在現代核能體系中,核燃料后處理是實現核資源循環利用、降低放射性廢物量的關鍵環節。而萃取設備作為后處理流程的核心裝備之一,其性能直接影響工藝效率與安全性。目前常用的核用萃取設備主要包括混合澄清槽、脈沖萃取柱和離心萃取機三類。其中,離心萃取機憑借其獨特優勢,正逐漸成為核燃料后處理領域的研究熱點與發展重點。
與依靠重力實現兩相分離的混合澄清槽和脈沖萃取柱不同,離心萃取機通過高速旋轉產生的離心力實現液-液兩相快速分離。這一特點使其在核燃料后處理中展現出多項顯著優勢:液體存留量小、停留時間短,有利于提升核幾何臨界安全性和減少溶劑輻照損傷;分相性能優異,操作流比范圍廣;傳質效率高、平衡速度快,且開停車方便;結構緊湊、占地空間小,具有良好的經濟性。
盡管離心萃取機因含有軸承、電機等易損件,在遠距離維修方面存在一定挑戰,導致其在當前核燃料后處理廠的應用仍有限,但隨著核電技術的發展,乏燃料中鈾、钚濃度及燃耗水平不斷提高,核臨界安全與溶劑輻照問題日益突出,離心萃取機的獨特優勢愈發受到重視。因此,該設備被普遍認為是未來核用萃取設備的重要發展方向,各主要核國家均加大了對其關鍵技術的研究投入。
鄭州天一萃取CWL-25M、CWL-50M等規格離心萃取機已經成功應用于核元素分離,主要是在核燃料前后處理、高放廢液分離及關鍵核素提取等領域。CWL-M系列離心萃取機作為新一代高性能設備,專為無懸浮固體、高參數要求的萃取場合設計,在合適的萃取條件下,可以達到兩相夾帶少、萃取率高的效果。其可在強酸、強堿、強腐蝕性環境下穩定運行,具備更優的傳質性能、更寬的操作彈性以及更便捷的開停車特性,充分滿足PUREX流程對萃取設備的嚴苛要求。
隨著我國自主設計建設大型核燃料后處理廠的推進,離心萃取機將在保障核安全、提升工藝效率方面發揮越來越重要的作用。