Material för energiproduktionsapplikationer blir allt viktigare allteftersom samhället letar efter alternativa energikällor utöver metoder baserade på fossila bränslen. Harper har varit en viktig partner för termiska processlösningar vid nukleära tillämpningar under decennier för företag som utvecklar nästa generations energiteknik och som strävar efter att optimera den nuvarande verksamheten.
Sedan 1957 när Harper producerade den första sintringsugnen för kärnbränsle för General Electric, har företaget blivit en världsledande leverantör av anpassade system med ett brett sortiment av avancerade produkter med tonvikt på energieffektivitet, temperaturenhetlighet, underhåll och säkerhetskontroll. Typiska tillämpningar för behandling av kärnbränsle inkluderar:
- Sintring av UO2-kutsar för reaktorbränslestavar
- Oxidation av UO2-kutsar, -spån och -pulver till U308
- Denitrering av uranylnitrat
- Hydrofluorinering av UO2-kutsar
- Avfallshantering
Tekniska lösningar för kärnmaterial – genomskjutningsugnar
Sintring av kärnbränsle är ofta en tvåstegsprocess av avbindning och sintring i en genomskjutningsugn. Det första steget innebär borttagning av bindemedlet, vilket utförs vid en betydligt lägre temperatur än för sintringssteget. Det andra steget, dvs. sintringen, kräver en väteatmosfär, ofta med daggpunktskontroll och processtemperaturer på 1600 till 1800 °C. De typiska bränslen som produceras från dessa sintringsprocesser inkluderar kärnbränsle för PWR-, PHWR- och CANDU-reaktorer.
Våra genomskjutningsugnar genererar den höga temperaturkapacitet som krävs, tillsammans med väteatmosfär och daggpunktskontroll för kärnbränslets sintringsprocess. De värms vanligtvis upp av molybdenelement med högt aluminiumoxygenhaltigt murbruk. Dessa sintringsugnar är mycket tillförlitliga och har enastående lång livslängd, med många av Harpers nukleära sintringsugnar i drift i mer än 25 år.
Tekniska lösningar för kärnmaterial – roterande ugnar
Roterande ugnar används i flera kärntekniska tillämpningar, inklusive oxidations-, reduktions- och hydrofluorineringsprocesser i kärnbränsleproduktionsled. Dessa roterande ugnar är väl tätade och innesluter den potentiellt brandfarliga atmosfären och dammet som bildas.
Harpers tekniska expertis leder till robusta och effektiva konstruktioner. Vid behandling av kärnbränsle är tillförlitlighet av yttersta vikt, vilket är orsaken till att våra energieffektiva system har väl beprövade isoleringsmaterial, anpassade till process- och ugnskraven. Harpers roterande ugnssystem inkluderar avskärmningsplåtar och andra funktioner för att minska strålningsförlusten i ändröret för att få bättre energieffektivitet. Roterande ugnssystem är mer energieffektiva eftersom de inte har någon bärarbelastning som kräver att energin ska värma upp och kyla ned vagnen eller produktbrickan.
Harper konstruerar även roterande tekniska lösningar för avfallshantering. Vid produktionen av kärnmaterialskutsar ingår flera moment som producerar avfall, inklusive spån från dubblös slipning för att uppnå de höga toleranser som krävs för kärnbränsle och krossade kutsar från varierande steg i processen. Dessa avfallsproduktspån oxideras i Harpers system från UO2 till U308. Detta material återintroduceras sedan i produktionen av kärnbränsle.
Våra roterande ugnar används även för att späda ut anrikat kärnmaterial till icke-anrikat material. U-235 är klyvbart – det kan uppstå en kärnklyvningsreaktion. Våra system kan användas för att omvandla högt anrikat UO2 till U3O8, varvid anrikat U3O8 blandas med U3O8 av naturlig grad. Detta utspädda material omarbetas sedan till kärnbränsle.
Allteftersom utnyttjandet av energigenererande material fortsätter att växa, har Harper för avsikt att göra det lättare för företag att optimera deras produktionsprocesser. Vårt Pulsteams erfarenhet med ombyggnader, efterjusteringar, uppgraderingar och processanalys/-optimering kan bidra till förbättringar av kundens verksamhetseffektivitet. Som alltid är fallet försöker vi skapa en nyckelfärdig lösning med ett antal erbjudanden, inklusive gasbehandling och -hantering och helt integrerade styrsystem i form av en komplett lösning.
Mer information…
- Teknik för energimaterialbehandling – Roterande ugnar
- Teknik för energimaterialbehandling – Genomskjutningstunnelugn