Режимы работы индукционного плавителя с холодным тиглем для остекловывания радиоактивных отходов

• Автор: Демин, Антон Вячеславович
• Шифр специальности: 01.04.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Моделирование стационарного режима работы системы индуктор-тигель
1.1. Геометрия объекта, граничные условия тепловой задачи и основные допущения
1.2. Распределение магнитного поля, вихревых токов, температуры и мощности энерговыделения в объеме расплава
1.2.1. Линейный стационарный режим работы установки
1.2.2. Нелинейный режим процесса плавления
1.3. Измерения температуры расплава
1.4. Влияние распределения магнитного поля на характеристики расплава
1.5. Исследование гармонического состава экспериментальных сигналов тока и напряжения
2. Анализ работы полной системы ВЧ-плавителя
2.1. Описание модели системы генератор-индуктор-тигель с расплавом
2.2. Анализ функционирования модели системы генератор-индуктор-тигель с расплавом и сравнение экспериментальных и расчетных значений энергетических характеристик установки
2.3. Анализ энергоэффективных режимов работы установки ИПХТ
3. Оптимизация геометрической конфигурации системы индуктор-тигель установки ИПХТ

3.1. Условия расчета и алгоритм определение характеристик установки
и расплава
3.2. Анализ параметров установки ИПХТ при изменении диаметра
тигля
3.3. Анализ параметров установки ИПХТ при изменении высоты
тигля
3.4. Анализ параметров установки ИПХТ при изменении числа витков
индуктора
4. Динамика нагрева стекломассы при поступлении в тигель шихты в процессе плавления
4.1. Постановка задачи, алгоритм и основные допущения
4.2. Результаты моделирования теплофизических процессов в
нагружаемом тигле с расплавом
4.3. Модель системы генератор-индуктор-тигель с поступлением шихты
во время плавки
5. Анализ режимов работы установки ИПХТ с учетом гидродинамических течений в тигле с расплавом
5.1. Описание модели и особенности расчета
5.2. Влияние гидродинамических течений на характеристики
расплава
Заключение
Литература

Введение.
Использование атомной энергии в мирных и военных целях, применение радиоактивных изотопов в народном хозяйстве и науке сопровождается образованием радиоактивных отходов (РАО). К настоящему времени накоплены миллионы кубических метров РАО всех уровней активности - низкой, средней и высокой, в связи с чем проблема кондиционирования РАО (перевод их в безопасную форму) является одной из важнейших экологических проблем [1, 2].
Принципиальная сложность проблемы РАО состоит в том, что их нельзя полностью обезвредить, то есть превратить в нерадиоактивную субстанцию [3, 4]. Во всяком случае, это невозможно сделать химическими методами, поэтому речь может идти лишь о кондиционировании РАО - максимальном уменьшении их объема, переводе в инертную стабильную форму и долговременном хранении или захоронении их в глубоких геологических формациях, чтобы максимально надежно изолировать РАО от биосферы [5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13].
При разработке и выборе схем отверждения основополагающими являются следующие критерии [14]:
• Возможность максимального удержания радирнуклидов в твердой матрице, как на стадии хранения, так и при окончательном захоронении [15];
• Получение конечного продукта с заданными свойствами, несмотря на возможные колебания состава исходных отходов;
• Наличие работоспособного и безопасного в условиях радиохимического производства оборудования, возможность его дистанционного обслуживания, а также демонтажа и замены прр выходе из строя;

ментальными датчиками. Как свидетельствуют данные рис. 18 и таблицы 2, мощность активных потерь в нагрузочном контуре, включая и расплав, определяется гармоническими составляющими на основной частоте. Это дает возможность использовать пакет Ansoft Maxwell для определения параметров эквивалентной схемы рис.21 в гармоническом режиме.
Время, мкс
Рис. 17. Типичные осциллограммы импульсов напряжения и тока на входе нагрузочного контура в режиме работы установки на расплав: анодное напряжение -4,9 кВ; ток сетки — 1,24 А; анодный ток- 7,075 А.
Таблица 2. Характеристики гармоник сигналов напряжения
и тока на входе нагрузочного контура.
Параметр Номер гармоники
Const 1 2 3
Амплитуда напряжения, В -43,3 2633,2 167,4 277,5 5,7 9,4 17
Амплитуда тока, А 0,02 25,8 10,5 7,6 0,15 0,21 0
Разность фаз, град - -29,8 93 92 28 2,2 -9
Активная мощность, кВт 0,001 29,47 0,05 0,034 0,0004 0,001 0