Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Синев Н.М. -> "Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд." -> 138

Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд. - Синев Н.М.

Синев Н.М. Экономика ядерной энергетики: Основы технологии и экономики производства ядерного топлива. 3-е изд.: Экономика АЭС: Учеб. пособие для вузов — M.: Энергоатомиздат, 1987. — 480 c.
Скачать (прямая ссылка): atomnaya-energetika.djvu
Предыдущая << 1 .. 132 133 134 135 136 137 < 138 > 139 140 141 142 143 144 .. 209 >> Следующая


Потребности в циркониевых сплавах и особенности их производства. Преимущественное развитие ядерной энергетики с водоох-лаждаемыми реакторам на тепловых нейтронах, большие масштабы и темпы строительства АЭС потребовали резкого повышения производства циркония. Выплавка циркониевой губки — исходного сырья для выплавления слитков — в США в 1970 г. составила 1170 т в год, а за пятилетие (к 1976 г.) удвоилась и должна увеличиться к 1990 г. еще в 2—3 раза. Производство проката из циркониевых сплавов, используемого для ядерной энергетики в капиталистических странах (США, Канаде, Японии, ФРГ, Франции, Швейцарии), составило в 1975 г. 1260 т, а в 1980 г. 2800 т.

Основным промышленным сырьем для получения циркония и его соединений являются циркон (силикат циркония ZrO2 — SiO2), в котором цирконий составляет 49,5 %, а также бадделеит (ZrO2— 79,9% Zr). Эти минералы в количестве 0,5—3% встречаются в ти-

* В настоящее время получены положительные результаты по созданию более коррозионно-устойчивых сплавов для оболочек твэлов, позволяющих повысить температуру стенки До 450 °С для водоохлаждаемых реакторов на тепловых нейтронах. -

тансодержащих песках (рутилах и ильменитах). Имеются и бога тые залежи циркона с содержанием в рудах до 20—30%- Основны месторождения циркона (—-70%) находятся в Австралии и США Богатые россыпи (с содержанием до 8% циркона) имеются в чер ных прибрежных песках шт. Керала в Индии, а также в Бразилии и Гренландии. Из добывающих и перерабатывающих цирконий стран, являющихся и его экспортерами, на первом месте стоят США, затем Франция, Япония. В СССР организованы добыча циркониевых руд и получение высококачественного реакторного циркония в масштабах, полностью обеспечивающих потребности развития ядерной энергетики и других отраслей народного хозяйства.

Кроме ядерной энергетики, которая потребляет —90% получаемого металла, цирконий и его соединения используются в металлургии для легирования сталей, в производстве керамики, эмалей, огнеупоров, фарфора (в виде ZrO2).

Природный цирконий %Zr состоит из пяти стабильных изотопов. В металлическом состоянии цирконий похож на сталь, его платность 6,25 г/см3. Температура плавления —'1830 °С, кипения '29000C Температурный коэффициент линейного расширения 5,8-Ю-6 1/°С, удельная теплоемкость при 200C 0,069 кал/(г-К) [0,288 кДж/(кг-К)]. В обычных условиях металлический цирконий устойчив в воде и на воздухе, но активно поглощает газы (O2, N2, H2) и в результате становится хрупким: при нагреве до температуры 400—600 °С покрывается защитной оксидной пленкой.

Особенность циркониевых минералов — присутствие в них до 3% гафния. Как известно, гафний имеет весьма большое сечение захвата |епловых нейтронов (105—115 б), превышающее в —600 раз сечение захвата циркония. Для применения в ядерных реакторах необходимо, чтобы содержание гафния в цирконии не превышало 0,01 %. Очистка циркония от гафния ввиду большого химического сродства между ними представляет собой сложный и дорогостоящий технологический процесс. Наилучшую очистку обеспечивает иодидный процесс, когда в вакууме на раскаленную проволоку из объема, заполненного газообразным йодистым цирконием, высаживаются кристаллы чистого циркония (термическая диссоциация). Высокие показатели очистки циркония от гафния получают и методом экстракции или дробной возгонки.

Получение циркония из минеральных рудных концентратов включает три основных процесса:

разложение руд и извлечение из них циркония хлорированием, карбидизацией или выщелачиванием;

отделение и очистка циркония от гафния;

восстановление металла магнием или кальцием, в результате чего получают губчатый цирконий.

В СССР для получения реакторного циркония применяется и иодидный метод, и более дешевый — электролизный, проводимый в закрытых электролизерах. Переплавка циркония осуществляется в электродуговых печах в вакууме или в атмосфере инертного газа. 320

9.5. ПРОИЗВОДСТВО ЦИРКОНИЕВЫХ ТРУБ ДЛЯ ОБОЛОЧЕК ТВЭЛОВ

Более 80 % циркония, используемого в ядерных реакторах, идет на производство труб для оболочек твзлов, каналов, остальное — на прутки, листы, полосы. Тонкостенные трубы для оболочек твэлов диаметром 13,6 и 9,15 мм, применяемые в реакторах РБМК и ВВЭР, изготовляют по следующей схеме:

1) заготовка под прессование;

2) нагрев и горячее прессование гильз;

3) подготовка гильз под холодную прокатку (удаление окалины, обрезка концов, разрезка «в размер»);

4) холодная прокатка на трубных станах — две последовательные операции со степенью деформации ~65% и затем одна-две операции чистовой прокатки на роликовых станах для получения готовой трубы с заданными точными размерами. Перед каждой операцией прокатки проводятся обезжиривание, травление, вакуумный отжиг. Таким образом, холодная прокатка позволяет из гильзы получить трубки диаметром 13,75/11,7 или 9,15/7,7 мм;

5) отделочные операции: травление с доведением до заданного размера по диаметру, промежуточный и окончательный отжиг. Отправка и приемка OTK с контрольными обмерами диаметров, толщины стенки, кривизны; перископический контроль внутренней поверхности и поверхностных дефектов.
Предыдущая << 1 .. 132 133 134 135 136 137 < 138 > 139 140 141 142 143 144 .. 209 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed