Можливості застосування модульних високотемпературних реакторів для конверсії органічних палив.
DOI:
https://doi.org/10.15276/opu.2.70.2024.05Ключові слова:
модульний високотемпературний реактор, енерготехнологічна установка, конверсія, газифікація, енергетична ефективністьАнотація
Розглянуто можливість використання малих модульних високотемпературних газоохолоджувальних ядерних реакторів для конверсії паливних копалин. Використання високотемпературних газоохолоджуваних ядерних реакторів в якості джерела високопотенційної теплової енергії для перетворення органічних палив є новітніми технологіями, що дозволяють переробляти первинну органічну сировину (вугілля, природний газ, нафту, сланці) у вторинні енергоносії та вторинну сировину для хімічної, металургійної та інших видів промисловості: водень, конверторний газ, метанол, відновлювальний газ, сажа, кокс тощо. Важливе місце у розвитку високотемпературних реакторів займають модульні реактори малої потужності, теплова потужність яких знаходиться у межах 200...600 МВт. Наведені існуючи та проектовані модульні реактори та їх основні параметри. Обґрунтовано можливість застосування модульних високотемпературних реакторів для конверсії природного газу та газифікації вугілля. Наведено технологічні схеми енерготехнологічних установок з паровою конверсією природного газу та газифікацією вугілля, призначених як тільки для забезпечення процесів конверсії та газифікації, так і для вироблення електричної енергії. Викладена методика розрахунку енергетичної ефективності технологічної частини установок та установки в цілому. Розраховано кількісні показники енергетичної ефективності установок та їх частин, які лежить у межах 65...80 % залежно від технологічної схеми та виду технологічної сировини та істотно перевищують ефективність атомних газотурбінних установок при однаковій з розглянутими установками температурі гелію на виході з реактора.
Завантаження
Посилання
Advances In Small Modular Reactor Technology Developments. (2020). 2020 Edition, 343 p. Retrieved from: https://aris.iaea.org/Publications/SMR_Book_2020.pdf.
Nuclear Technology Development and Economics. OECD/NEA. (2022). High-temperature Gas-cooled Reactors and Industrial Heat Applications. Retrieved from: https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_70442/ high-temperature-gas-cooled-reactors-and-industrial-heat-applications.
Beck, L.M., & Pincock L.F. (2011). High Temperature Gas-Cooled Reactors: Lessons Learned Applicable to the Next Generation Nuclear Plant. Idaho National Laboratory, Next Generation Nuclear Plant Project, INL/EXT-10-19329. Retrieved from: https://inldigitallibrary.inl.gov/sites/ sti/sti/5026001.pdf.
Hittner, D. (2017). High Temperature Industrial Nuclear Cogeneration. NEA Nuclear Innovation 2050 R&D Cooperative Programme Proposal. Retrieved from www.oecd-nea.org/upload/ docs/application/pdf/2020-07/09hittnerni2050 heatandcogeneration.pdf.
Dubkovskiy, V.A. (2003). Rational processes, cycles and diagrams of power plants. Monograph. Odessa: Science and Technology.
Shraiber, O.A., Dubrovskyi, V.V., & Teslenko, O.I. (2021). Current state and prospects of hydrogen energy development in the world. Scientific notes of NTU named after .I.V. Vernadskyi. Series: Technical sciences, 32(71), 5, 199–209. DOI: https://doi.org/10.32838/2663-5941/2021.5/30.
Gary J. Stiegel, & Massood Ramezan, (2006). Hydrogen from coal gasification: An economical pathway to a sustainable energy future. International Journal of Coal Geology, 65, 3–4, 173–190. DOI: https://doi.org/10.1016/j.coal.2005.05.002.
Jianguo Xu, & Gilbert F. Froment. (1989). Methane steam reforming, methanation and water‐gas shift: I. Intrinsic kinetics. AlChE Journal, 35, 1, 88–96.
IAEA. (2017). Industrial Applications of Nuclear Energy. Retrieved from: https://www-pub.iaea.org/MTCD/Publications/PDF/P1772_web.pdf.
Verfondern, K. (2011). Nuclear coal gasification. Yan, X.L., & Hino, R., (Eds.) Nuclear Hydrogen Production Handbook (pp. 547–554). CRC Press, Boca Raton, FL.
Jäger, W., Weisbrodt, I., & Hörning, H. (1984). Nuclear process heat applications for the modular HTR. Nucl. Eng. Design, 78, 137–145.
