核材料随着社会各界都在寻求除化石燃料以外的可替代性能源,应用于能源发电的材料也变得愈发重要。几十年以来,哈珀始终致力于核应用领域的热处理解决方案,成为众多从事开发新的能源发电技术和优化其现有业务的企业的重要合作伙伴。

自 1957 年为通过电气生产了首台核燃料烧结炉起,哈珀便成为定制化系统的全球领先供应商,可在能量效率、温度均匀性、维护和安全控制等方面作出一系列的改进。核燃料处理的典型应用包括:

  • 为反应堆燃料棒烧结二氧化铀芯块
  • 将二氧化铀芯块、碎屑和粉末氧化成八氧化三铀
  • 硝酸铀酰脱硝
  • 二氧化铀芯块的氢氟化作用
  • 废弃物治理

核材料的技术解决方案 推杆式炉

烧结核燃料通常包含两个步骤,即在推杆式炉中进行脱脂和烧结。第一步是去除粘结剂,其温度应明显低于烧结步骤所需的温度。第二步称为烧结,通常需要与露点控制一起在氢气环境下进行,过程温度保持在 1600 至 1800°C 之间。从这些烧结过程中产生的典型燃料包括压水反应堆 (PWR)、加压式重水反应堆 (PHWR) 和加拿大重水铀反应堆 (CANDU) 的核燃料。

我们的推杆式炉具有核燃料烧结过程所需的高温性能、氢气环境和露点控制。他们通常由高铝氧化物耐火材料加热后的钼元素组成。烧结炉可靠性高、使用寿命长,而哈珀的众多烧结炉的都已使用了逾 25 年。

核材料的技术解决方案旋转炉

旋转炉可应用在多个核应用领域,包括在核燃料生产线上进行的氧化、还原,以及氢氟化流程。这些旋转炉的气密性非常好,可在潜在易燃环境下使用,并且具有粉尘控制功能。

哈珀的工程实践部可提供耐用且高效的设计。可靠性对于核燃料处理来说至关重要,这也是我们的节能系统具有良好的绝缘封装性能的原因所在,同时也恰恰满足了加工流程和熔炉的要求。哈珀的旋转炉系统含有若干挡板和其他特性,可减少端管的辐射损耗,从而提高能源效率。因无需加热并冷却舟船型或产品托盘的进料载热器,因此,旋转炉系统通常具有很高的节能价值。

此外,哈珀还可为废弃物治理提供旋转炉技术解决方案。在生产核燃料芯块期间,有多个流程会产生废弃物,其中包括:为实现核燃料所需的高容差,芯块无心磨削所产生的碎屑,以及流程的不同步骤所产生的破碎芯块。这些二氧化铀碎屑或废弃物可通过哈珀系统氧化成八氧化三铀,然后可再次引入至核燃料的生产过程中。

我们的旋转炉系统还可用于将高浓缩的核材料稀释成非高浓缩材料。铀-235 属于易裂变物质,可维持裂变链式反应。我们的系统可用于将高浓缩二氧化铀转化成八氧化三铀,接着将浓缩八氧化三铀与自然等级的八氧化三铀相混合,然后将该稀释材料再处理成核燃料。

随着对能源发电材料利用的持续增长,哈珀全心全意致力于帮助众多企业优化生产流程。我们的脉冲小组拥有丰富的重建、翻新、升级和过程分析/优化等方面的经验,可帮助改进客户运营效率和有效性。我们将一如继往地通过我们一系列的产品(包括气体处理完全集成控制系统为客户提供交钥匙解决方案,进而完善全套处理解决方案。

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