ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА УРАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ
https://doi.org/10.52676/1729-7885-2018-3-111-116
Аннотация
Карбид урана является одним из перспективных видов топлива для ядерных реакторов. Существующие технологии получения карбида урана характеризуются высокими энергозатратами и технологическими сложностями. Создание энергоэффективной технологии получения карбида урана является актуальной задачей. Автором предложена возможность получения карбида урана с использованием технологии электротермического псевдоожиженного слоя. В статье рассмотрены два варианта получения карбида урана – восстановлением металлического урана в атмосфере метана и капсулированием UO2 пироуглеродом с дальнейшим карботермическим восстановлением. Проведённые термодинамические расчеты позволили определить оптимальную температуру проведения процессов. Предложена схема реактора с электротермическим псевдоожиженным слоем и описаны основные механизмы тепло- и массообмена в данном реакторе во время процесса получения карбида урана и нанесения пироуглеродного покрытия на UO2. Полученные результаты будут использованы при дальнейших экспериментальных исследованиях.
Список литературы
1. Годин Ю.Г. Карбидное ядерное топливо / Ю.Г. Годин, А.В. Тенишев // Учебное пособие. – М.: МИФИ, 2007. – 68 с.
2. Волкович В. А. Металлургия урана и технология его соединений: курс лекций : в 3 ч. / В. А. Волкович, А. Л. Смирнов. – Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. – Ч. 3. – 140 с.
3. Petkus E.J., Tevebaugh A.D., Payne C., Bartos J.P. The synthesis of stoichiomteric uranium mono carbide in a fluidized bed by the uranium metal–hydrocarbon gas reaction, Chem. Eng. Prog. Symp. Ser., 62(67), 76, 1966.
4. Hyde K.R., Landsman D.A., Morris, J.B., Seddon W.E., Tulloch H.J. The Preparation of Uranium Nitride and Carbonitrides from Uranium Oxide in a Fluidized Bed, U.S. Atomic Energy Research and Development Report ANL-6902, Argonne, National Laboratory, Argonne, IL, 1964.
5. Белов Г.В., Трусов Б.Г. Термодинамическое моделирование химически реагирующих систем. – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2013. – 96 с
6. Gupta C. K. and Sathiyamoorthy D. Fluid Bed Technology in Materials Processing. New York: CRC Press LLC, 1999. 512 p.
7. Бородуля В. А. Высокотемпературные процессы в электротермическом кипящем слое. Минск: Наука и техника, 1973. 176 с.
8. Богомолов В.А. Капсулирование кварцевого песка пироуглеродом в электротермическом псевдоожиженом слое / В.А. Богомолов, А.П. Кожан, Б.И. Бондаренко, А.И. Ховавко, К.В. Семейко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2013. – № 5. – С. 36–40.
9. Семейко К.В. Исследование процесса осаждения твердого углерода при пиролизе углеводородных газов / К.В. Семейко, В.К. Безуглый, А.П. Кожан, Б.И. Бондаренко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2015. – № 2. – С. 18 – 24.
10. Simeiko K. Thermal influence of microdischarge plasma on the process of receiving of quartz sand encapsulated by pyrocarbon / K. Simeiko // Proccedings of the National Aviation University. – 2014. – N 2. – P.131–135.
11. Сімейко К.В. Теплові характеристики реактору для одержання капсульованого піровуглецем кварцевого піску при проходженні процесу піролізу метану / К.В. Сімейко // Вісник СумДУ. Серія Технічні науки. – 2013. – № 4. – С. 119–123.
12. Семейко К.В. Использование электротермического псевдоожиженого слоя в качестве внешнего нагревательного элемента реактора / К.В. Семейко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2015. – № 1. – С. 58–64.
13. Семейко К.В. Исследование характеристик и свойств пироуглеродных покрытий / К.В. Семейко // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2018. – № 1. – С. 37–43.
14. Федоров С.С., Губинский М.В., Тищенко Т.А., Barsukov I. Особенности процессов нагрева углеродсодержащего сырья в электротермических печах кипящего слоя. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2015. № 3. С. 103–107.
15. Баскаков А.П. Процессы тепло- и массопереноса в кипящем слое / А.П. Баскаков, Б.В. Берг, А.Ф. Рыжков, Н.Ф. Филипповский // М., «Металлургия», 1978. 248 с.
16. Пат. 117157 Україна, МПК B01J 8/18(2006.01), B01J 8/42(2006.01), B01J 19/14(2006.01), C01B 33/021(2006.01), C01B 33/021(2006.01), C30B 25/10(2006.01), C30B 28/14(2006.01), C30B 31/12(2006.01). Реактор для високотемпературних процесів у псевдозрідженому шарі / К.В. Сімейко, Б.І. Бондаренко, О.П. Кожан, В.М. Дмітрієв; заявник і патентовласник: Інститут газу НАН України. – № a201506499; заявл. 01.07.2015; опубл. 26.06.2017, Бюл. № 12. – 8 с.
Рецензия
Для цитирования:
Семейко К.В. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ КАРБИДА УРАНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕХНОЛОГИИ ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО ПСЕВДООЖИЖЕННОГО СЛОЯ. Вестник НЯЦ РК. 2018;(3):111-116. https://doi.org/10.52676/1729-7885-2018-3-111-116
For citation:
Simeiko K.V. THERMOPHYSICAL ANALYSIS OF PROCESS OF URANIUM CARBIDE OBTAINING APPLYING ELECTROTHERMAL FLUIDIZED BED TECHNOLOGY. NNC RK Bulletin. 2018;(3):111-116. (In Russ.) https://doi.org/10.52676/1729-7885-2018-3-111-116
Просмотров:
300
Послать статью по эл. почте 