دانلود مقاله بررسی شرایط عملکردي الکترولایزر تغلیظ آب سنگین مورد استفاده در رآکتور صفر قدرت اصفهان

چکیده

آب سنگین در رآکتورهاي هستهاي به عنوان کندکننده نوتورن مورد استفاده قرار میگیرد، نقش کندکنندگی به درجه خلوص آب سنگین بستگی دارد، تصفیه و تغلیظ آب سنگین در صنایع هستهاي از اهمیت زیادي برخوردار است. با توجه به اینکه الکترولیز آب به انرژي الکتریکی زیادي نیازمند است، میبایست از نظر اقتصادي مقرون به صرفه باشد.

پارامترهاي متعددي در بهینهسازي شرایط عملیاتی الکترولایزر نقش دارند و میتوانند میزان گازهاي خروجی، بازده انرژي و میزان پلاریزاسیون در فرایندهاي الکترولیز را کنترل کنند. اما بررسی عملی نقش پارامترهاي مختلف بر شرایط عملکردي الکترولایزرهاي آب سنگین بسیار هزینهبر هستند. لذا در این مقاله نقش برخی از پارمترها از قبیل دماي سل و غلظت الکترولیت بر شرایط عملکردي الکترولایزر بهوسیله معادلات دینامیکی مدلسازي شده است.

بدین صورت که با معرفی انواع تلفات ولتاژ در سیستم الکترولایزر معادلهاي براي ولتاژ الکترولیز به دست آمده است. معادله ولتاژ الکترولایزر به عنوان تابع هدف انتخاب شده و نقش پارامترهاي ذکر شده در بهینهسازي مصرف انرژي بررسی شدهاند. الکترولایزر مورد مطالعه از نوع قلیایی- پیشرفته است و داراي الکترولیت %7وزنی کربناتپتاسیم میباشد. این الکترولایزر وظیفهي تغلیظ آب سنگین با درجه خلوص %90به %99/8را به عهده دارد.

نتایج مدلسازي نشان میدهند تنها با افزایش ده درصدي غلظت الکترولیت کربناتپتاسیم میتوان پلاریزاسیون الکترولایزر را تا حد زیادي )(%15/4 کاهش و از طرفی بازدهی انرژي الکتریکی را تا %18/3افزایش داد. همچنین نتایج مدلسازي بیانگر این است که با افزایش دما تا 25درجه سانتیگراد الکترولایز عملکرد بهتري خواهد داشت و از میزان پلاریزاسیون و مصرف انرژي الکتریکی %4کاسته میگردد.