РазноеТопливная система комел рей: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Топливная система комел рей: Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Содержание

Топливная система Common Rail: описание и принцип работы

Топливная система Common Rail применяется исключительно в дизельных двигателях и считается наиболее прогрессивной на текущий момент. В сравнении с другими схемами она обеспечивает более экономичный расход топлива, повышает экологическую безопасность автомобиля, отличается низким уровнем шума, но главное – создает более высокое давление подачи в камеру сгорания. О том, как устроена система впрыска Common Rail (Коммон Рейл) и каковы принципы ее работы, пойдет речь далее.

Что такое топливная система Common Rail

Дословно термин Common Rail переводится на русский как общая магистраль. Главной конструктивной особенностью этой системы является наличие топливной рампы, в которой происходит аккумуляция топлива до его дальнейшей подачи в форсунки дизельного двигателя. В силу этой особенности подобные системы также называют аккумуляторными. Впервые она была представлена компанией Bosch в 1996 году.

Схема работы топливной системы Common RailУстройство топливной системы Common Rail

Конструктивно система Коммон Рейл делится на контуры низкого и высокого давления и состоит из следующих элементов:

  • Подкачивающий топливный насос. Он подает дизельное топливо из бака в напорную магистраль.
  • Топливный фильтр, оснащенный клапаном для предварительного прогрева при низких температурах.
  • Вспомогательный топливный насос. Выполняет перекачку топлива от нагнетательной магистрали.
  • Сетчатый фильтр.
  • Температурный датчик. Фиксирует уровень прогрева топлива в системе.
  • ТНВД (топливный насос высокого давления) – чаще всего применяется насос распределительного типа.
  • Дозирующий клапан. Он регулирует количество топлива, попадающего в рампу.
  • Регулятор давления дизтоплива. Необходим для поддержания заданных показателей давления топлива в магистрали высокого давления.
  • Топливная рампа или аккумулятор. Фактически представляет собой трубку, по длине которой расположены штуцеры крепления форсунок.
  • Датчик давления. Расположен в магистрали высокого давления. Он фиксирует и передает соответствующие данные ЭБУ (электронный блок управления) двигателя.
  • Редукционный, или перепускной клапан. Позволяет поддерживать показатель давления в обратной магистрали на уровне 1 МПа, что обеспечивает правильную работу форсунок.
  • Топливные форсунки. Бывают двух типов: электрогидравлические или пьезоэлектрические. Первые управляются электромагнитным клапаном, а вторые оснащены пьезокристаллами, что позволяет существенно повысить скорость их работы.

Более 70% всех производимых сегодня дизельных двигателей оснащается топливными системами Common Rail.

Особенности и принцип работы

Принцип работы топливной системы этого типа основан на разделении процессов создания высокого давления и непосредственно впрыска дизеля. Из топливного бака горючее закачивается в систему насосом низкого давления. При этом оно проходит через фильтры, где очищается от примесей и различных загрязнений. По контуру низкого давления дизтопливо поступает в ТНВД, который имеет механический привод. Он, в свою очередь, выполняет закачку топлива в рампу, где оно аккумулируется до момента впрыска. Это позволяет постоянно поддерживать нужный уровень давления, независимо от текущего режима работы двигателя.

Получая данные от датчиков системы, ЭБУ двигателя определяет, какое количество топлива необходимо подать ТНВД на топливную рампу. После этого открывается клапан дозирования горючего, которое поступает в аккумулятор. Топливо при этом находится под заданным уровнем давления, поддерживаемым регулятором.

Как устроена форсунка common railКак устроена форсунка common railСхема форсунки системы коммон рейл в разрезе

Как только необходимый объем дизеля закачивается в рампу, ЭБУ посылает команду на открытие форсунок, соответствующих циклу работы двигателя. В течение одного цикла работы такой системы осуществляется многократный впрыск, состоящий из трех этапов:

  • Предварительный – необходим для повышения температуры и сжатия в камере сгорания, что позволяет ускорить процесс самовоспламенения. На холостом ходу может выполняться два предварительных впрыска, при увеличении оборотов – один, а на полной мощности предварительного впрыска нет.
  • Основной – непосредственно обеспечивающий работу мотора.
  • Дополнительный – необходим для увеличения температуры нагрева отработавших газов, что обеспечивает сгорание сажи и уменьшение объема вредных выбросов в атмосферу.

В современных дизельных двигателях может выполняться от 7 до 9 фаз впрыска.

Достоинства и недостатки системы Common rail

Изначально уровень давления, создаваемый на топливной рампе, составлял 140 МПа. Начиная с четвертого поколения, система позволила достигать показателей до 220 МПа. Такой прогресс позволил добиться увеличения объема топлива, впрыскиваемого в цилиндры мотора за один цикл, а следовательно, повысить мощность дизельных автомобилей.

Аккумуляторные топливные системы используют целый комплекс датчиков, позволяющих учитывать:

  • давление в магистральном трубопроводе;
  • скорость вращения коленчатого вала;
  • расход воздуха, положение педали газа;
  • температуру топлива и воздуха;
  • данные лямбда-зонда.

Сигналы, поступающие от этих датчиков, дают возможность ЭБУ максимально оптимизировать работу дизельного двигателя. В сравнении с системами ТНВД с насос-форсунками, ремонтопригодность Common Rail выше в силу более простого устройства.

Среди недостатков системы Коммон Рейл – необходимость использования топлива более высокого качества. Поскольку в таких двигателях используются конструктивно сложные форсунки, их ресурс ниже. Также очень важно обеспечение полной герметичности. Так, например, при поломке форсунки, ее клапан будет постоянно находиться в открытом положении, и топливная система перестанет работать.

Появление топливной системы Common Rail стало настоящим прорывом в производстве дизельных двигателей. Она обеспечила возможность применения для дизелей всех классов высоких экологических стандартов, активно внедряемых в развитых странах.

Устройство и принцип работы системы Common Rail

                                                       Схема и детали системы

320327806_7.jpg

320247606_6.jpg  Высокое давление 230-1800 бар.

320247806_6.jpg

  Давление в обратной магистрали форсунок, 10 bar.

320248006_6.jpg  Давление в напорной магистрали, Давление в обратной магистрали.

1. Подкачивающий топливный насос.
Осуществляет постоянную подкачку топлива в напорную магистраль.

2. Топливный фильтр с клапаном предварительного подогрева.
Клапан предварительного подогрева препятствует при низких температурах окружающей среды засорению фильтра кристаллизующимися парафинами.

3. Дополнительный топливный насос.
Подаёт топливо из напорной магистрали к топливному насосу.

4. Сетчатый фильтр.
Предохраняет насос высокого давления от попадания инородных частиц.

5. Датчик температуры топлива.
Измеряет текущую температуру топлива.

6. Насос высокого давления (ТНВД).
Создаёт давление, необходимое для работы системы впрыска.

7. Клапан дозирования топлива.
Регулирует количество топлива, которое необходимо подать в аккумулятор высокого давления.

8. Регулятор давления топлива.
Регулирует давление топлива в магистрали высокого давления.

9. Аккумулятор давления (топливная рампа). 
Накапливает под высоким давлением топливо,необходимое для впрыска во все цилиндры.

10. Датчик давления топлива.
Измеряет текущее давление топлива в магистрали высокого давления.

11. Редукционный клапан.
Поддерживает давление в обратной магистрали форсунок системы впрыска на уровне 10 бар. Такое давление необходимо для работы форсунок.

12. Форсунки.

                                       Система впрыска Common Rail

Система впрыска Common Rail представляет систему впрыска топлива для дизельных двигателей с аккумулятором высокого давления. Термин «Common Rail» означает «общая балка или рампа» и служит для обозначения общей топливной рампы
(аккумулятора давления) для всех форсунок ряда цилиндров.

320299406_7.jpg

В данной системе процесс впрыска отделён от процесса создания высокого давления. Необходимое для системы впрыска высокое давление создаётся с помощью отдельного топливного насоса высокого давления (ТНВД).

Топливо, находящееся под высоким давлением, накапливается в аккумуляторе давления (топливной рампе)
и через короткие топливопроводы высокого давления подаётся к форсункам.
Управление системой впрыска Common Rail осуществляется системой управления двигателя Bosch EDC.

Система впрыска Common Rail располагает большими возможностями для регулирования давления и параметров впрыска в соответствии с режимом работы двигателя. Это создает хорошие предпосылки для удовлетворения постоянно растущих требований к системе впрыска в плане улучшения экономичности, снижения токсичности ОГ и шумности двигателя.

320302406_7.jpg

Форсунки

В данной системе впрыска Common Rail используются пьезоэлектрические форсунки.

Управление форсунками осуществляется исполнительным механизмом, основанном на использовании пьезоэлемента. Скорость переключения такого механизма во много раз выше, чем у форсунки с электромагнитным клапаном.

Кроме того, масса подвижной иглы у распылителя пьезоэлектрической форсунки примерно на 75 % меньше, чем у форсунки с электромагнитным приводом.

Это обеспечивает пьезоэлектрическим форсункам следующие преимущества:

* короткое время переключения
* возможность произвести несколько впрысков в течение рабочего такта
* точность дозировки впрыска

injector.jpg

                                  Работа пьезофорсунки Common Rail

 И для интереса. Как изготавливается форсунка Common Rail Piezo на заводе.

                                                  Процесс впрыска

Высокая скорость переключения пьезоэлектрической форсунки позволяет гибко и с высокой точностью управлять фазами впрыска и дозировать подачу топлива. Благодаря этому управление процессом впрыска топлива может осуществляется в точном соответствии с потребностью двигателя в определённый момент времени. За время такта может быть произведено до пяти отдельных впрысков.

process.jpg

                                                               ТНВД

Насос высокого давления представляет собой одноплунжерный насос. Привод насоса осуществляется через зубчатый ремень коленвала с частотой, равной частоте оборотов двигателя. ТНВД предназначен для создания в топливной магистрали давления до 1800 бар, необходимого для работы системы впрыска. С помощью двух кулачков, развёрнутых на приводном вале на 180°, скачок давления формируется синхронно с впрыском во время рабочего такта конкретного цилиндра. Это обеспечивает равномерную нагрузку привода насоса и снижает колебания давления в области высокого давления.
Для снижения трения при передаче усилия от приводных кулачков к плунжеру насоса между ними установлен ролик.

                                   Устройство насоса высокого давления

tnvd.jpg

Схематическое представление насоса высокого давления.

tnvd2.jpg

 Вернутся к началу страницы


Топливные системы «Коммон Рейл» с электронным управлением

Качество распыливания дизельного топлива во многом предопределяет процесс его горения, а значит и образования токсичных компонентов в отработавших газах. Более качественного распыливания можно достигнуть при высоком давлении порядка 1600…2500 кгс/см2. Однако стандартные системы топливоподачи не могут обеспечить подачу топлива к форсункам под таким давлением, поэтому в настоящее время более широкое распространение имеют топливные системы с электронным управлением – «Коммон Рейл»,  насос-форсунки и системы насос-форсунка-трубопровод.

Главной отличительной особенностью аккумуляторных топливных систем с электронным управлением «Коммон Рейл» является разделение узла создающего давление (ТНВД – аккумулятор) и узла впрыска (форсунки). Аккумуляторные топливные системы применялись еще в 50-е годы на двигателях морских судов. Первым промышленным образцом аккумуляторной топливной системы с электронным управлением без мультипликаторов давления, названный коммон рейл (Common Rail) (общий путь, т.е. общая для форсунок магистраль, аккумулятор , явилась совместная разработка фирм Robert Bosch GmbH, Fiat, Elasis. В настоящее время работы по применению систем «коммон рейл»  ведутся  практически во всех фирмах-производителях ТПА (R.Bosch, Lucas, Siemens, L’Orange). На серийных автомобилях с применением электронного управления они появились  в 1997 году. По сравнению с обычным дизелем система «коммон рейл» позволяет снизить расход топлива до 40% при уменьшении токсичности отработавших газов и снижении шумности при работе на 10 %.

На рисунке  показана схема системы «коммон рейл»:
Схема системы питания дизельных двигателей «коммон рейл»

Рис. Схема системы питания дизельных двигателей «коммон рейл»:
1 – топливный бак; 2 – топливопроводы слива; 3 – ТНВД; 4 – регулятор давления; 5 – топливопровод высокого давления; 6 – топливоподкачивающий насос; 7 – фильтр; 8 – гидроаккумулятор; 9 – датчик давления; 10 – предохранительный клапан; 11 – электрогидравлическая форсунка; 12 – датчик педали акселератора; 13 – датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; 14 – температурный датчик; 15 – блок управления

На рисунке показано расположение элементов системы питания «коммон рейл» на двигателе в развернутом виде.
Развернутая схема системы питания дизельного двигателя «коммон рейл»

Рис. Развернутая схема системы питания дизельного двигателя «коммон рейл»:
1 ­– ТНВД; 2 – впускной электрический клапан; 3 – электрический клапан перепуска топлива на слив; 4 – гидроаккумулятор; 5 – датчик давления; 6 – реле свечи накаливания; 7 – электронный блок управления; 8 – датчик температуры топлива; 9 – аварийный ограничитель подачи топлива; 10 – предохранительный клапан; 11 – форсунка впрыска; 12 – свеча накаливания; 13 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 14 – датчик частоты вращения и положения коленчатого вала; 15 – датчик температуры воздуха; 16 – датчик давления воздуха; 17 – расходомер воздуха; 18 – турбокомпрессор; 19 – электромеханический преобразователь регулятора рециркуляции отработавших газов;  20 – электромеханический преобразователь регулятора наддува; 21 – компрессор: 22 – разъем для электронного тестера; 23 – сигнализатор самодиагностики; 24 – датчик кондиционера; 25 – компрессор кондиционера; 26 – датчик скорости; 27 – датчик и указатель скорости; 28 – датчики трансмиссии и др.; 29 – датчик педали акселератора; 30 – панель приборов; 31 – АКБ; 32 –  топливный бак с электрическим топливоподкачивающим насосом; 33 – фильтр тонкой очистки.

Принцип работы «Коммон Рейл»

Принцип работы системы заключается в следующем. С помощью топливоподкачивающего насоса 6  топливо прокачивается через фильтр 7 с влагоотделителем и подается в радиально-плунжерный насос высокого давления 3, который с помощью эксцентрикового вала приводит в движение три плунжера. Этот насос  напрямую связан с распределительным валом и срабатывает при каждом обороте, а не так как в обычном двигателе один раз за два оборота. В нем размещают также регулятор производительности и подкачивающий насос. От ТНВД топливо под большим давлением  поступает в гидроаккумулятор 8, откуда под высоким давлением поступает на электро или пьезогидравлические форсунки 11. Излишки топлива от форсунок и ТНВД сливаются в топливный бак 1 через топливопроводы слива 2. Блок управления 15, получая информацию по входным параметрам (с датчиков), задает значения выходных параметров используя заложенную программу (воздействует на исполнительные механизмы), что в целом необходимо для получения требуемых характеристик двигателя.

Количество топлива подаваемого в цилиндры двигателя через форсунки зависит от сигнала электронного блока управления 15, в зависимости от режима работы двигателя. В блок управления поступает информация от различных датчиков: температуры двигателя, температуры поступающего воздуха, датчика частоты вращения и положения коленчатого вала двигателя, датчика положения педали акселератора, датчика расходомера воздуха, датчика давления воздуха и др.

Давление в системе регулируется по сигналу блока управления с помощью регулятора 4. На холостом ходу оно минимальное, что снижает шум работы форсунок и ТНВД, а при разгоне максимальное для обеспечения лучшей приемистости.

Система «коммон рейл»  подвергает моторное масло большим нагрузкам. Из-за более интенсивного горения верхняя часть поршней нагревается гораздо сильнее, чем у традиционного дизельного двигателя. Верхняя часть поршня у традиционного двигателя непосредственного впрыска нагревается до 320-350°C, при системе «коммон рейл» свыше 400°С, то есть моторное масло выгорает значительно быстрее. В результате в таких двигателях возникает потребность в синтетических маслах, или, по крайней мере, в полусинтетических материалах.

Принцип работы Common Rail: особенности и преимущества

Топливная система впрыска Common Rail регулирует и контролирует подачу горючего. Она получила большое распространение среди дизельных двигателей. Предпосылкой к появлению Common Rail стала тяжелая экологическая ситуация. В воздух выбрасывалось слишком много токсичных отходов, которые производили дизельные агрегаты. Основным плюсом системы стал принцип ее работы, а также экономия топлива и увеличение мощности двигателя.

Common railCommon rail

Экологичная система

Стоит подробнее остановиться на экологичности Common Rail. Первым и очень важным плюсом является максимальная отдача при сгорании топлива. Дизель начинает работать в оптимальном режиме, на полную мощность. Благодаря этому принципу работы выбросы токсичных химикатов в воздух существенно сокращаются.

Common Rail явилась мощной поддержкой развития дизельных двигателей, именно из-за сокращения вредного выхлопа в атмосферу. При этом прогресс не стоит на месте и с каждым годом она совершенствуется и становится еще более эффективной и безопасной.

Принцип работы

В основе принципа работы Common Rail лежит система подачи горючего к форсункам от топливной рампы. Это происходит под высоким давлением, независимо от частоты вращения коленвала или от количества топлива, которое впрыскивается в систему. Впрыскивание происходит через форсунки после подачи сигнала от контроллера, за счет встроенных магнитов, которые активируются блоком управления.

Топливная система впрыска Common Rail особенна тем, что использует аккумуляторный узел, содержащий распределительный трубопровод, линии подачи топлива и форсунки.

Принцип прост. Заданная программа передает сигнал к магнитам форсунок, а те, в свою очередь, впрыскивают горючее в камеру сгорания.

Работающий распределительный узел, который создает высокое давление и узел, впрыскивающий топливо, дают повышенную точность управления процессом сжигания и увеличению объема впрыска.

Как устроена система впрыска

Основные части Common Rail это:

  • Контур низкого давления, состоящий из топливного бака, подкачивающего насоса, топливного фильтра и соединительных трубопроводов;
  • Контур высокого давления (ВД) комплектуется насосом ВД, с контрольным клапаном, аккумуляторным узлом ВД, иначе именуемого рампой, форсунками и трубопроводов ВД;
  • Датчики.
Части common railЧасти common rail

Порядок работы

Особе внимание следует уделить устройству аккумуляторного узла. Это довольно длинная труба, имеющая поперечные штуцеры, к которым присоединяются форсунки.

Не менее интересен электронный блок управления. Принцип его работы заключается в получении электрического импульса от ряда датчиков:

  1. Положения коленвала.
  2. Положения распредвала.
  3. Датчика перемещения педали Газ.
  4. Датчиков температуры воздуха и охлаждающей жидкости.
  5. Измерителя массового расхода воздуха.
  6. Показателя давления горючего в аккумуляторном узле.

При помощи этих датчиков вычисляется объем горючего, которое необходимо подавать на впрыск. Распознает и считывает эту информацию электронный блок управления. Он подает сигнал к началу впрыска, а также контролирует длительность работы форсунок и вносит коррективы в работу всей топливной системы.

Фильтруется топливо в контуре низкого давления, благодаря подкачивающему насосу оно засасывается из бака и проходит очистку. Только после этого топливо поступает к контуру ВД, где благодаря насосу ВД, подается в аккумуляторный узел при огромном давлении более 130 миллиампер. Активно участвует в этом процессе контрольный клапан.

Клапан открывается при получении сигнала от блока управления и отправляет горючее в топливный бак, через сливной трубопровод. Аккумуляторный узел соединен со всеми форсунками и трубопроводом и с помощью магнита (соленоида) начинает впрыск топлива в нужный цилиндр. Так работает эта сложная, но очень востребованная система.

Подводя итоги можно сказать, что сердцем и мозгом системы является блок электронного управления.

Он участвует во всех процессах, происходящих в Common Rail, полностью контролирует время, количество и продолжительность впрысков горючего. Соединяет воедино все составляющие топливной системы, подобно мозгу, управляющему центральной нервной системой живых организмов.

ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМА | STP.com

Топливная система состоит из топливного бака, насоса, фильтра и форсунок или карбюратора и отвечает за подачу топлива в двигатель по мере необходимости. Каждый компонент должен работать безупречно, чтобы обеспечить ожидаемые характеристики и надежность автомобиля.

Компоненты топливной системы

Со временем производительность двигателя может медленно снижаться из-за отложений, которые засоряют жизненно важные части топливной системы и вызывают снижение топливной эффективности и мощности.

Топливные форсунки / карбюраторы

Топливная форсунка — это последняя остановка для топлива в вашем двигателе, прежде чем он взорвется! внутри камеры сгорания. По сути, это ворота с электрическим приводом, которые открываются ровно настолько, чтобы дозировать идеальное количество топлива для работы двигателя.

Карбюраторы были обычным способом подачи топлива для большинства автомобилей до конца 1980-х годов. Большинство карбюраторов представляют собой ручные неэлектрические устройства, которые используются для смешивания испаренного топлива с воздухом с целью получения горючей или взрывоопасной смеси для двигателей внутреннего сгорания.Карбюраторы были в основном вытеснены электронным впрыском топлива.

Впускной клапан

Клапан открывается, позволяя втягивать топливно-воздушную смесь в камеру сгорания. Отложения на впускных клапанах могут ограничивать или изменять поток топливовоздушной смеси в камеру сгорания. Топливо может прилипать к отложениям на впускном клапане и при необходимости не попадать в камеру сгорания. Правильная добавка к топливу может помочь обратить вспять эти эффекты и восстановить потерянные характеристики.

Поршень

Поршень перемещается вверх и вниз и преобразует давление сгорания в движение. Было доказано, что моющие добавки, которые могут помочь удалить или уменьшить отложения, являются эффективными в снижении или устранении связанных с отложениями управляемости и снижения производительности.

Камера сгорания

Здесь происходит горение топливовоздушной смеси. Отложения в камере сгорания могут повлиять на теплопередачу и сжатие воздуха / топлива.Избыточное тепло может вызвать преждевременное возгорание и детонацию.

Некоторые автомобили содержат датчики детонации, которые используются для определения детонации в двигателе, а также до или после детонации. С помощью этих датчиков компьютер настроит двигатель, чтобы устранить этот симптом, который отрицательно сказывается на производительности. Отложения в топливной системе вызовут детонацию, поэтому так важно содержать топливную систему в чистоте.

STP ® Присадки к топливу

Моющие добавки различаются по типу и концентрации.См. Ниже, чтобы узнать, какие продукты STP ® помогают предотвратить, удалить или глубоко очистить отложения.

Эти продукты STP ® помогают предотвратить образование новых отложений:

1. STP ® Очистка газа помогает поддерживать систему впуска топлива в чистоте.

2. STP ® Обработка топливных форсунок и карбюраторов с большим пробегом предотвращает трение верхней части цилиндра о поршневые кольца и стенки цилиндра.

3. STP ® Средство для удаления воды удаляет воду и поддерживает чистоту топливных форсунок.

Эти STP ® Продукты удаляют существующие отложения для очистки топливных форсунок и клапанов:

1. STP ® Обработка топливной системы на этаноле с помощью стабилизаторов топлива удаляет отложения, возникающие в результате использования топлива на основе этанола.

2. STP ® Octane Booster помогает повысить уровень октанового числа и помогает восстановить мощность.

3. STP ® Сверхконцентрированный очиститель топливных форсунок очищает загрязненные топливные форсунки.

Эти продукты STP ® помогают удалить существующие отложения с помощью всего одной обработки для очистки всей топливной системы:

1. STP ® Полный очиститель топливной системы полностью очищает топливную систему, обеспечивая оптимальную производительность.

2. STP ® Ultra Очиститель топливной системы 5 в 1 очищает всю топливную систему и смазывает детали двигателя.

.

MOX, смешанное оксидное топливо — World Nuclear Association

(обновлено в октябре 2017 г.)

  • Смешанное оксидное топливо (МОКС) составляет почти 5% нового ядерного топлива, используемого сегодня, и составляет около 10% всего парка Франции.
  • МОКС-топливо производится из плутония, извлеченного из отработанного реакторного топлива, смешанного с обедненным ураном.
  • МОКС-топливо также служит средством сжигания оружейного плутония (из военных источников) для производства электроэнергии.
  • Инновационная разработка в области рециркуляции плутония и урана, поскольку МОКС-топливо является российским топливом REMIX, которое еще не поступило в продажу.
  • Другой альтернативой является предложение России о двухкомпонентной энергосистеме с использованием двух видов МОКС-топлива.

Важным и фундаментальным аспектом ядерной энергетики является то, что вместо того, чтобы просто использовать подготовленное ядерное топливо один раз, а затем захоронить его как отходы, большая часть его может быть переработана, тем самым закрывая топливный цикл.В настоящее время это делается путем отделения плутония и его рециркуляции, смешанного с обедненным ураном, в качестве смешанного оксидного (МОКС) топлива. В настоящее время рециркулируется очень мало рекуперированного урана. Другой способ замкнуть топливный цикл — это переработать весь уран и плутоний, не разделяя их, и долить немного свежего урана, обогащенного до более высокого уровня, чем обычно. Это топливо из регенерированной смеси (REMIX), находящееся в стадии разработки. В каждом случае продукты деления и второстепенные актиниды отделяются как высокоактивные отходы при переработке использованного топлива.

В каждом ядерном реакторе происходит как деление изотопов, таких как уран-235, так и образование новых, более тяжелых изотопов из-за захвата нейтронов, в первую очередь U-238. Большую часть массы топлива в реакторе составляет U-238. Им может стать плутоний-239 и путем последовательного захвата нейтронов Pu-240, Pu-241 и Pu-242, а также другие трансурановые изотопы (см. Информационную страницу о плутонии). Pu-239 и Pu-241 делящиеся, как и U-235. (Очень небольшие количества Pu-236 и Pu-238 образуются аналогичным образом из U-235.)

Обычно при замене топлива каждые три года около половины Pu-239 «сгорает» в реакторе, обеспечивая около трети всей энергии. Он ведет себя как U-235, и при его делении выделяется такое же количество энергии. Чем выше выгорание, тем меньше делящегося плутония остается в отработанном топливе. Обычно около одного процента отработанного топлива, выгружаемого из реактора, представляет собой плутоний, и около двух третей этого количества является делящимся (около 50% Pu-239, 15% Pu-241). Во всем мире ежегодно при перегрузке реакторов удаляется около 70 тонн плутония, содержащегося в отработанном топливе.

Плутоний (и уран) из отработанного топлива может быть извлечен путем переработки. Затем плутоний можно использовать в производстве ядерного топлива на основе смешанных оксидов (МОКС), чтобы заменить свежее оксидное топливо урана. Однократный рецикл плутония в виде МОКС-топлива увеличивает энергию, полученную из исходного урана, примерно на 12%, а если уран также рециркулируют, это становится примерно на 22% (на основе топлива легководного реактора с выгоранием 45%). GWd / tU). Это хорошо установлено, и два российских предложения развивают основной процесс.

Сегодня имеется значительное количество отделенного урана и плутония, которые могут быть переработаны, в том числе из бывших военных источников. Это эквивалентно примерно трех годам поставок природного урана из мировых шахт.

Инвентаризация разделенных вторсырья в 2007 г. 1

Кол-во (тонн) Эквивалент природного урана (тонны)
Плутоний из переработанного топлива 320 60 000
Уран из переработанного топлива 45 000 50 000
Бывший военный плутоний 70 15 000
Бывший военный высокообогащенный уран 230 70 000

Кроме того, их около 1.6 миллионов тонн хвостов обогащения с извлекаемым делящимся ураном, особенно в тех случаях, когда исходный анализ хвостов составлял около 0,25% или более. Для анализов нижних хвостов основное использование этого обедненного урана — разбавление плутония для производства МОХ.

Использование MOX

МОКС-топливо

впервые было использовано в тепловом реакторе в 1963 году, но не поступало в коммерческое использование до 1980-х годов. К настоящему времени изготовлено и загружено в энергетические реакторы более 2000 тонн МОКС-топлива. В 2006 году около 180 тонн МОКС-топлива было загружено в более чем 30 реакторов (в основном PWR) в Европе.К середине 2016 года более 7500 топливных сборок с МОКС-топливом было использовано более чем в 40 реакторах.

Сегодня МОКС-топливо широко используется в Европе и Японии. В настоящее время около 40 реакторов в Европе (Бельгия, Швейцария, Германия и Франция) имеют лицензии на использование МОХ-топлива, и более 30 это делают. В Японии около десяти реакторов имеют лицензию на его использование, и несколько из них. В этих реакторах обычно используется МОКС-топливо в объеме около одной трети активной зоны, но некоторые из них могут принимать до 50% МОКС-сборки. Франция стремится к тому, чтобы все ее реакторы серии мощностью 900 МВт работали с как минимум одной третью МОХ.Япония также планировала в ближайшем будущем использовать МОКС-топливо в одной трети своих реакторов, а компания Electric Power Development Company (EPDC, работает под управлением J-Power) планирует запустить реактор мощностью 1383 МВт (брутто) с полной загрузкой топлива из МОКС-топлива на уровне установка в Ома в 2024 году. Другие современные легководные реакторы, такие как EPR или AP1000, при необходимости могут принимать полную загрузку МОКС-топлива.

Использование плутония в МОКС-топливе в ЕС

кг Pu от переработки Тонны сэкономленного природного урана (оценка) Сэкономлено тысяч ЕРР (оценка)
2011 9 410 824 571
2012 10,334 897 622
2013 11 120 1047 740
2014 11 603 1156 825
2015 10,780 1050 742

Источник: Годовой отчет Агентства Евратома по снабжению за 2015 год, Приложение 5

В США в 1960-х и 1970-х годах проводились значительные опытно-конструкторские работы, и МОКС-топливо использовалось в нескольких демонстрационных проектах (Сан-Онофре, Ginna PWRs, Дрезден, Quad Cities и Big Rock Point).Он работал приемлемо и аналогично урановому топливу. В 2005 г. на электростанции Катавба были успешно испытаны четыре испытательных узла МОХ, произведенных компанией Melox во Франции.

Китай и Россия — новые страны, которые начали использовать МОКС-топливо, хотя и с упором на быстрые реакторы.

Использование до 50% МОКС-топлива не меняет рабочих характеристик реактора, хотя установка должна быть спроектирована или немного адаптирована для этого. Требуется больше управляющих стержней. При загрузке МОХ более 50% необходимы значительные изменения, и реактор должен быть спроектирован соответствующим образом, как и несколько новых конструкций.Выгорание МОКС-топлива примерно такое же, как и для оксидного уранового топлива.

Преимущество MOX заключается в том, что концентрацию делящегося топлива в топливе и, следовательно, выгорание можно легко увеличить, добавив немного большего количества плутония, тогда как обогащение урана до более высоких уровней U-235 относительно дорого. Поскольку операторы реакторов стремятся сжигать топливо более интенсивно и дольше, увеличивая выгорание с примерно 30 ГВт-сут на тонну несколько лет назад до более 50 ГВт-сут / т сейчас, использование МОКС-топлива становится более привлекательным.

Переработка с целью отделения плутония для рециркуляции, поскольку МОКС-топливо более рентабельна, когда цены на уран высоки.Использование МОКС-топлива также становится более привлекательным, поскольку увеличивается потребность в сокращении объема отработавшего топлива. Из семи тепловыделяющих сборок UO2 образуется одна сборка МОКС-топлива плюс некоторые остеклованные высокоактивные отходы, в результате чего остается только около 35% объема, массы и стоимости захоронения.

В России переработанный уран (RepU) классифицируется по степени выгорания. Топливо с низким выгоранием переобогащается на заводе Сибирского химического комбината в Северске и используется для реакторов ВВЭР-440 или ВВЭР-1000. Топливо с выгоранием 35-55 ГВт-сут / т обогащается на Северске и смешивается с природным или слабообогащенным ураном и может быть использовано для реакторов РБМК или ВВЭР.Топливо с высоким выгоранием (более 55 ГВт-сут / т) направляется на конверсионный завод Электростали и смешивается со слабообогащенным ураном для использования в реакторах РБМК. Единственное использование плутония в смеси с обедненным ураном на Горно-химическом комбинате (ГХК) в Железногорске — это использование МОКС-топлива для быстрых реакторов, особенно БН-800, но в будущем топливо РЕМИКС для реакторов ВВЭР-1200 может стать основным применением (см. раздел ниже).

Утилизация отработанного топлива

Если использованное урановое топливо подлежит переработке, первым этапом является отделение плутония (<1%) и оставшегося урана (около 96% отработавшего топлива) от продуктов деления с другими отходами (вместе около 3%).Затем плутоний отделяется от большей части или всего урана. Все это осуществляется на заводе по переработке (см. Информационную страницу «Переработка отработанного ядерного топлива»).

Плутоний в виде оксида затем смешивается с обедненным ураном, оставшимся от завода по обогащению, с образованием свежего смешанного оксидного топлива (МОКС, который представляет собой UO 2 + PuO 2 ). МОКС-топливо, состоящее из примерно 7-11% плутония, смешанного с обедненным ураном, эквивалентно оксидному урановому топливу с обогащением примерно до 4%.5% U-235, если предположить, что плутоний содержит около двух третей делящихся изотопов. Если используется оружейный плутоний (> 90% Pu-239), в смеси требуется только около 5% плутония. Содержание плутония в коммерческом МОКС-топливе варьируется до 10,8% в зависимости от конструкции топлива и в среднем составляет около 9,5%. Топливо в EPR с 30% MOX и менее 10,8% плутония эквивалентно урановому топливу с обогащением 4,2%. В EPR со 100% -ным МОКС-топливом можно использовать более широкий спектр используемых топливных материалов (в отношении выгорания, начального обогащения, качества плутония), чем с 30% -ным МОКС-топливом.

Плутоний из переработанного топлива обычно превращается в МОКС-топливо как можно скорее, чтобы избежать проблем с распадом короткоживущих изотопов плутония. В частности, Pu-241 (период полураспада 14 лет) распадается до Am-241, который является сильным гамма-излучателем, что создает потенциальную опасность для здоровья на рабочем месте, если выделенный плутоний старше пяти лет используется на обычном производстве МОКС-топлива (где радиация уровни обычно очень низкие). Уровень Am-241 в хранящемся плутонии увеличивается примерно на 0.5% в год, с соответствующим уменьшением делящейся ценности плутония. Pu-238 (период полураспада 88 лет), сильный альфа-излучатель и источник спонтанных нейтронов, увеличивается в топливе с высоким выгоранием. Pu-239, Pu-240 и Pu-242 являются долгоживущими и поэтому мало изменяются при длительном хранении. (См. Также информационную страницу о плутонии).

Реакторы на быстрых нейтронах позволяют многократно рециркулировать плутоний, поскольку все трансурановые изотопы расщепляются, но в тепловых реакторах изотопная деградация ограничивает потенциал рециркуляции плутония.Отработанное МОКС-топливо содержит повышенную долю изотопов с четным числом *, а также второстепенных актинидов. Следовательно, большая часть отработавшего МОКС-топлива хранится в ожидании более широкого развертывания быстрых реакторов. (Изотопный состав плутония в отработанном МОКС-топливе при выгорании 45 ГВт · сут / тU составляет около 37% Pu-239, 32% Pu-240, 16% Pu-241, 12% Pu-242 и 4% Pu-238.)

*, что снижает эффективную долю запаздывающих нейтронов и, следовательно, снижает запас эксплуатационной безопасности тепловых реакторов.

Уран, извлеченный на заводе по переработке, может быть повторно обогащен сам по себе для использования в качестве свежего топлива.Поскольку он содержит некоторое количество поглощающих нейтроны U-234 и U-236, переработанный уран должен быть значительно обогащен (на , например, на одну десятую) больше, чем это требуется для природного урана. Таким образом, переработанный уран из топлива с низким уровнем выгорания с большей вероятностью будет подходить для повторного обогащения, в то время как уран из топлива с высоким уровнем выгорания лучше всего использовать для смешивания или производства МОКС-топлива.

При переработке 1050 тонн отработанного французского топлива в год (примерно через 15 лет после сброса) производится 10,5 тонн плутония (сразу же рециркулируется в 124 тонны МОКС-топлива) и 1000 тонн переработанного урана (RepU).Около двух третей этого количества превращается в стабильную оксидную форму для хранения. Одна треть RepU подвергается повторному обогащению, и EdF продемонстрировал свое использование в энергетических реакторах мощностью 900 МВт. К концу 2014 года Areva переработала более 13 000 тонн использованного топлива EdF в Ла-Хаге и переработала 130 тонн плутония в MOX для EdF. Из этого числа она поставила компании EdF 4000 топливных сборок с МОКС-топливом для своих 24 реакторов, имеющих лицензию на ее использование.

Производство МОКС-топлива

Только один завод в Европе в настоящее время производит коммерческое количество МОКС-топлива — во Франции.В 2006 году бельгийский завод мощностью 40 т / год закрыл 3 , а в апреле 2007 года французский завод Melox получил лицензию на увеличение производства с 145 до 195 т / год. Также завод по производству МОКС-топлива в Селлафилде в Великобритании был сокращен со 128 до 40 т / год, а в августе 2011 года Управление по снятию с эксплуатации ядерных установок объявило, что оно пересмотрело перспективы завода и решило его закрыть. Около 10% электроэнергии во Франции производится на МОКС-топливе в 24 реакторах.

Япония планирует запустить завод J-MOX производительностью 130 т / год в Роккашо в 2019 году.Между тем, строительство завода по производству МОКС-топлива на площадке Саванна-Ривер в США продолжается, но задерживается — см. Ниже раздел, посвященный МОКС-топливу и утилизации оружейного плутония.

Мировые мощности по производству смешанного оксидного топлива (т / год)

2017 2020
Франция, Melox 195 195
Япония, Токай 10 10
Япония, J-MOX Rokkasho 0 140
Россия, МЦК Железногорск 60 60
Всего 265 405

MOX также используется в реакторах на быстрых нейтронах в нескольких странах, особенно во Франции и России.Впервые он был разработан для этой цели, и экспериментальные работы проводились в США, России, Великобритании, Франции, Германии, Бельгии и Японии. Сегодня Россия является лидером в разработке быстрых реакторов и имеет долгосрочные планы по созданию нового поколения быстрых реакторов, работающих на МОКС-топливе. Его быстрый реактор БН-800 мощностью 789 МВт был запущен в середине 2014 года в Белоярске на Урале. По сути, это испытательный стенд для БН-1200 мощностью 1220 МВт, из которых десять запланированы к 2030 году.

В 2015 году в Железногорске был запущен коммерческий завод по изготовлению МОКС-топлива (MFFF) производительностью 60 т / год, эксплуатируемый Горно-химическим комбинатом (ГХК).Он был построен на сумму около 9,6 млрд рублей в рамках проекта Росатома Прорыв, или «Прорыв» по ​​разработке быстрых реакторов с замкнутым топливным циклом, в которых МОКС-топливо будет перерабатываться и утилизироваться. Он представляет собой первое промышленное использование плутония в гражданском топливном цикле России, а также является российским аналогом MFFF США по утилизации 34 тонн оружейного плутония (см. Раздел ниже).

Железногорский ГОК производит таблетированный МОКС-топливо для 400 тепловыделяющих сборок в год для быстрых реакторов БН-800 и будущих БН-1200.В МОКС-топливе может содержаться до 30% плутония. Емкость рассчитана на обеспечение пяти БН-800 или эквивалентной мощности БН-1200. Для БН-800 каждый год требуется 1,84 тонны реакторного плутония, извлекаемого из 190 тонн отработанного топлива ВВЭР. (Плутоний из отработавшего топлива БН будет использоваться в реакторах ВВЭР-1000.) МТФМ сооружается в горных выработках на глубине около 200 метров. В долгосрочной перспективе Железногорский металлургический комбинат намеревался производить гранулы МОКС-топлива для виброупакованного топлива (VMOX), используя оксид плутония гражданского назначения, металлический плутоний из оружейного производства и обедненный уран.Гранулированный МОКС-топливо отправляется в НИИАР Димитровград для виброупаковки в ТВС ТНР. Однако VMOX необходимо производить в горячей камере, и его перспективы неясны.

В настоящее время объем производства западных перерабатывающих предприятий превышает уровень использования плутония в МОКС-топливе, в результате чего в нескольких странах имеются запасы (гражданского) плутония. Эти запасы, как ожидалось, превысят 250 тонн, а затем сократятся с 2010 года по мере увеличения использования МОКС-топлива, при этом ожидается, что МОКС-топливо будет обеспечивать около 5% мировых потребностей в топливе для реакторов.

Великобритания изучает возможность включения 120 тонн реакторного плутония в топливо CANMOX, которое будет использоваться в четырех реакторах Candu EC6. В топливе будет 2% плутония, и четыре британских блока (2800 МВт) потребуют его около 400 т / год. Отработанное топливо будет храниться сто лет, а затем отправлено в хранилище.

MOX и утилизация оружейного плутония

В соответствии с Соглашением об обращении с плутонием и его утилизации Россия и США договорились в 2000 году утилизировать (или удержать) 34 тонны оружейного плутония, считающегося избыточным в соответствии с требованиями (см. Информационный документ о боевых боеголовках как источнике ядерного топлива).

Завод по производству смешанного оксидного топлива (MFFF) в США на участке Саванна-Ривер в Южной Каролине в августе 2007 года начал строительство с целью преобразования американского плутония в МОКС-топливо. MFFF предназначен для превращения 3,5 т / год оружейного плутония в около 150 тепловыделяющих сборок MOX, как PWR, так и BWR. Контракт на проектирование, строительство и эксплуатацию MFFF был присужден консорциуму Shaw AREVA MOX Services в 1999 году, а вариант строительства стоимостью 2,7 миллиарда долларов был реализован в мае 2008 года. 4 С тех пор стоимость и график увеличились.Четыре испытательные сборки со свинцовым МОКС-топливом, изготовленные из оружейного плутония США и изготовленные на заводе Melox во Франции, были успешно сожжены в ходе пробных испытаний на заводе в Катобе.

Между тем, после нескольких лет споров, в ноябре 2007 года США и Россия договорились о том, что Россия утилизирует свои 34 т оружейного плутония путем перевода на МОКС-топливо, которое будет сжигаться в реакторах БН-600 и БН-800. на Белоярской атомной станции. 5 Согласно этому плану, Россия утилизирует свой плутоний в реакторах БН-600 и БН-800, при этом МОКС-топливо производится на Железногорском заводе по изготовлению МОКС-топлива.Два реактора могут утилизировать примерно 1,5 т российского оружейного плутония в год как часть своего сырья. США согласились внести в проект 400 миллионов долларов. (См. Выше.)

Российский завод МОКС-топлива, специально предназначенный для производства военного плутония, планируется в Северске, Сибирь, по той же конструкции, что и его аналог в США. Это для плотного МОКС-топлива для реакторов на быстрых нейтронах, которое планировалось завершить к концу 2017 года, при этом ТВЭЛ выделил на оборудование 5,8 млрд рублей.

MOX переработка и дальнейшее использование

Переработка отработанного МОКС-топлива демонстрируется с 1992 года во Франции на заводе в Ла-Гааге.В 2004 году была проведена первая переработка отработанного МОКС-топлива в более крупном масштабе с непрерывным процессом. Было задействовано 10 тонн МОКС-топлива, облученного до мощности около 35 000 МВт-сут / т и с содержанием Pu около 4%. Решена основная проблема полного растворения PuO2. С 2004 года все большее количество МОКС-топлива из немецких и швейцарских реакторов было переработано, составив около 70 тонн, с широким диапазоном состава. Поскольку MOX повторно используется повторно, он смешивается со значительной долей (70-80%) плутония из UOX-топлива.

В настоящее время политика Франции заключается не в переработке использованного МОКС-топлива, а в его хранении и ожидании развития топливного цикла, связанного с конструкциями реакторов на быстрых нейтронах поколения IV. Orano продолжает НИОКР по переработке отработанного МОКС-топлива. Отработанное МОКС-топливо в несколько раз радиоактивнее отработанного оксидного уранового топлива, но это не имеет большого практического значения.

REMIX топливо

Топливо

REMIX (регенерированная смесь) производится непосредственно из неотделенной смеси рециркулированного урана и плутония из регенерированного отработанного топлива с урановой добавкой НОУ (до 17% по U-235), составляющей около 20% смеси.Это дает топливо с примерно 1% Pu-239 и 4% U-235, которое может выдерживать выгорание 50 ГВт-сутки / т в течение четырех лет. Отработанное топливо REMIX через четыре года содержит около 2% Pu-239 * и 1% U-235, и после охлаждения и переработки неотделенные уран и плутоний снова рециркулируют после добавления НОУ. Отходы (продукты деления и второстепенные актиниды) остекловываются, как сегодня, после переработки, и хранятся для геологического захоронения.

* увеличение на 68% по сравнению со 104% в топливном цикле МОКС, согласно данным Tenex.

Топливо

REMIX может быть повторно переработано со 100% загрузкой активной зоны в существующих реакторах ВВЭР-1000 и, соответственно, повторно переработано много раз — до пяти раз — так, чтобы при менее чем трех загрузках топлива в обращении реактор мог проработать 60 лет, используя одно и то же топливо. , с перезарядкой НОУ. * Как и в случае с МОКС-топливом, использование топлива РЕМИКС снижает потребление природного урана в ВВЭР примерно на 20% при каждом рецикле по сравнению с открытым топливным циклом. РЕМИКС может служить заменой существующему реакторному топливу, но в отличие от МОКС-топлива из-за высоких уровней активности стоимость изготовления топлива выше — по сравнению с топливом UO 2 прирост стоимости составляет 25-30%.Цикл REMIX может быть изменен на основании приведенных выше цифр при необходимости.

* ТВС ВВЭР-1000 РЕМИКС будет содержать только 86 кг свежего обогащенного урана вместо 433 кг. Для 86 кг урана с обогащением до 17% требуется 2426 кг природного урана (содержание хвостов 0,1%) и 2981 ЕРР. Напротив, для производства 433 кг урана с обогащением до 5% требуется 3030 кг урана, нац и 3566 ЕРР. Отсюда экономия 20% по урану и 17% по ЕРР.

Ожидается, что

REMIX обеспечит экономию затрат на хранение и утилизацию использованного топлива по сравнению с однократным топливным циклом, сопоставимую с затратами на переработку, хотя ожидается, что это снизится.По сравнению с циклом МОКС-топлива он имеет то преимущество, что он не приводит к накоплению переработанного урана (RepU) и не допускает выделения какого-либо плутония. Повышение концентрации четных изотопов обоих элементов компенсируется добавлением свежего урана, предположительно при возрастающих уровнях обогащения. В июне 2016 года Росатом планирует загрузить экспериментальные ТВС REMIX в Балаковский энергоблок № 3 при условии получения лицензии Ростехнадзора.

Tenex предполагает, что REMIX может быть основой для формы лизинга топлива от поставщика к коммунальному предприятию с повторной переработкой между ними.

Двухкомпонентная система питания МОКС-топливо

Росатом предложил топливный цикл, включающий как тепловые, так и быстрые реакторы, с использованием двух видов МОКС-топлива и снижением спроса на уран примерно на 30% и, возможно, намного больше.



В этом случае реакторы на тепловых нейтронах являются первичным источником плутония, но этот плутоний является реакторным, с примерно одной третью неделящихся изотопов с четным атомным весом. Независимо от того, получено ли оно из уранового или МОКС-топлива, оно разделяется и превращается в МОКС-топливо для реакторов на быстрых нейтронах с коэффициентом воспроизводства не менее 1.2, и используемое топливо из них имеет гораздо меньшую долю четных неделящихся изотопов плутония. Этот «чистый» или высокорасщепляющийся плутоний, извлеченный из топлива быстрых реакторов (вместе с любым оружейным плутонием, предназначенным для утилизации), затем превращается в МОКС-топливо для исходных реакторов на тепловых нейтронах, и составляет около 30% их топлива. Остальные 70% — это обогащенный регенерированный уран (RepU), обедненные хвосты которого также используются в качестве МОКС-топлива вместо использования нормального обедненного урана. Их использованное топливо перерабатывается для продолжения двойного цикла.

Для достижения баланса этой системе требуется примерно вдвое большая мощность тепловых реакторов по сравнению с реакторами на быстрых нейтронах, и она зависит от коэффициента воспроизводства и выгорания топлива. Плутоний и большая часть урана не покидают систему, а рециркулируют в максимально возможной степени, и накопление использованного топлива незначительно; также не должно быть накопления плутония или RepU. Минорные актиниды сжигаются в быстрых реакторах. Система является самодостаточной, если не считать ограничения на долю МОКС-топлива в участвующих тепловых реакторах (сейчас она составляет ~ 30%) и на долю U-232 в RepU.В этих случаях часть топлива должна содержать обогащенный уран природного происхождения.

Количество продуктов деления, которые должны быть удалены как отходы в двухкомпонентной системе, намного меньше, чем количество продуктов деления, возникающих при сегодняшней переработке, а период распада намного меньше. Как и отходы REMIX, его можно перерабатывать для извлечения ценных продуктов деления, таких как изотопы Cs, Sr и Tc.

Росатом предполагает внедрить эту систему на существующих реакторах-размножителях на быстрых нейтронах, но особенно, когда первый БН-1200 будет введен в эксплуатацию примерно в 2027 году, и приглашает к участию международные компании, эксплуатирующие обычные реакторы, или владельцев запасов плутония.

Топливо плутоний-ториевое

В начале 1990-х годов в России была программа разработки торий-уранового топлива, в которой особое внимание было уделено использованию оружейного плутония в торий-плутониевом топливе.


Примечания и ссылки

Список литературы

1. ОЭСР / АЯЭ 2007, Управление перерабатываемыми делящимися и фертильными материалами, АЯЭ № 6107 (ISBN: 9789264032552). [Назад]
2. J-Power переносит запуск проекта Ohma, World Nuclear News, 11 ноября 2008 г.[Назад]
3. Решение Belgonucleaire закрыть свой завод по производству МОКС-топлива было объяснено в его годовом отчете за 2005 год — см. Http://www.belgonucleaire.be/files/JAARVERSLAG2005EN.pdf [Назад]
4. Окончательный контракт на поставку МОКС-топлива США, World Nuclear News, 27 мая 2008 г. [Назад]
5. Россия и США подтверждают план по плутонию, World Nuclear News, 20 ноября 2007 г. [Назад]

Общие источники

Австралийское бюро по гарантиям и нераспространению, Годовой отчет за 1999 год
НАТО 1994, Управление избытком плутония: приложения и технические возможности (ISBN 9780792331247)
OECD NEA 1997, Управление выделенным плутонием, технические возможности (ISBN 9264154108)
Nuclear Europe Worldscan, Европейское ядерное общество, март / апрель 1997 г. (несколько статей)
Nuclear Engineering International, Europeans & MOX, июль 1997 г.
Д. Олбрайт и К. Крамер, Отслеживание запасов плутония, Plutonium Watch, июль (пересмотренный в августе) 2005 г. — см. Http: // www.isis-online.org/global_stocks/end2003/plutonium_watch3005.pdf
Международное агентство по атомной энергии, Состояние и достижения в технологии МОКС-топлива, Серия технических обзоров № 415 (2003)
www.moxproject.com, веб-сайт завода по производству смешанного оксидного топлива (MFFF) на участке
Саванна-Ривер Марк Арслан, 2012, Стратегии топливного цикла для оптимизации использования МОКС-топлива, Всемирная конференция по ядерному топливному циклу, Хельсинки,
М. Барышников, REMIX Nuclear Fuel Cycle, Всемирная конференция по ядерному топливному циклу, Абу-Даби (апрель 2016 г.) и личное сообщение
М.Барышников, Коммерческий потенциал двухкомпонентной ядерной энергосистемы, Всемирная конференция по ядерному топливному циклу, Торонто, Канада (апрель 2017 г.) и личное сообщение

Страницы с сопутствующей информацией

Ядерный топливный цикл
Плутоний
Переработка отработанного ядерного топлива
Боевые блоки как источник ядерного топлива
Отправка японских отходов и МОКС-топлива из Европы

.

Расход топлива [Wialon Guide]

:!: Требуемый доступ: Просмотр подробных свойств — для просмотра вкладки; Редактировать детектор пробега и расхода топлива — редактировать вкладку.

Заправки и слив топлива можно обнаружить только в том случае, если в агрегате есть датчики уровня топлива и активирована опция Датчики уровня топлива .Расход топлива рассчитывается при наличии датчиков расхода топлива. Точность определения зависит от точности установленных датчиков, а также от их правильной конфигурации. Параметры, настроенные на этой вкладке, используются при расчетах. Для вашего удобства они разделены на несколько разделов.

:!:

Обнаружение заправки / кражи топлива

Минимальный заправочный объем топлива
Минимальное увеличение уровня топлива, которое следует рассматривать как заправку.

Минимальный объем кражи топлива
Минимальное снижение уровня топлива, которое следует рассматривать как кражу.

Игнорировать сообщения после начала движения
Эта функция позволяет пропустить указанное количество секунд в начале движения, когда из-за различных факторов полученные данные об уровне топлива могут быть неточными. Начало движения регистрируется, когда достигается минимальная скорость движения, установленная на вкладке Обнаружение поездки .

Минимальный тайм-аут для обнаружения кражи топлива
Минимальная продолжительность интервала без движения, за которым следует снижение уровня топлива в баке на время, превышающее минимальный объем кражи топлива, указанный выше.

Тайм-аут для разделения последовательных заправок
Иногда система может обнаруживать более одной заправки топливом в течение короткого промежутка времени. В таких случаях их можно объединить в один, если время между ними (тайм-аут) не превышает времени, указанного в настройке.

Тайм-аут для разделения последовательных краж
Эта функция аналогична предыдущей. Кражи не суммируются, если превышен тайм-аут и между ними повысился уровень топлива.

Обнаруживать заправку топливом только при остановке
Когда эта опция активирована, заправки топлива обнаруживаются только на остановках, то есть когда скорость агрегата ниже минимальной скорости, указанной в обнаружении поездки. Это позволяет уменьшить количество ложных заправок, которые могут быть вызваны, например, колебаниями уровня топлива во время движения.

Начальный уровень топлива берется из первого сообщения без движения или из последнего сообщения с движением.

Если вы введете определенное значение в поле Тайм-аут для определения окончательного объема заполнения , система также обнаружит заполнения в течение этого периода после окончания остановки.

:!: Если период времени между остановками меньше значения, указанного в поле Тайм-аут для определения окончательного объема заполнения , эти остановки и интервалы движения между ними рассматриваются как одна остановка .Время начала первой остановки считается временем начала заполнения, тогда как время после окончания последней остановки и истечения тайм-аута считается временем окончания заполнения.

Тайм-аут определения конечного объема наполнения
В процессе наполнения могут быть перебои. Эта опция появляется, если выбрана предыдущая, и позволяет установить продолжительность таких прерываний. В этом случае для определения уровня топлива после заправки используется не последнее сообщение, соответствующее заправке, а то, которое следует за указанным таймаутом.

Обнаружение слива топлива в движении
Традиционно поиск слива топлива выполняется во время остановок. Эта функция позволяет искать их и во время движения. Например, это может быть полезно для кораблей. Однако во многих случаях это может привести к обнаружению ложных сливов топлива из-за вероятной разницы в уровне топлива, например, при движении по пересеченной местности.

Расчет заправок по времени
Данный метод расчета рекомендуется использовать для агрегатов с большим расходом топлива на холостом ходу (генератор, башенный кран и т. Д.). При его активации учитывается весь период времени, независимо от поездок / остановок.

:!: Для расчета топлива по времени Расчет заправок по времени , Расчет количества краж по времени и Расчет расхода топлива по времени опции должны быть активированы одновременно.

Расчет краж по времени
Функция аналогична предыдущей, но применима только к сбору топлива.

Расчет объема заправки топливом по необработанным данным
Если эта функция активирована, начальный и конечный уровни топлива в интервале, соответствующем заправке топлива, заменяются значениями из сообщений перед применением фильтрации. Это происходит только тогда, когда значение из необработанных данных превышает значение, полученное в результате фильтрации.

Вычислить объем кражи по необработанным данным
Если эта функция активирована, начальный и конечный уровни топлива в интервале, соответствующем краже топлива, заменяются значениями из сообщений перед применением фильтрации.Это происходит только тогда, когда значение из необработанных данных превышает значение, полученное в результате фильтрации.

Заправками и сливами :!: можно управлять с помощью табличных отчетов Заправки топлива, и Кражи топлива, а также с помощью задания «Отправка топлива по электронной почте или SMS или уведомления о заправках / сливах топлива».

Датчики уровня топлива

При использовании этого типа датчиков расход топлива определяется исходя из его уровня в баке по следующей формуле: [значение уровня топлива в начале интервала] — [значение в конце интервала] + [заправки] — [кражи] (если в настройках отчета активирована опция Исключить кражи из расхода топлива ).

:!: Интервалы различаются для разных таблиц отчета. Подробнее об интервалах вы можете узнать из описания таблиц.

Заменить недопустимые значения математическим потреблением
Если функция активирована, в случае ошибочных значений на интервале они заменяются значениями, рассчитанными математически. В математическом расчете используются данные, указанные в свойствах датчиков зажигания, относительных и абсолютных моточасов (опция Расход, л / ч) и значение датчика КПД двигателя.

Расчет расхода топлива по времени
Если опция включена, при расчете топлива учитывается все время, независимо от того, двигался агрегат или нет. Если он отключен, уровень топлива в промежутках без движения не учитывается при расчетах.

Фильтрация значений датчиков уровня топлива
Эта функция позволяет применить медианную фильтрацию к полученным значениям датчика, чтобы исключить выброс данных (внезапное увеличение или уменьшение).Минимальный уровень фильтрации 0 (ноль) — при сглаживании 3 сообщения. Затем все уровни фильтрации от 1 до 255 умножаются на 5, чтобы определить количество сообщений, которые используются для сглаживания. Следовательно, чем выше уровень фильтрации, тем более приближена топливная диаграмма к прямой, поэтому не рекомендуется использовать уровень фильтрации выше 8 (оптимум от 0 до 3).

Датчики расхода топлива импульсные

В Wialon используются два типа импульсных датчиков расхода топлива: простой накопительный и с переполнением (при достижении определенного значения счетчик импульсов сбрасывается и расчет начинается с нуля).Первый тип использовать нецелесообразно, а датчики с переливом широко распространены.

Этот метод расчета учитывает значения датчиков из предыдущего и текущего сообщений: предыдущее значение вычитается из текущего и, при необходимости, таблица расчета применяется к полученному значению. Сумма полученных на интервале значений соответствует количеству израсходованного топлива.

Каждый датчик этого типа должен иметь таблицу расчета от импульсов до литров (галлонов).

В этом разделе доступны два варианта:

Макс. Импульсов
Если есть предел, после которого счетчик импульсов обнуляется (переполнение), это может быть указано в этом поле. Однако с корректировкой этого предела в случае аварийного сброса вычисления будут бессмысленными.

Пропустить первое нулевое значение
Если эта опция активирована и значение в поле Макс. Импульсов равно 0 , разница между текущим и предыдущим значениями датчика учитывается при расчете расхода топлива.Если значение поля Max impulses отлично от нуля, опция Skip first zero value не учитывается при расчете расхода топлива.

Датчики абсолютного расхода топлива

Датчики этого типа показывают расход топлива за весь период эксплуатации автомобиля. Значения AbsFCS все время увеличиваются, поэтому переполнения такого датчика не ожидается.

Расчет расхода топлива осуществляется следующим образом: значение датчика в начале интервала вычитается из значения датчика в конце интервала и, при необходимости, применяется таблица расчета (для каждого датчика данного типа индивидуально) .

Датчики мгновенного расхода топлива

Если используется этот тип датчиков, оборудование отправляет сообщения, которые содержат количество топлива, израсходованного с предыдущего сообщения до текущего. Соответственно, для определения расхода топлива на интервале значения InsFCS суммируются.

Например, аппаратное обеспечение отправило три сообщения со следующими значениями: х1 = 0,01 л, х2 = 0,023 л, х3 = 0,048 л. Расход топлива за этот интервал: х1 + х2 + х3 = 0,01 + 0,023 + 0,048 = 0,081 (л).

Было ли это полезно?

:!: :!: Спасибо! .
Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *