Процессы и аппараты урановых производств Курс лекций Ассистент кафедры ХТРЭ Кантаев Александр Сергеевич МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 1

Лекция 17 П роцессы в плазме 2

3 Процессы в плазме Дебаевский радиус или размер поля: Среднемассовая температура:

4 Рисунок – 1 Схема однокамерного (а) и двухкамерного (б) дугового плазмотрона с самоустанавливающейся длиной дуги: 1,4- катушки электромагнитов; 2 - ввод газа в вихревую камеру; 3 - столб дуги; 5 - дополнительный ввод газа. Пунктиром показана область перемещения дуги по электроду Процессы в плазме

5 Рисунок – 2 Схема однокамерного плазмотрона с самоустанавливающейся длиной дуги и двусторонним истечением газа. 1,4- катушки электромагнитов; 2 - ввод газа в вихревую камеру; 3 - столб дуги; 5 - дополнительный ввод газа. Пунктиром показана область перемещения дуги по электроду Процессы в плазме

6 Рисунок – 3 Схема плазменной установки Процессы в плазме

7 Рисунок – 4 Головка плазматрона (мощностью 100 кВт) Процессы в плазме

8 Рисунок – 5 Схема высокочастотного плазматрона Процессы в плазме

Восстановительная и рафинировочная плавки урана 9

10 Общие сведения Допустимое содержание примесей в металлическом уране

11 Общие сведения Показатели электролитических процессов получения урана

12 Теория процессов плавки Свойства урана, кальция, магния и их фторидов и оксидов

Теория процессов плавки Уравнение свободной энергии реакций восстановления диоксида урана кальцием 13 Значение свободной энергии и коэффициентов уравнения

Теория процессов плавки С ростом содержания кислорода в окисле урана количество выделяемого тепла возрастает 14

Теория процессов плавки 15 Рисунок – 6 Зависимость свободной энергии реакций получения урана из его окислов от температуры

Теория процессов плавки Уравнение свободной энергии реакций восстановления тетрафторида урана магнием 16 Значение свободной энергии и коэффициентов уравнения

Теория процессов плавки 17 Количества тепла, необходимое для нагревания до нужной температуры: Тепло реакции при температуре: Соотношение: Уравнение для определения теоретической температуры процесса: Уравнение для определения потерь тепла при остывании 1/8 части шлака:

Аппаратурное оформление процессов плавки 18 Рисунок – 7 Схема тигельной печи а – перед восстановлением б – после восстановления урана

Аппаратурное оформление процессов плавки 19 Рисунок – 8 Схема сборного аппарата с приемником металла

Аппаратурное оформление процессов плавки 20 Рисунок – 9 Реактор для кальциетермического восстановления UF 4

Аппаратурное оформление процессов плавки 21 Рисунок – 10 Реактор для получения слитков массой 1500 кг

Аппаратурное оформление процессов плавки 22 Рисунок – 11 Вакуумная рафинировочная индукционная печь

23 Рисунок – 12 Схема безразливочной дуговой печи с расходуемым электродом Аппаратурное оформление процессов плавки