs. stbrrelsene av de utarmede strommer som strommer mellom modulene.

Oppfinnelsen har en ytterligere fordel ved det faktum at standardisering av modulene er mulig. Ytterligere ved isotop-separasjon vil kompresjon (fore strommen gjennom en kompressor for å bevege strommen) og varmeveksling (eksempelvis avkjble strommen etter kompresjon) være nodvendig hver gang.strommen har passert isotop-separasjonselementene. En ytterligere fordel ved oppfinnelsen er at hver modul 10 har en enkel kompressor 20 og varmeveksler 22 for intern sirkulasjon, uavhengig av antallet separate gass-strommer som beveges fremover eller motstroms langs kaskade-arrangementet og som fores gjennom modulen. Når det er nodvendig kan hver modul også ha en enkel kompressor 124 for å utligne trykkene mellom anrikede gass-strommer som fores inn i modulen og de internt sirkulerende strommer. Anvendelse av et stort antall kompressorer og varmevekslere (minst en for hvert trinn vist i fig. IA) blir således unngått; og anvendelse av et relativt lite antall identiske kompressorer og varmevekslere er således gjort mulig. Når det er anordnet skilleanordninger vil de eneste deler av kretslopet i modulen, hvor de forskjellige strommer og understrommer vil være i kontakt med hverandre, være i den del av kretslopet som opptas av kompressoren 20 og i den del av kretslopet hvor avboyningsplatene 140 er anordnet. For tilfellet vist i fig.

8 og 9 vil det også være kontakt hvor kompressoren 124 er anordnet med hensyn til de anrikede .strommer fra den foregående modul. Skilleanordningene 132 tjener således til å nedsette blanding av tilstbtende strommer og understrommer, mens man bibeholder fordelene ved å ha en enkel kompressor 20, en en-

kel kompressor 124, når en slik er anordnet, en enkelt varmeveksler 22 og en enkel separator 24 for hver modul 10.

Anvendelse av metoden og modulen i henhold til oppfinnelsen

for fraksjonering i området 1/20 ved anrikning av uranheksa-

235

fluorid (UFg) me(3 hensyn til U er ventet å fore til en reduksjon i anleggsomkostningene på minst 20% og muligens opptil 50% eller mere. Tap av effektivitet som folge av blanding ved diffusjon hvor gass-strbmmene og understrommene er i kontakt er antatt å være under 10%, sammenlignet med kon-vensjonelle kaskade-anordninger, og omkostningene for ekstra moduler for å godtgjore dette tap vil bli mere enn kompensert for ved innsparinger, som folge av anvendelse av standardiserte og relativt store moduler.

Claims (19)

1. Fremgangsmåte ved separasjon av gassblandinger, spesielt isotopblandinger, ved hvilken gass ledes gjennom en kaskade av flere trinn, hvorav hvert inneholder en separator, karakterisert ved at gassene som kommer ut fra separatorene (26) fra flere trinn i kaskaden ledes til en enkelt kompressor (20) idet i det minste gassene som tas ut fra noen separatorer (26) har forskjellig sammensetning, at gassene sammenfattes til en eneste gass-strøm, hvis sammensetning på i og for seg kjent måte gjennom et tverrsnitt av gass-strømmen varierer fra et minimum med hensyn til konsentrasjonen av en av de separerte gasser til et maksimum av denne konsentrasjonen, at gass-strømmen ledes gjennom kompressoren (20) hvorunder forskjellene i gass-strømmens sammensetning forblir uforandret, og at gass-strømmen oppdeles i flere delstrømmer, hvorav minst noen har forskjellig sammensetning, og disse delstrømmer ledes gjennom kaskadens videre trinn.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at sammenfatningen av gassene til dannelse av den eneste gass-strøm skjer således at sammensetningen i omkretsretningen er forskjellig, slik at en konsentrasjonsgradient foreligger langs en linje som strekker seg parallelt med omkretsen av strømmen i tverrsnittplanet, hvorunder, konsentra-sjonsminimum- og maksimum ligger med avstand fra hverandre i omkretsretningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert ved at sammenfatningen av gassene under dannelse av en ringformig gass-strøm skjer således at konsentrasjonens minimum og maksimum ligger diametralt overfor hverandre.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 3, karakterisert ved at ved anvendelse av en kompressor (20) med et aksialløpehjul med flere i omkretsretningen med innbyrdes avstand anordnede radiale skovler (20.2), beveger gass-strømmen seg over skovlene i kompressoraksens_ (20.1) retning.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 4, karakterisert ved at gassens temperatur i strømmen endres etter sammenfatningen av gassene og før oppdelingen av gass-strømmen i delstrømmer.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at gass-strømmen for temperaturforandring ledes gjennom et porøst varmevekslerelement (22).

7. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1 til 6, karakterisert ved at gass-strømmen ledes gjennom en kanal som i det minste danner en del av en endeløs strømnings-krets, hvorunder minst en del av gass-strømmen gjennomløper strømningskretsen mer enn en gang.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, karakterisert ved at gass-strømmen i strømningskretsen følger en eller flere forskjellige skrueformige veier, hvorunder aksen til hver skruformig vei går på tvers av bevegelsesretningen til gass-strømmen i kanalen (16) og hver fullstendig vinning av hver skruformig vei strekker seg over hele strømningskretsens totale lengde.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at gass-strømmen ledes langs to skrueformige veier, som strekker seg fra minimum til maksimum med hensyn til kanalens (16) omkrets i motsatt omkretsretning, hvorunder omkretsen dannes ved et snitt av kanalen som går på tvers av strømningsretningen og hvorunder hver vei strekker seg mer enn en gang rundt strømningskretsen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at minst en del av gass-strømmen i kanalen (16) avgrenes for å begunstige en strømning av gass-strømmen langs den skruformige vei eller de skruformige veier.

11. Anordning for utførelse av fremgangsmåten ifølge et av kravene 1 til 10, karakterisert ved en kaskade av flere trinn, som hvert har en separator, en kompressor (20), en innretning (18) for uttak av gasser med forskjellige sammensetninger fra flere separatorer (26) som er anordnet i kaskadens forskjellige trinn og for tilførsel av gasser til kompressoren (20), idet innretningen (18) forener gassene til en eneste gass-strøm hvis sammensetning på i og for seg kjent måte varierer gjennom et snitt av gass-strømmen som går på tvers av strømningsretningen fra et minimum med hensyn til konsentrasjon av gassen som skal adskilles til et maksimum av denne konsentrasjon, og en innretning (24} 34) for oppdeling av gass-strømmen som kommer ut fra kompressoren i flere delstrømmer, hvorav minst noen har forskjellige sammensetninger, og for føring av disse delstrømmer gjennom ytterligere trinn av kaskaden.

12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at det er anordnet en kanal (16) som danner en del av en endeløs strømningskrets, hvilken i det minste har et innløp (36) og minst et utløp (38) idet innløpet (36) , ut-løpet (38) og kompressoren (20) er slik anordnet at kompressoren bevirker en bevegelse av gass-strømmen gjennom strøm-ningskretsen og en mer enn engangssirkulasjon i det minste av en del av gass-strømmen i strømningskretsen langs minst en skruformet vei og langs kanalen (16), og idet aksen til den skruformede vei går på tvers av bevegelsesretningen til gass-strømmen i kanalen og hver fullstendig vinning av den skruformede vei strekker seg over strømningskretsens fulle lengde. '

13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at kompressoren (20) har et aksialt løpehjul med flere radialt fra dette utstående skovlér (20.2), som i omkretsretningen har innbyrdes avstand og er i stand til å bevege gass-strømmen i kanalens (16) lengderetning.

14. Anordning ifølge krav 12 eller 13, karakterisert ved at strømningskanalen (16) er ringformet, at hovedinnløpet (36) er anordnet i en sektor av kanalen og hovedutløpet (38) i en i omkretsretningen i avstand liggende kanalsektor, slik at gassen kommer inn gjennom hovedinnløpet (36) deles i to delstrømmer, hvilke følger forskjellige skruformede veier fra hovedinnløpet til hovedutløpet, hvilke strekker seg i omkretsretningen motsatt i forhold til kanal-omkretsen, som er definert gjennom et snitt av kanalen på tvers av strømningsretningen.

15. Anordning ifølge krav 14, karakterisert ved at det i strømningskretsen er anordnet flere hjelpe-innløp (42, 126) med innbyrdes avstand og flere hjelpeutløp (34, 116) likeledes med innbyrdes avstand.

16. Anordning ifølge krav 13 eller 14, karakterisert ved at strømningskretsen er dannet mellom et indre sylindrisk hus (12) og et ytre sylindrisk hus (14), hvorunder motstående ender av det indre hus (12) munner ut i motstående ender av det ytre hus (14)..

17. Anordning ifølge et av kravene 12 til 16, karakterisert ved at det er anordnet avbøyningsinn-retninger (14 0) for avbøyning av gassen langs strømningskret-sen for å understøtte, strømningen av delstrømmen langs den skruformige vei henholdsvis de skruformige veier.

18. Anordning ifølge et av kravene 12 til 17, karakterisert ved at den har en eller flere skille-vegger (132) som -trekker seg langs kanalen i strømningsret-ningen.

19. Anordning ifølge et av kravene 12 til 18, karakterisert ved at den har et strømningsgjennom-trengelig varmevekslerelement (22) som strekker seg inne i kanalen (16) på tvers av denne.