طراحی و بهینه سازی زنجیره مخروطی به منظور جداسازی ایزوتوپ های پایدار چند جزیی با در نظر گرفتن پارامترهای هیدرولیکی و عملیاتی ماشین سانتریفیوژ

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