Комплексная технология полной переработки лунного грунта на основе атомной теплоэлектростанции. Часть II

110814 2039 1 Комплексная технология полной переработки лунного грунта на основе атомной теплоэлектростанции. Часть II

Монтаж комплекса начинается с монтажа ЯЭУ в грунте и создания грунтового вала для радиационной защиты. Рядом с ЯЭУ размещается агрегат для термообработки грунта. В процессе работы добывающий агрегат движется вокруг ЯЭУ по спирали, а транспортировка добытого грунта осуществляется модульной транспортной системой. По мере удаления добывающего агрегата от ЯЭУ в транспортировку включаются дополнительные транспортные модули. Максимальное расстояние, с которого производится транспортировка грунта, 150-200 м. После обработки участка, определяемого максимально возможным удалением добывающего агрегата от ЯЭУ, производится перерыв в работе и перемещение ЯЭУ и агрегата термообработки на новый участок, где уже подготовлено место для размещения ЯЭУ и вал радиационной защиты.

 

Работа проводится круглосуточно в течение года. Предусмотрены перерывы в работе для перемещения на новый рабочий участок и проведения при необходимости ремонтно-профилактических работ. Предполагается, что суммарное время работы составит 80% продолжительности года.

 

110814 2039 2 Комплексная технология полной переработки лунного грунта на основе атомной теплоэлектростанции. Часть II

Схема обработки лунного грунта с использованием тепловой и электрической энергии атомной теплоэлектростанции

 

Схема обработки лунного грунта с использованием тепловой и электрической энергии атомной теплоэлектростанции приведена на рис. выше.

 

Оценки годовой производительности добывающего и промышленно-перерабатывающего комплекса были выполнены для следующих исходных данных:

Тепловая мощность ЯЭУ, кВт

7000

Электрическая мощность ЯЭУ, кВт

1000

Теплоемкость грунта, Дж/(кгxК)

700

Подогрев грунта, К

700

Средняя плотность грунта, кг/м3

1800

Среднее содержание гелия-3 в грунте, мг/м3

14

Количество газов, сопутствующих 1 кг гелия-3:

 

Водород

6100

Гелий-4

3100

Вода

3300

Метан

1600

Окись углерода

1900

Двуокись углерода

1700

Азот

500

 

110814 2039 3 Комплексная технология полной переработки лунного грунта на основе атомной теплоэлектростанции. Часть II

При проведении оценки производительности добывающего комплекса предполагалось, что основным агрегатом, определяющим производительность, является теплообменник-рекуператор с псев-доожиженным слоем грунта. Были определены производительность по нагреву грунта до заданной температуры, габаритные размеры и количество тепловых труб, требуемых для заданной степени рекуперации, габариты и масса теплообменника-рекуператора в целом, расход водорода, требуемого для режима псевдоожиженного движения грунта. Полученные результаты позволили провести оценки химического состава газовой смеси на выходе из теплообменника-рекуператора и количество никелида лантана, требуемого для извлечения водорода из газовой смеси. Основные параметры цикла термообработки лунного грунта следующие:

Состав газовой смеси после термообработки грунта

%

Гелий

16

Водород

35

Вода

18

Окись углерода

10

Двуокись углерода

9,1

Метан

8,1

Азот

2,7

Массовый расход газовой смеси, кг/с

0,018

Масса интерметаллида для извлечения водорода, кг

50-55

Мощность тепловых потоков

в интерметаллидном отделителе водорода, кВт

224

 

Затраты мощности на выемку грунта оценивались по аналогии с существующими агрегатами для работы с грунтом. С учетом пониженной силы тяжести в качестве аналога лунного грунта были выбраны легкие песчаные грунты и влажный, смерзшийся снег.

 

110814 2039 4 Комплексная технология полной переработки лунного грунта на основе атомной теплоэлектростанции. Часть II

На основе полученных результатов были оценены габариты, масса и мощность агрегата для работы с лунным грунтом заданной производительности. Затраты энергии на транспортировку грунта принимались несущественными по сравнению с энергией, требуемой для выемки грунта.

 

Характеристики модуля добычи и переработки грунта следующие:

Тепловая мощность ЯЭУ, кВт

7000

Электричекая мощность ЯЭУ, кВт

1000

Производительность по грунту, кг/с

130

Суммарная масса теплообменника-рекуператора, кг

9000-11000

Масса добывающего агрегата, кг

7000-9000

Мощность на выемку грунта, кВт

60-65

Мощность на транспортировку грунта, кВт

1-3

Электрическая мощность для электролиза воды, кВт

66-117

Производительность по гелию-3, кг/год

27,9

Производство попутных материалов, кг/год:

 

Гелий-4

86400

Водород

170200

Вода

92000

Азот

13900


Найти на unnatural: Комплексная технология полной переработки лунного грунта на основе атомной теплоэлектростанции Часть
Автор: admin | 9 Ноябрь 2014 | 115 просмотров

Новые статьи:

Оставить комментарий:

Все размещенные на сайте материалы без указания первоисточника являются авторскими. Любая перепечатка информации с данного сайта должна сопровождаться ссылкой, ведущей на www.unnatural.ru.
Rambler's Top100