Анализ параметров работы установки для разделения изотопов водорода

Верхорубов, Дмитрий Леонидович Отделение ядерно-топливного цикла (ОЯТЦ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Целью данной работы является определение и анализ основных параметров работы
установки для разделения изотопов водорода методом ректификации воды и
ХИО в системе вода-водород.
В результате исследования определены зависимости высоты эквивалентного теоретической ступени от удельного потока, диаметра и размера насадки в колонне, а также определены степень разделения, число равновесных ступеней и высота колонны, необходимая для получения заданной концентрации.

Реферат ………………………………………………………………………………………………. 9

Введение …………………………………………………………………………………………… 10

1. Литературный обзор ……………………………………………………………………… 12

1.1 Строение и физические свойства водорода…………………………………… 12

1.2 Взаимодействие водорода с простыми веществами………………………. 12

1.3 Взаимодействие водорода со сложными веществами……………………. 13

1.4 Получение водорода ……………………………………………………………………. 14

1.5 Строение и физические свойства воды …………………………………………. 16

1.6 Тяжелая вода и методы ее получения …………………………………………… 16

1.7 Ректификация воды ……………………………………………………………………… 22

1.8 Химический изотопный обмен в системе вода-водород ……………….. 26

2. Практическая часть ……………………………………………………………………….. 30

2.1 Описание подходов к расчету обменной колонны ………………………… 30

2.1.1 Ректификация воды …………………………………………………………………… 30

2.1.2 Химический изотопный обмен в системе вода-водород …………….. 33

3 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение
……………………………………………………………………………………………………………………. 40

3.1 Потенциальные потребители результатов исследования ………………. 40

3.1.2 Анализ конкурентных технических решений с позиции
ресурсоэффективности и ресурсосбережения ……………………………………………….. 40

3.1.3 SWOT-матрица …………………………………………………………………………. 43

3. 2 Планирование научно-исследовательских работ………………………….. 46

3.2.1 Структура работ в рамках научного исследования …………………….. 46

3.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ ………………………….. 47
3.2.3 Разработка графика проведения научного исследования ……………. 48

3.2.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) …………………… 49

3.2.5 Материальные затраты НТИ ……………………………………………………… 50

3.2.6 Основная заработная плата исполнителей темы ………………………… 50

3.2.7 Отчисления во внебюджетные фонды ……………………………………….. 52

3.2.8 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта
……………………………………………………………………………………………………………………. 52

3.3 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования ……… 53

4 Социальная ответственность ………………………………………………………….. 58

4.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов ……………… 59

4.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней
опасного и вредного воздействия и устранению их влияния при работе на ПЭВМ
……………………………………………………………………………………………………………………. 61

4.2.1 Организационные мероприятия…………………………………………………. 61

4.2.2 Технические мероприятия…………………………………………………………. 61

4.2.3 Условия безопасности работы …………………………………………………… 63

4.3 Электробезопасность …………………………………………………………………… 66

4.4 Пожарная и взрывная безопасность ……………………………………………… 67

Выводы …………………………………………………………………………………………….. 70

Заключение ………………………………………………………………………………………. 71

Список использованных источников: ………………………………………………… 72

Приложение А ………………………………………………………………………………….. 78
Реферат
Выпускная квалификационная работа: страниц 99, рисунков 12, таблиц
31, 40 источников, 1 приложение.
Ключевые слова: водород, разделение, ректификация, тяжелая вода,
химический изотопный обмен.
Объектом исследования являются параметры работы установки для
разделения изотопов водорода.
Цель работы – определение и анализ основных параметров работы
установки для разделения изотопов водорода методом ректификации воды и
ХИО в системе вода-водород
В результате исследования определены зависимости высоты
эквивалентного теоретической ступени от удельного потока, диаметра и размера
насадки в колонне, а также определены степень разделения, число равновесных
ступеней и высота колонны, необходимая для получения заданной
концентрации.
Область применения: результаты проведенных исследований могут быть
использованы при создании установки для разделения изотопов водорода.

Тяжелая вода – бесцветная жидкость без вкуса и запаха. Термин
применим по отношению к воде у которой легкий атом заменен более тяжелым.
Так, различают тяжелую воду, в которой дейтерий замещает протий; и
сверхтяжелую воду, которая содержит тритий. Так же выделяют тяжело-
кислородную воду, в которой атомы кислорода 16 заменены более тяжелыми
изотопами 17 и 18 . Таким образом, всего существует 18 видов тяжелой воды,
9 из которых – радиоактивны.
Впервые молекулы дейтерия в природной воде были обнаружены Г. Юри
в 1932 году, и уже в 1933 получена первая тяжеловодородная вода методом
электролиза. Тогда, для получения 1 тонны тяжелой воды было необходимо
переработать около 40 тысяч тонн воды природного содержания, и потратить
более 60 миллионов кВт-ч электроэнергии, что сопоставимо с получением 3000
тонн алюминия [1].
Тяжелая вода нашла широкое применение в атомной отрасли в качестве
теплоносителя и замедлителя нейтронов в тяжеловодных реакторах. Так же
перспективно использование тяжелой воды в качестве источника получения
дейтерия для термоядерного синтеза. Чистый дейтерий применяется как
изотопный индикатор в научных исследованиях в химии, биологии, физиологии,
агрохимии и др.
В настоящее время не смотря на то, что существует несколько методов
получения тяжелой воды в промышленных масштабах, это все еще остается
актуальной проблемой. На данный момент, стоимость одного килограмма 2 с
концентрацией 99,9% составляет до 81 000 рублей [2]. Высокая стоимость
обусловлена высокими энергозатратами и дефицитом на рынке.
Для достижения поставленной задачи решались следующие цели:

Результаты проведенных исследований могут быть использованы при
создании ректификационной и ХИО установках для разделения изотопов
водорода с целью получения тяжелой воды с концентрацией 99,8%.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Анна Александровна Б. Воронежский государственный университет инженерных технол...
    4.8 (30 отзывов)
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственно... Читать все
    Окончила магистратуру Воронежского государственного университета в 2009 г. В 2014 г. защитила кандидатскую диссертацию. С 2010 г. преподаю в Воронежском государственном университете инженерных технологий.
    #Кандидатские #Магистерские
    66 Выполненных работ
    Анна К. ТГПУ им.ЛН.Толстого 2010, ФИСиГН, выпускник
    4.6 (30 отзывов)
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помог... Читать все
    Я научный сотрудник федерального музея. Подрабатываю написанием студенческих работ уже 7 лет. 3 года назад начала писать диссертации. Работала на фирмы, а так же помогала студентам, вышедшим на меня по рекомендации.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Шагали Е. УрГЭУ 2007, Экономика, преподаватель
    4.4 (59 отзывов)
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и... Читать все
    Серьезно отношусь к тренировке собственного интеллекта, поэтому постоянно учусь сама и с удовольствием пишу для других. За 15 лет работы выполнила более 600 дипломов и диссертаций, Есть любимые темы - они дешевле обойдутся, ибо в радость)
    #Кандидатские #Магистерские
    76 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Разработка спектрометра фотонного излучения на основе pin-фотодиода
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)