Все о металле, его обработке и переработке
Партнеры
  • .

МЕТАЛЛУРГИЯ ЖЕЛЕЗА — Часть 147

Первичным видом энергии атомного реактора является тепловая энергия, которая выделяется в результате расщеп­ления ядер. Вторичная энергия — электрическая получается преобразованием тепла, выделяющегося в реакторе. Преобра­зование осуществляется при помощи охлаждающей среды и сопровождается потерями энергии (до 60 %).

В черной металлургии для комбинированного производства тепла и электроэнергии должны найти применение высокотем­пературные газоохлаждаемые атомные реакторы. В качестве охладителя в таких реакторах используется гелий, конечная температура которого на выходе из реактора достигает 1050—1200 К. Повышение ее в промышленных реакторах до 1300-1500 К вполне осуществимо в ближайшие годы.

Тепло охладителя можно использовать для конверсии углеводородсодержащего топлива, нагретые продукты которой необходимы как для внедоменного восстановления железных руд с получением губчатого железа или металлизации желе­зорудных окатышей и агломерата, так и для жидкофазного восстановления железных руд. Электрическая энергия при этом будет потребляться в первом случае для проплавки губчатого железа или металлизованных окатышей и агломера­та в электрических печах, а во втором случае для питания плазменных генераторов.

На рис. 73 показана схема процесса прямого получения стали с использованием тепловой энергии атомного реактора для получения губчатого железа и электрической энергии — для переплава губчатого железа в электрической печи.


Рас. 73. Схемы прямого получе­ния стали с использованием тепла и электроэнергии атомно­го реактора:

Гелий1200"С Руда

Воссгпано витель

Природный газ

Т-

1 — атомный реактор (остальные обозначения в тексте)


Гелий в теплообменнике 2 нагревается до ISOO К и поступает для обогрева агрегата 3, где железорудный мате­риал восстанавливается, и реформера 4, где конвертируется углеводородсодержащее топливо. Нагретый восстановительный газ подается в агрегат для металлизации железорудного материала 3. Охлажденный до 1200 К гелий вращает газовую турбину 7 и генератор 6, и, охлаждаясь до 600 К, снова поступает в теплообменник 2. Металлизованный железорудный материал переплавляется в сталь в электропечи 5, которая питается от генератора 6.

Возможно использование отводящего тепла атомного реак­тора и в случае внедоменного получения железа с примене­нием твердого восстановителя. В такой установке получение восстановительного газа из твердого топлива и восстанов­ление железорудных материалов происходит в одном агрега­те. Охладителем атомного ректора в этом случае также слу — 318 жит гелий. Гелий выходит из атомного реактора с темпера­турой 1500 К и поступает в гелиевосвинцовый теплообмен­ник, в котором жидкий свинец нагревается до 1300 К. Из теплообменника жидкий свинец поступает в восстановитель­ный агрегат, в который загружается железорудный материал и твердое топливо. Из восстановительного агрегата жидкий свинец выходит с температурой 1100 К и снова направляется в теплообменник. Охлажденный в теплообменнике гелий поступает в газовую турбину, служащую приводом электро­генератора и гелиевых компрессоров, а затем в холодиль­ник, и направляется в атомный реактор в качестве охлаж­дающей среды. Полученное в восстановительном агрегате губчатое железо переплавляется в сталь.

Разработано несколько способов использования тепла атомных реакторов в доменном производстве. Для нагрева дутья можно использовать тепло атомного реактора с проме­жуточным теплообменным контуром (рис. 74). При этом охлаждающей средой атомного реактора служит гелий, поки­дающий реактор нагретым до 1500 К. Из реактора гелий поступает в промежуточный теплообменник 3, где нагревает жидкий свинец, и снова возвращается в реактор 1. Нагретый жидкий свинец направляется во второй теплообменник 5, где он нагревает воздух, поступающий в доменную печь. Охлаж­денный свинец поступает в первый теплообменник 3.