Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

Разработка и обоснование способа безопасного использования водорода при перегреве рабочего тела в паротурбинном цикле АЭС

https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.12.048-094

Аннотация

В статье в рамках решения проблемы обеспечения АЭС базисной нагрузкой за счет комбинирования с водородным комплексом обосновывается новый принцип обеспечения безопасности использования водорода при перегреве рабочего тела в паротурбинном цикле АЭС. С этой целью разработана система удаления непрореагировавшего водорода из паровой фазы рабочего тела паротурбинного цикла АЭС на основе каталитического рекомбинатора водорода и магнитной сепарации. Приводится подробный обзор по опыту применения каталитических рекомбинаторов в энергетике, а также технологий магнитного поля для разделения газов и при получении водорода электролизом воды, что доказывает практическую освоенность данных технологий в мире. Приводится принцип подземного размещения основного оборудования водородного комплекса. Приводится методология оценки риска пожара и взрыва водорода при смешении с окислителем в случае аварийного события. На основе разработанной системы удаления непрореагировавшего водорода получены новые показатели снижения вероятности взрыва или пожара при смешении водорода с окислителем. Получены новые результаты оценки суммарного риска от взрыва или пожара при смешении водорода с окислителем в случае аварии.

Об авторах

А. Н. Байрамов
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Россия

Байрамов Артем Николаевич, профессор  кафедры
«Тепловая и атомная энергетика» имени Андрющенко А. И.

410054, Саратов, ул. Политехническая, д. 77

+7(8452)56-91-95

Scopus Author ID: 35224451800

Research ID: P-6565-2017



Д. А. Макаров
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Россия

Макаров Даниил Алексеевич, лаборант-исследователь

410054, Саратов, ул. Политехническая, д. 77



А. Н. Мракин
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Россия

Мракин Антон Николаевич, доцент кафедры «Промышленная теплотехника»; кандидат технических наук

410054, Саратов, ул. Политехническая, д. 77

Scopus Author ID: 56780283600



А. В. Портянкин
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю. А.
Россия

Портянкин Алексей Владимирович, доцент кафедры «Тепловая и атомная энергетика» имени Андрющенко
А. И.; кандидат технических наук

410054, Саратов, ул. Политехническая, д. 77

Scopus Author ID: 53868354600

Research ID: ABY-7145-2022



Список литературы

1. Энергетическая стратегия России на период до 2035 г. / Правительство Российской Федерации. – Москва, 2020 г. – 79 с.

2. Стандарт организации ОАО «СО ЕЭС». Нормы участия энергоблоков атомных электростанций в нормированном первичном регулировании частоты. – Введ. 19.08.2013. – ОАО «СО ЕЭС», 2013.

3. A. N. Bairamov. Assessment of the working life of turbine blades and discs under cyclic loads conditions with hydrogen overheating of the steam in the steam turbine cycle of NPP / A. N. Bairamov // International Journal of Hydrogen Energy. – 2024. – Volume 65. – Pages 864-871.

4. Aminov R. Z. Estimation of resource capabilities of the NPP turbine unit under the primary frequency control of the current in the power system / R. Z. Aminov, A. N. Bairamov, A. B. Moskalenko // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. 4th International Scientific and Technical Conference on Energy Systems. – 2020. – 012004.

5. Aminov R. Z. Participation efficiency of the NPP with the hydrogen production facility in primary frequency regulation of the power system / R. Z. Aminov, A. N. Bairamov // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – 012023.

6. Aminov R. Z. Evaluation of system effectiveness of multifunctional hydrogen complex at nuclear power plants / R. Z. Aminov, A. N. Bairamov, M. V. Garievskii // International Journal of Hydrogen Energy. – 2020. – V. 45. – № 29. – Pp. 14614-14624.

7. Аминов Р. З. Оценка системной эффективности атомно-водородного энергетического комплекса / Р. З. Аминов, А. Н. Байрамов, М. В. Гариевский // Теплоэнергетика. – 2019. – № 3. – С. 57-71.

8. Байрамов А. Н. Разработка научных основ повышения эффективности АЭС при комбинировании с водородным комплексом [Текст]: дис. на соискание ученой степени докт. техн. наук: 05.14.01 / Артем Николаевич Байрамов; науч. конс. Р. З. Аминов. – Саратов, 2022. – 397 с.

9. Аминов Р. З. Комбинирование водородных энергетических циклов с атомными электростанциями / Р. З. Аминов, А. Н. Байрамов. – М.: Наука, 2016. – 254 с.

10. Пат. № 2769511. Российская Федерация. Паротурбинная установка АЭС с системой безопасного использования водорода / Байрамов А. Н.; заявитель и патентообладатель Байрамов А. Н. – № 2021112671; заявл. 29.04.2021; опубл. 01.04.2022. Бюл. № 10.

11. Пат. № 2821330 Российская Федерация, МПК G21D 1/00 (2006.01). Водородный комплекс на основе электролиза воды высокого давления для комбинирования с атомной станцией / заявители и патентообладатели Байрамов А. Н., Макаров Д. А. № 2023115369; заявл. 09.06.2023; опубл. 21.06.2024 Бюл. № 18.

12. Байрамов А. Н., Макаров Д. А. Разработка и обоснование нового принципа комбинирования АЭС с водородным комплексом // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE), 05(422) 2024, с. 30-50.

13. Пат. № 2821330 Российская Федерация, МПК G21D 1/00 (2006.01). Водородный комплекс на основе электролиза воды высокого давления для комбинирования с атомной станцией / заявители и патентообладатели Байрамов А. Н., Макаров Д. А. № 2023115369; заявл. 09.06.2023; опубл. 21.06.2024 Бюл. № 18.

14. R. Z. Aminov. Assessment of the Performance of a Nuclear-Hydrogen Power Generation System // R. Z. Aminov, A. N. Bairamov and M. V. Garievskii / Thermal Engineering. – 2019. – Vol. 66. – №. 3. – Pp. 196-209.

15. Аминов Р. З. Оценка системной эффективности АЭС в комбинировании с водородным энергетическим комплексом / Аминов Р. З., Байрамов А. Н. // Известия РАН. Энергетика. – 2019. – № 1. – С. 70-81.

16. Байрамов А. Н. Оценка эффективности перспективных вариантов схем комбинирования АЭС с водородным комплексом / А. Н. Байрамов // Энергетик. – 2023. – № 2. – С. 8-13.

17. A. N. Bayramov. Comprehensive assessment of system efficiency and competitiveness of nuclear power plants in combination with hydrogen complex // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. – Volume 48. – Issue 70. – Pages 27068-27078.

18. Пат. 2758644 Российская Федерация, МПК G 21D 5/16, F22B 1/26. Система сжигания водорода в кислороде в закрученном потоке повышенной безопасности с использованием ультравысокотемпературных керамических материалов для перегрева рабочего тела в паротурбинном цикле атомной электрической станции / заявитель и патентообладатель Байрамов А. Н. № 2021112668/07; заявл. 29.04.2021; опубл. 01.11.2021, Бюл. № 31. – 17 с.: ил.

19. Водород. Свойства, получение, хранение, транспортирование, применение: справ. изд. / Д. Ю. Гамбург [и др.]. М.: Химия, 1989. – 672 с.

20. Байрамов А. Н. Технико-экономические аспекты подземного расположения металлических емкостей хранения водорода и кислорода в составе водородного энергетического комплекса / А. Н. Байрамов // Труды Академэнерго. – 2014. – № 2. – С. 79-86.

21. Байрамов А. Н. Разработка и обоснование схемы подземного расположения металлических емкостей хранения водорода и кислорода в составе водородного энергетического комплекса / А. Н. Байрамов // Проблемы совершенствования топливно-энергетического комплекса: сб. научн. тр. Вып. 7. – Саратов: из-во СГУ, 2012. – С. 18-27.

22. Experimental results of the study of underburned hydrogen during burning in oxygen medium / R. Z. Aminov, A. I. Schastlivtsev, A. N. Bayramov // International Journal of Hydrogen Energy. – 2022. – Volume 47. – Issue 65. – Pages 28176-28187.

23. Aminov R. Z. Experimental Evaluation of the Composition of the Steam Generated during Hydrogen Combustion in Oxygen / R. Z. Aminov, A. I. Schastlivtsev, and A. N. Bayramov // High Temperature. – 2020. – Vol. 58. – № 3. – Pp. 410-416.

24. Аминов Р. З. Экспериментальная оценка доли непрореагировавшего водорода при сжигании в среде кислорода / Р. З. Аминов, А. И. Счастливцев, А. Н. Байрамов // Альтернативная энергетика и экология: Международный научный журнал. – 2020. – № 7-18 (330-341). – С. 68-79.

25. АЭС с реактором типа ВВЭР. От физических основ эксплуатации до эволюции проекта / С. А. Андрушечко, А. М. Афров, Б. Ю. Васильев, В. Н. Генералов, К. Б. Косоуров, Ю. М. Семченков, В. Ф. Украинцев – М.: Логос, 2010. – 604 с.

26. Баклушин Р. П. Эксплуатация АЭС. Ч. I. Работа АЭС в энергосистемах. Ч. II. Обращение с радиоактивными отходами: Учебное пособие. – М.: НИЯУМИФИ, 2011. – 304 с.

27. Технологические системы реакторного отделения. Часть 2. Вспомогательные системы Данные в формате PDF. URL: https://studfile.net/preview/5288618/page:18/ (дата обращения: 11.10.2024).

28. Иванова Н. А. Низкотемпературный каталитический конвертор водорода на основе гидрофобных катализаторов [Текст]: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук: 05.17.01 – Технология неорганических веществ / Наталия Анатольевна Иванова. – М., 2020. – 168 с.

29. Jakubski L. Applicability of Composite Magnetic Membranes in Separation Processes of Gaseous and Liquid Mixtures – A Review / L. Jakubski, G. Dudek, R. Turczyn // Membranes 2023. – № 384.

30. Cie´sla A. Theoretical Consideration for Oxygen Enrichment from Air Using High-T C Superconducting Membrane / A. Cie´sla // Przeglad Elektrotechniczny (Electr. Rev.) 2012. – № 88. – C. 40-43.

31. Raveshiyan S. Intensification of O2/N2 Separation by Novel Magnetically Aligned Carbonyl Iron Powders / Polysulfone Magnetic Mixed Matrix Membranes / S. Raveshiyan, S. S. Hosseini, J. Karimi-Sabet // Chem. Eng. Process. Process Intensif. – 2020. – Volume 150. – 107866.

32. Darmawan A. Gas Permeation Redox Effect of Binary Iron Oxide/Cobalt Oxide Silica Membranes / A. Darmawan, J. Motuzas, S. Smart, A. Julbe, J. C. Diniz da Costa // Separation and Purification Technology. – Volume 171. – 2016. – Pages 248-255.

33. Riasat Harami H. Magnetic NanoFe2O3 – Incorporated PEBA Membranes for CO2/CH4 and CO2/ N2 Separation: Experimental Study and Grand Canonical Monte Carlo and Molecular Dynamics Simulations / H. Riasat Harami, M. Asghari, A. H. Mohammadi // Greenh. Gases Sci. Technol. – № 9. – 2019. – 306-330.

34. Yap Y. K. Effects of an Alternating Magnetic Field towards Dispersion of α-Fe2O3/TiO2 Magnetic Filler in PPOdm Polymer for CO2/CH4 Gas Separation / Y. K. Yap, P.C. Oh // Membranes 2021. – № 11. – 641.

35. Rybak A. The magnetic inorganic-organic hybrid membranes based on polyimide matrices for gas separation / A. Rybak, A. Rybak, W. Kaszuwara, S. Awietjan, R. Molak, P. Sysel, Z. J. Grzywna // Composites Part B: Engineering. – Volume 110. – 2017. – Pages 161-170.

36. Rybak A. The rheological and mechanical properties of magnetic hybrid membranes for gas mixtures separation / A. Rybak, A. Rybak, W. Kaszuwara, S. Awietjan, J. Jaroszewicz // Materials Letters. – Volume 183. – 2016. – Pages 170-174.

37. Georgios N. Karanikolos, Evangelos Favvas, Nikolaos Heliopoulos, Sergios K. Papageorgiou. «Membrane Gas Separation under Magnetic Field» WO/2019/012317, published on 17-1-2019. USPTO US2020/0338496A1, 29-10-2020, Gulf Cooperation Council (GCC), GC 2018-35657, 12-Jul-2018. European Patent Office EP3651877A1, 20-5-2020.

38. Rybak A. Metal substituted sulfonated poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) hybrid membranes with magnetic fillers for gas separation / A. Rybak, A. Rybak, W. Kaszuwara, M. Nyc, M. Auguścik // Separation and Purification Technology. – Volume 210. – 2019. – Pages 479-490.

39. Nikpour N. Magnetic field-induced improvement in O2/N2 gas separation applications of simultaneously co-casted superparamagnetic mixed matrix membranes / N. Nikpour, A. H. Montazer, A. Khayatian // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – Volume 105. – 2022. – Pages 530-538.

40. Wang Y. Co@NC@ZIF-8-hybridized carbon molecular sieve membranes for highly efficient gas separation / Y. Wang, K. Wang, X. Zhang, J. Li // Journal of Membrane Science. – Volume 682. – 2023. – 121781.

41. Cao X. Structurally ordered core-shell MOFs in mixed matrix membrane as magnetic sieves for O2/ N2 separation / X. Cao, R. Song, L. Zhang, F. Cheng, Z. Wang // Journal of Membrane Science. – Volume 698. – 2024. – 122624.

42. Zhao H. PIM-1 mixed matrix membranes incorporated with magnetic responsive cobalt-based ionic liquid for O2/N2 separation / H. Zhao, T. Song, X. Ding, R. Cai, X. Tan, Y. Zhang // Journal of Membrane Science. – Volume 679. – 2023. – 121713.

43. Ashtiani S. Stimuli-responsive of magnetic metal-organic frameworks (MMOF): Synthesis, dispersion control, and its tunability into polymer matrix under the augmented-magnetic field for H2 separation and CO2 capturing applications / S. Ashtiani, C. Regmi, J. Azadmanjiri, N. V. Hong, V. F. Průša, Z. Sofer, K. Friess // International Journal of Hydrogen Energy. – Volume 47. – Issue 46. – 2022. – Pages 20166-20175.

44. Shi F. Orientation of two-dimensional materials mf-BN in Pebax mixed matrix membranes by magnetic fields for enhancing CO2/N2 separation performance / F. Shi, K. Wang, F. Guo, X. Ruan, G. He, C. Ma, X. Jiang, W. Xiao // Separation and Purification Technology. – Volume 343. – 2024. – 127040.

45. Saeed Ashtiani, Chhabilal Regmi, Jalal Azadmanjiri, Nguyen Vu Hong, Vlatsimil Fíla, Filip Průša, Zdeněk Sofer, Karel Friess, Stimuli-responsive of magnetic metal-organic frameworks (MMOF): Synthesis, dispersion control, and its tunability into polymer matrix under the augmented-magnetic field for H2 separation and CO2 capturing applications, International Journal of Hydrogen Energy, Volume 47, Issue 46, 2022, Pages 20166-20175.

46. Strengthening external magnetic fields with activated carbon graphene for increasing hydrogen production in water electrolysis / Purnami [et.al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2020. – Volume 45. – Issue 38. – Pages 19370-19380.

47. Porous electrode improving energy efficiency under electrode-normal magnetic field in water electrolysis / Hong-Bo Liu [et. al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2019. – Volume 44. – Issue 41. – Pages 22780-22786.

48. Effects of magnetic field on water electrolysis using foam electrodes / Yang Liu [et. al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2019. – Volume 44. – Issue 3. – Pages 1352-1358.

49. Ming-Yuan Lin. Effects of magnetic field and pulse potential on hydrogen production via water electrolysis / Ming-Yuan Lin and Lih-Wu Hourng // Int. J. Energy Res. – 2014. – Vol. 38. – Pages 106–116.

50. Ming-Yuan Lin. The effect of magnetic force on hydrogen production efficiency in water electrolysis / Ming-Yuan Lin, Lih-Wu Hourng, Chan-Wei Kuo // International Journal of Hydrogen Energy. – 2012. – Volume 37. – Issue 2. – Pages 1311-1320.

51. Investigation of alkaline water electrolysis performance for different cost effective electrodes under magnetic field / Mehmet Fatih Kaya [et.al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2017. – Volume 42. – Issue 28. – Pages 17583-17592.

52. Takami Iida. Water Electrolysis under a Magnetic Field / Takami Iida, Hisayoshi Matsushima, and Yasuhiro Fukunaka // Journal of The ElectrochemicalSociety. – 2007. – 154 (8). – Pages E112-E115.

53. Magnetic field effects on the mass transport at small electrodes studied by voltammetry and magnetohydrodynamic impedance measurements / Ralf Peipmann [et.al.] // Electrochimica Acta. – 2010. – Vol. 56. – Pages 133-138.

54. Hisayoshi Matsushimaa, Takami Iida, Yasuhiro Fukunaka. Gas bubble evolution on transparent electrode during water electrolysis in a magnetic field / Hisayoshi Matsushimaa, Takami Iida, Yasuhiro Fukunaka // Electrochimica Acta. – 2013. – Volume 100. – Pages 261-264.

55. Hydrogen bubble growth at micro-electrode under magnetic field / Hongbo Liu [et.al.] // Journal of Electroanalytical Chemistry. – 2015. – Vol. 754. – Pages 22-29.

56. Hydrogen evolution under the influence of a magnetic field / Jakub Adam Koza [et.al.] // Electrochimica Acta. – 2011. – Vol. 56. Pages 2665-2675.

57. On the Electrolyte Convection around a Hydrogen Bubble Evolving at a Microelectrode under the Influence of a Magnetic Field / Dominik Baczyzmalski [et.al.] // Journal of The Electrochemical Society. – 2016. – Vol. 163. – Issue 9. – Pages: E248-E257.

58. Stabilizing effect of a magnetic field on a gas bubble produced at a microelectrode / Dámaris Fernández [et.al.] // Electrochemistry Communications. – 2012. – Vol. 18. – Pages 28-32.

59. The effect of a Lorentz-force-driven rotating flow on the detachment of gas bubbles from the electrode surface / Tom Weier [et.al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2017. – Volume 42, Issue 33. – Pages 20923-20933.

60. Influence of magnetic field on hydrogen reduction and co-reduction in the Cu/CuSO4 system / Dámaris Fernández [et.al.] // Electrochimica Acta. – 2010. – Vol. 55. – Pages 8664-8672.

61. Hisayoshi Matsushima. Observation of bubble layer formed on hydrogen and oxygen gas-evolving electrode in a magnetic field / Hisayoshi Matsushima, Takami Iida, Yasuhiro Fukunaka // J Solid State Electrochem. – 2012. – Vol. 16. – Pages: 617-623.

62. The effect of magnetic and optic field in water electrolysis / Noriah Bidin [et.al.] // International Journal of Hydrogen Energy. – 2017. – Volume 42. – Issue 26. – Pages 16325-16332.

63. T. Weiera. The two-phase flow at gas-evolving electrodes: Bubble-driven and Lorentz-force-driven convection / T. Weiera and S. Landgraf // European Physical Journal Special Topics. – 2013. – Vol. 220. – Pages 313-322.

64. Коровин Н. В. Топливные элементы и электрохимические энергоустановки. – М.: Издательство МЭИ, 2005. – 280 с.

65. Коровин Н. В. Коррозионные и электро-химические свойства палладия. – М.: Металлургия, 1976. – 240 с.

66. Очистка технологических газов / под ред. Т. А. Семеновой и И. Л. Лейтеса. – М.: Химия, 1977. – 488 с.

67. Hunter J. B. Ultrapure hydrogen by diffusion through palladium alloys // Disv. Pet. Chem. Prepr. – 1963. – Vol. 8. – P. 4.

68. Радченко Р. В., Мокрушин А. С., Тюльпа В. В. Водород в энергетике: учеб. пособие. – Екатеринбург: УрФУ, 2014. – 229 с.

69. Словецкий Д. Сверхчистый водород / Д. Словецкий // The Chemical Journal. – 2010. – № 1-2. – С. 33-38.

70. Диденко Л. П. Паровая конверсия метана и его смесей с пропаном в мембранном реакторе с промышленным никелевым катализатором и фольгой из сплава Pd-Ru / Л. П. Диденко, Л. А. Семенцова, П. Е. Чижов, Т. В. Дорофеева // Нефтехимия. – 2019. – Т. 59. – № 3. – С. 271-281.

71. Лукьянов Б. Н. Получение сверхчистого водорода в реакторах с мембранной сепарацией для топливных элементов / Лукьянов Б. Н. // Химия в интересах устойчивого развития. – 2012. – № 20. – С. 291-303.

72. Шигаров А. Б. Применение Pd-мембран в каталитических реакторах парового риформинга метана для производства чистого водорода / А. Б. Шигаров, В. Д. Мещеряков, В. А. Кириллов // Теоретические основы химической технологии. – 2011. – Т. 45. – № 5. – С. 504-518.

73. Алентьев А. Ю. Выбор мембранных материалов для разделения Н2-содержащих смесей: анализ базы данных / А. Ю. Алентьев, Ю. П. Ямпольский, М. Н. Видякин, Ю. Н. Лазарева // Высокомолекулярные соединения. Серия А. – 2006. – Т. 48. – № 10. – С. 1876-1884.

74. Вандышев А. Б. Анализ эффективности Pd/Ag мембраны толщиной 2,25 мкм на пористой керамической подложке в лабораторном мембранном реакторе / А. Б. Вандышев, В. А. Куликов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2019. – № 2. – С. 26-30.

75. Вандышев А. Б. Анализ проектного расчета мембранно-каталитического конвертора получения высокочистого водорода из биодизельного топлива / А. Б. Вандышев, В. А. Куликов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2019. – № 3. – С. 19-23.

76. Вандышев А. Б. Оценка проектных параметров реактора на базе 32 мембранно-каталитических модулей дискового типа для получения высокочистого водорода из дизельного топлива / А. Б. Вандышев, В. А. Куликов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2019. – № 10. – С. 24-27.

77. Вандышев А. Б. Моделирование мембранного конвертора с катализатором конверсии оксида углерода для извлечения высокочистого водорода из продуктов паровой конверсии метана / А. Б. Вандышев, В. А. Куликов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2018. – № 5. – С. 17-21.

78. Вандышев А. Б. Оценка эффективности получения высокочистого водорода в мембранно-каталитических системах из продуктов паровой конверсии бензина, керосина и дизельного топлива / А. Б. Вандышев, В. А. Куликов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2017. – № 9. – С. 22-26.

79. Теплосиловые системы: Оптимизационные исследования / Клер А. М., Н. П. Деканова, Э. А. Тюрина и др. – Новосибирск: Наука, 2008. – 236 с.

80. Мембранный узел для выделения водорода из смеси газов / В. И. Байков, Т. В. Сидорович, С. П. Германович, П. К. Зновец, Н. В. Коляго, В. К. Глеб // Патент на полезную модель РБ № 7690 от 30.10.2011.

81. Варежкин А. В. Использование мембранной технологии для извлечения водорода из технологических газовых смесей / А. В. Варежкин // Взаимодействие изотопов водорода с конструкционными материалами: Сборник докладов 15-й Международной школы молодых ученых и специалистов им. А. А. Курдюмова. – Саров, 2023. – С. 260-280.

82. Athayde A. L. Metal composite for hydrogen separation / A. L. Athayde, R. W. Baker, P. Nguyen // Journal of Membrane Science. – 1994. – Vol. 94. – Issue 1. – P. 299-311.

83. Buxbaum R. E., Marker T. L. Hydrogen transport through non-porous membranes of palladiumcoated niobium, tantalum, vanadium / R. E. Buxbaum, T. L. Marker // Journal of Membrane Science. – 1993. – Vol. 85. – Issue 1. – P. 29-38.

84. Nicolaidis P. A comparative overview of hydrogen production process / P. Nicolaidis, A. Poullikkas // Renewable and Sustainable Energy Reviews. – 2017. – Vol. 67. – January. – P. 597-611.

85. Eldund D. J. The relationship between intermetallic diffusion and flux decline in composite metal membranes: Implications for achieving long membrane lifetime / D. J. Eldund, J. McCarthy // Journal of Membrane Science. – 1995. – Vol. 107. – Issue 1-2. – P. 147-153.

86. Мембранное устройство для выделения водорода / И. Р. Калимуллин, Г. Х. Гумерова, А. В. Дмитриев, Н. А. Николаев // Патент на полезную модель РФ № 83713. 2013. Бюл. № 9. – 6 с.

87. Пивень В. А. Перспективные материалы для получения особо чистого водорода / В. А. Пивень, В. И. Шипалов, Р. М. Закарян, Е. Д. Землянкин // XII междунар. научно-практ. конф. молодых ученых, посвященная 61-ой годовщине полета Ю. А. Гагарина в космос. Краснодар, 2022. – С. 72-77.

88. Сплав на основе палладия для получения сверхчистого водорода и его изотопов / В. А. Гольцов, П. В. Гельд, Г. Е. Каган и др. Авторское свидетельство СССР № 549981; 1977. Бюл. № 43. – 1 с.

89. Пивень В. А. Сплавы палладия с металлами платиновой группы для получения особо чистого водорода / В. А. Пивень, И. Е. Габис, Н. И. Сидоров, Э. А. Пастухов // Физические проблемы водородной энергетики. – СПб., 20-22 ноября, 2003. – С. 39-40.

90. Бурханов Г. С. Сплавы палладия для водородной энергетики / Г. С. Бурханов, Н. Б. Горина, Н. Б. Кольчугина, Н. Р. Рошан // Ж. Рос. хим. об-ва им. Д. И. Менделеева. – 2006. Т. L. – № 4. – С. 36-40.

91. Сивков М. Н. Результаты прикладных исследований в области водородной мембранной технологии / М. Н. Сивков, И. Н. Саханская, Д. И. Словецкий // Цветные металлы. – 2007. – № 1. – С. 36-43.

92. Композитная мембрана для выделения водорода из газовых смесей / А. И. Лившиц, М. Е. Ноткин, В. Н. Алимов, А. О. Буснюк // Патент на изобретение РФ № 2568989. 2015. Бюл. № 32. – 10 с.

93. Петриев И. С. Структура и газоразделительные свойства мембран на основе палладий-серебряных пленок. Дисс … канд. техн. наук, Нальчик, 2016. – 119 с.

94. Словецкий Д. И. Производство чистого водорода / Д. И. Словецкий, Е. М. Чистов, Н. Р. Рошан // Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). – 2004. – № 1. – С. 43-46.

95. Петриев И. С. Исследование водородопроницаемости через поверхностно модифицированные Pd-Cu мембраны при низких температурах / И. С. Петриев, П. Д. Пушанкина, Г. А. Андреев // Мембраны и мембранные технологии. – 2023. – T. 13. – № 5. – С. 412-422.

96. Диденко Л. П. Паровая конверсия этана и его смесей с метаном в мембранном реакторе с фольгой из Pd-Ru сплава / Л. П. Диденко, В. Н. Бабак, Л. А. Семенцова, Т. В. Дорофеева, П. Е. Чижов, С. В. Горбунов // Мембраны и мембранные технологии. – 2023. – T. 13. – № 2. – С. 83-95.

97. Peters T. Pd-based membranes: overview and perspectives / T. Peters, A. Caravella // Membranes. – 2019. – 9(2), 25.

98. Arratibel Plazaola A. Recent advances in Pdbased membranes for membrane reactors / A. Arratibel Plazaola, D. A. Pacheco Tanaka, M. Van Sint Annaland, F. Gallucci // Molecules. – 2017. – 22(1), 51.

99. Alique D. Review of supported Pd-based membranes preparation by electroless plating for ultrapure hydrogen production / D. Alique, D. Martinez-Diaz, R. Sanz, J. A. Calles // Membranes. – 2018. – 8(1), 5.

100. Wunsch A. Recent developments in compact membrane reactors with hydrogen separation / A. Wunsch, P. Kant, M. Mohr, K. Haas-Santo, P. Pfeifer, R. Dittmeyer // Membranes. – 2018. – 8(4), 107.

101. Бэрк Г. Ю. Справочное пособие по магнитным явлениям / Г. Ю. Бэрк. – 1991. – 384 с.

102. Пат. 2769072 Российская Федерация, МПК B 01D 53/00, B03C 1/02, C01B 3/50 Магнитная сепарация непрореагировавшего газообразного водорода из среды водяного пара под давлением с использованием усилителя магнитного поля соленоида в паротур-бинном цикле атомных теплоэнергетических установок / заявитель и патентообладатель Байрамов А. Н. № 2021112672; заявл. 29.04.2021; опубл. 28.03.2022, Бюл. № 10.

103. Дытнерский Ю. И. Мембранное разделение газов / Ю. И. Дытнерский, В. П. Брыков, Г. Г. Каграманов. – М.: Химия, 1991. – 344 с.

104. Исследование полезадающих систем. Методические указания к выполнению лабораторной работы № 407-VI. – Томск: изд. ТПУ. 2003. – 20 с.

105. Байрамов А. Н. Обоснование компоновочных решений комбинирования АЭС с водородным энергетическим комплексом по критерию минимального риска / А. Н. Байрамов, В. С. Киричков // Труды Академэнерго. – 2018. – №1. – С. 57-71.

106. Руководство по оценке пожарных рисков промышленных предприятий: утв. ФГУ ВНИИПО МЧС России 17 марта 2006 г. – 97 с.

107. Аминов Р. З. Взрывопожароопасность на АЭС с водородными надстройками. Анализ проблемы и пути решения / Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев, А. В. Портянкин // Труды академэнерго. – 2013. – № 3. – С. 41-51.

108. Аминов Р. З. Эффективность энергокомплексов на базе АЭС при комбинировании с дополнительными источниками энергии с учетом факторов риска / Р. З. Аминов, В. А. Хрусталев, А. В. Портянкин // Теплоэнергетика. – 2015. – № 2. – С. 55-62.


Рецензия

Для цитирования:


Байрамов А.Н., Макаров Д.А., Мракин А.Н., Портянкин А.В. Разработка и обоснование способа безопасного использования водорода при перегреве рабочего тела в паротурбинном цикле АЭС. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2024;(12):48-94. https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.12.048-094

For citation:


Bairamov A.N., Makarov D.A., Mrakin A.N., Portyankin A.V. Development and substantiation of a method for safe use of hydrogen in the event of overheating of the working fuel in the steam turbine cycle of nuclear power plants. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2024;(12):48-94. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2024.12.048-094

Просмотров: 57


ISSN 1608-8298 (Print)