Influence of physic-mechanical properties on a choice of metallurgical slags processing technology

Проаналізовано фізико-механічні властивості шлаків після первинної переробки – тер-мічного (термоудар) і механічного впливу на розплав, схильність відвальних шлаків до розпаду – структурним перетворенням, і можливі види механічної переробки для отримання різних видів шлакової продукції. Наводиться технологічна схема переробки відвальних шлаків (можливе застосування також і для шлаків поточного випуску) з витяганням металу і отриманням широкого спектру шлакової продукції, включаючи в'яжучі матеріали.Проанализированы физико-механические свойства шлаков после первичной переработки – термического (термоудар) и механического воздействия на расплав, склонность отвальных шлаков к распаду – структурным превращениям, и возможные виды механической переработки для получения разных видов шлаковой продукции. Приводится технологическая схема переработки отвальных шлаков (применимо и для шлаков текущего выпуска) с извлечением металла и получением широкого спектра шлаковой продукции, включая вяжущие материалы.Physical and mechanical properties of the slag after the initial processing – thermal (thermal shock) and mechanical impact on the melt, the dump slag inclination to disintegration – structural transformations and the possible kinds of mechanical processing to produce different types of slag products were analyzed. Technological scheme of dump slag (it can also be applied to the current release slags) with metal extraction and of slag products wide range, including cementations materials were given

Methodology and results of thermal calculation of one-through steam generators for NPP of small power

Due to the invaluable interest in small-scale nuclear power plants around the world, it has been proposed to pay sufficient attention to the design of appropriate equipment, which can make Ukraine with its great potential as a producer a supplier of such nuclear power plants. The work considers the method of thermal calculation of a oncethrough steam generator with a coil heating surface and superheating of steam. As a result of analysis and comparison of the results, formulas were selected for calculating six different conditions of heat transfer: lumbar flow around the coil package with coolant and five heat transfer sections during the movement of the working fluid in the tube. The results of calculating the heat transfer surface for a steam generator with a capacity of 45 MW are presented. The obtained results correlate well with the calculation data by the ASPEN-TECH computer code.В связи с большим интересом во всем мире к АЭС малой мощности предложено уделять достаточное внимание проектированию соответствующего оборудования, что может сделать Украину с ее мощным потенциалом производителя поставщиком таких АЭС. В работе рассмотрена методика теплового расчета прямоточного парогенератора со змеевиковой поверхностью нагрева и перегревом пара. В результате анализа и сопоставления результатов были выбраны формулы для расчета шести различных условий теплообмена: поперечного обтекания пакета змеевиков теплоносителем и пяти участков теплообмена при движении рабочего тела в трубке. Приведены результаты расчета поверхности теплообмена для парогенератора мощностью 45 МВт. Полученные результаты хорошо коррелируют с данными расчета компьютерным кодом ASPEN-TECH.У зв’язку з великим інтересом у всьому світі до АЕС малої потужності запропоновано приділяти достатню увагу проектуванню відповідного устаткування, що може зробити Україну з її великим потенціалом виробника постачальником таких АЕС. В роботі розглянуто методику теплового розрахунку прямоточного парогенератора зі змієвиковою поверхнею нагріву та перегрівом пара. В результаті аналізу та співставлення результатів було вибрано формули для розрахунку шести різних умов теплообміну: поперекового обтікання пакету змієвиків теплоносієм та п’яти ділянок теплообміну при русі робочого тіла в трубці. Наведено результати розрахунку поверхні теплообміну для парогенератору потужністю 45 МВт. Отримані результати добре корелюються з даними розрахунку комп’ютерним кодом ASPEN-TECH

Methods of granulation of molten slag and use of granulated slag water

Шлак є побічним продуктом, що отримується в процесі доменного або сталеплавиль-ного виробництва. В теперішній час більша частина доменних шлаків перероблюється в гра-нульовані шлаки, які є цінною вторинною сировиною, що використовується в будівельній ін-дустрії. Виробництво гранульованого шлаку енерговитратне, потребує багато води та ви-кликає забруднення навколишнього середовища, так як в процесі грануляції утворюються сірководневі гази . У даній роботі представлені способи переробки шлакового розплаву (мокра і напівсуха грануляція), які зменшують шкідливий вплив на екологію, а також запропонована схема ви-користання грануляційної шлакової води в лікувальних цілях. Запропонована технологія пере-робки шлакового розплаву дозволяє знизити енерговитрати на процес грануляції, видалити з шлаку металеву складову, яка в шлаковому розплаві доменного виробництва доходить до 5%, а в сталеплавильному значно більше, виключити магнітну сепарацію для видалення ме-талу з граншлака. Розроблені установки, в яких реалізується мокра і напівсуха грануляція шлаку, мають ряд позитивних факторів: за рахунок можливості регулювання інтенсивності подачі розп-лаву на грануляцію з певною температурою (1150 °С) знижуються викиди сірчистих газів в навколишнє середовище; використання в технологічній схемі грануляції накопичувача-відстійника видаляє рідкий метал з розплаву до подачі на грануляцію, що виключає необхід-ність проведення магнітної сепарації граншлака. Запропонований спосіб використання грануляційної шлакової води в бальнеології. Ключові слова: шлаковий розплав, грануляція, інтенсивність випуску, температура ро-зплаву, сірчані гази, магнітна сепарація, грануляційна шлакова водаШлак является побочным продуктом, получаемый в процессе доменного или сталепла-вильного производства. В настоящее время большая часть доменных шлаков перерабаты-ваются в гранулированные шлаки, которые являются ценным вторичный сырьем, использу-емым в строительной индустрии. Производство гранулированного шлака энергозатратное, требует большого количества воды и вызывает загрязнение окружающей среды, так как в процессе грануляции образуются сероводородные газы. В данной работе представлены способы переработки шлакового расплава (мокрая и полусухая грануляция), которые уменьшают вредное воздействие на экологию, а также предложена схема использования грануляционной шлаковой воды в лечебных целях. Предла-гаемая технология переработки шлакового расплава позволяет снизить энергозатраты на процесс грануляции, удалить из шлака металлическую составляющую, которая в шлаковом расплаве доменного производства доходит до 5%, а в сталеплавильном значительно больше, исключить традиционно применяемую магнитную сепарацию для удаления металла из гран-шлака. Разработанны установки для мокрой и полусухой грануляция шлака, обладающие ря-дом положительных факторов: за счет возможности регулирования интенсивности пода-чи расплава на грануляцию с определенной температурой (1150 °С) снижаются выбросы сернистых газов в окружающую среду; использование в технологической схеме грануляции накопителя-отстойника удаляет жидкий металл из расплава до подачи на грануляцию, что исключает необходимость проведения магнитной сепарации граншлака. Предложен способ использования грануляционной шлаковой воды в бальнеологии. Ключевые слова: шлаковый расплав, грануляция, интенсивность выпуска, температу-ра расплава, сернистые газы, магнитная сепарация, грануляционная шлаковая вода.Slag is a coproduct from blast furnace or steelmaking. Nowadays, most of the blast furnace slag is processed into granulated slag, which is a valuable recyclable material used in the construc-tion industry. The production of granulated slag is high energy consumption, requires a large amount of water and causes environmental pollution since in the process of granulation hydrogen sulfide gas is formed. This paper presents methods for processing molten slag (water and semi-dry granulation), which reduce the harmful effects on the environment and also suggests a scheme for the use of granu-lated slag water for medicinal purposes. The proposed technology for processing molten slag allows to reduce energy consumption for the granulation, to remove the metal component from the molten slag, the content of which reaches up to 5% for the blast-furnace slag and even more for the steelmaking slag, to exclude the traditionally used magnetic separation in order to remove metal from the molten slag. The article presents the developed plants for water and semi-dry granulation of slag, which provide the following positive effects: reducing emissions of sulfur dioxide into the environment due to the ability to control the intensity of supplied melt for granulation with a certain temperature (1150 °С); eliminating the need for magnetic separation of the slag due to the use of a storage tank in the granulation schematic, where the liquid metal is removed from the melt before being fed to granula-tion. A method of using the granulated slag water in balneology is proposed. Key words: molten slag, granulation, emission rate, melt temperature, sulfur dioxide, magnetic separation, granulated slag water

Choice of basic construction parameters of steam generators for NPP of low power

Designs and methods for calculating a steam generator (SG) for low power NPPs are considered. As a prototype adopted SG nuclear power plant type KLT-40C (RF). The general list of work in the design of SG is given. A methodology for the structural calculation of SG with a coil heating surface, as well as a mathematical model of SG, have been developed, including structural, thermal, hydraulic, strength and economic calculations. The derivation of formulas for determining the wall thickness of heat transfer tubes (HTT) and the number of concentric layers of coils is described. The methodology for determining the main dimensions of the vessel, shaft and flat cover. Using the developed computer program, the optimal diameter of the HTT, the distances between the heat transfer tubes in the layer and between the layers, the feedwater speed at the inlet to the heat transfer tubes were determined.Розглянуто конструкцію та методику розрахунку парогенератора (ПГ) для АЕС малої потужності. В якості прототипу прийнято ПГ ядерної енергетичної установки типу КЛТ-40С (РФ). Наведено загальний перелік робіт при проектуванні ПГ. Розроблено методику конструкційного розрахунку ПГ зі змієвиковою поверхнею нагріву, а також математичну модель ПГ, що включає конструкційний, тепловий, гідравлічний, міцностний та економічний розрахунки. Описано виведення формул для визначення товщини стінки теплообмінних трубок (ТОТ) та кількості концентричних шарів змійовиків. Наведено методику визначення основних розмірів корпусу, шахти та плоскої кришки. За допомогою розробленої комп’ютерної програми визначено оптимальні діаметр ТОТ, кроки розташування ТОТ у шарі та між шарами, швидкість живильної води на вході в ТОТ.Рассмотрены конструкция и методика расчета парогенератора (ПГ) для АЭС малой мощности. В качестве прототипа принят ПГ ядерной энергетической установки типа КЛТ-40С (РФ). Приведен общий перечень работ при проектировании ПГ. Разработаны методика конструкционного расчета ПГ со змеевиковой поверхностью нагрева, а также математическая модель ПГ, включающая конструкционный, тепловой, гидравлический, прочностной и экономический расчеты. Описано выведение формул для определения толщины стенки теплообменных трубок (ТОТ) и количества концентрических слоев змеевиков. Приведена методика определения основных размеров корпуса, шахты и плоской крышки. С помощью разработанной компьютерной программы определены оптимальные диаметр ТОТ, шаги расположения ТОТ в слое и между слоями и скорость питательной воды на входе в ТОТ

The method for optimizing the iron content in the structural material Zr1%Nb for fuel element cladding of NPP nuclear reactors

The mathematical method of optimizing the amount of the alloying element Fe in structural zirconium alloys Zr1%Nb of fuel elements cladding of nuclear reactor-cores of nuclear power plants on the basis of physical experiments to increase their corrosion resistance is considered. Alloying the Zr1%Nb alloy with Fe is promising in the development of the technology for the production of domestic materials for fuel elements claddings for reactors with high reliability and safety. To process the results of experimental studies of corrosion of zirconium alloy with different Fe content, a mathematical method of two-dimensional polynomial comb regression was proposed with its implementation in the Python programming language based on the theory of “machine learning”. The application of this method made it possible to determine the optimal amount of the alloying element Fe for zirconium alloy Zr1%Nb of fuel elements cladding of nuclear power plant reactors with pressurized water.Розглянуто математичний метод оптимізації кількості легуючого елемента заліза Fe в конструкційних цирконієвих сплавах Zr1%Nb оболонок твелів активних зон ядерних реакторів АЕС на основі фізичних експериментів для підвищення їх корозійної стійкості. Легування сплаву Zr1%Nb залізом Fe є перспективним при розробці технології виготовлення вітчизняних матеріалів оболонок твелів для реакторів з високою надійністю і безпекою. Для опрацювання результатів експериментальних досліджень утворення корозії сплавів цирконію з різним вмістом заліза було запропоновано математичний метод двовимірної полiномiнальної гребеневої регресії з реалізацією його мовою програмування Python на основі теорії “машинного навчання”. Застосування цього методу дозволило визначити оптимальне значення необхідної кількості легуючого елемента заліза (Fe) для цирконієвих сплавів Zr1%Nb оболонок твелів реакторів АЕС з водою під тиском

Recent developments of atmospheric research in Ukraine

In recent years the Joint Laboratory of Atmospheric Optics and Aerosols of Ukraine has been carrying out atmospheric research in cooperation with international program of climate change studies. Our current research is aimed at studying aerosol and ozone in the Earth's atmosphere, because these constituents have a substantial inадuence on climate. In Ukraine, atmospheric aerosol remote sensing in the PHOTONS/AERONET network has been carried out since 2006 in Sevastopol and 2008 in Kyiv. For this research, sunphotometers CIMEL CE318 have been used. A mobile AERONET station has been developed, which consists of CE318N and portable Microtops II sunphotometers, as well as two self-designed experimental portable sunphotometer models and an ozonometer for aerosol and ozone study. The team's findings on aerosol spectral optical thickness, as well as optical and physical properties of aerosol particles (single-scattering albedo, distribution of particles by sizes, Ångström exponent), are discussed in the paper. In 2010, upon the establishment of the new regional atmospheric research station Nr. 498 Kyiv-Goloseyev, the team commenced with measurements of the total column density and vertical distribution of ozone, using the Dobson D040 spectrophotometer, in the framework of the Global Atmosphere Watch Program of WMO. The station has also been equipped with a Vaisala automatic weather station, a surface ozone 49i analyzer, and an experimental complex for monitoring secondary space rays. The aerosol and ozone measurements have been continuously submitted to data centres of AERONET (http://aeronet.gsfc.nasa.gov/) and WMO (www.woudc.org/data/). For aerosol and ozone research, the data from satellite sources (POLDER, MODIS, OMI, and SCIAMACHY) have also been analysed. The work on a proposal to design, build, and launch the space radiometer/polarimeter for global monitoring of atmospheric aerosols has commenced recently. This instrument should have the capability of investigating microphysical properties of aerosol particles. An overview of the devices, methods of data retrieval analysis of aerosol parameters and ozone dynamics, is presented in this paper

To the memory of Petr Ivanovich Fomin

Petr Ivanovich Fomin, Doctor of Sciences, Professor in theoretical physics, Corresponding Member of the National Academy of Sciences of Ukraine, Head of the Theoretical Physics Department at the Institute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine (Sumy), and leading researcher of the Bogolyubov Institute for Theoretical Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine (Kyiv) had passed away on the 5th of October, 2011

New precise determination of the \tau lepton mass at KEDR detector

The status of the experiment on the precise $\tau$ lepton mass measurement running at the VEPP-4M collider with the KEDR detector is reported. The mass value is evaluated from the $\tau^+\tau^-$ cross section behaviour around the production threshold. The preliminary result based on 6.7 pb$^{-1}$ of data is $m_{\tau}=1776.80^{+0.25}_{-0.23} \pm 0.15$ MeV. Using 0.8 pb$^{-1}$ of data collected at the $\psi'$ peak the preliminary result is also obtained: $\Gamma_{ee}B_{\tau\tau}(\psi') = 7.2 \pm 2.1$ eV.Comment: 6 pages, 8 figures; The 9th International Workshop on Tau-Lepton Physics, Tau0

Time-integrated luminosity recorded by the BABAR detector at the PEP-II e+e- collider

This article is the Preprint version of the final published artcile which can be accessed at the link below.We describe a measurement of the time-integrated luminosity of the data collected by the BABAR experiment at the PEP-II asymmetric-energy e+e- collider at the ϒ(4S), ϒ(3S), and ϒ(2S) resonances and in a continuum region below each resonance. We measure the time-integrated luminosity by counting e+e-→e+e- and (for the ϒ(4S) only) e+e-→μ+μ- candidate events, allowing additional photons in the final state. We use data-corrected simulation to determine the cross-sections and reconstruction efficiencies for these processes, as well as the major backgrounds. Due to the large cross-sections of e+e-→e+e- and e+e-→μ+μ-, the statistical uncertainties of the measurement are substantially smaller than the systematic uncertainties. The dominant systematic uncertainties are due to observed differences between data and simulation, as well as uncertainties on the cross-sections. For data collected on the ϒ(3S) and ϒ(2S) resonances, an additional uncertainty arises due to ϒ→e+e-X background. For data collected off the ϒ resonances, we estimate an additional uncertainty due to time dependent efficiency variations, which can affect the short off-resonance runs. The relative uncertainties on the luminosities of the on-resonance (off-resonance) samples are 0.43% (0.43%) for the ϒ(4S), 0.58% (0.72%) for the ϒ(3S), and 0.68% (0.88%) for the ϒ(2S).This work is supported by the US Department of Energy and National Science Foundation, the Natural Sciences and Engineering Research Council (Canada), the Commissariat à l’Energie Atomique and Institut National de Physique Nucléaire et de Physiquedes Particules (France), the Bundesministerium für Bildung und Forschung and Deutsche Forschungsgemeinschaft (Germany), the Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Italy), the Foundation for Fundamental Research on Matter (The Netherlands), the Research Council of Norway, the Ministry of Education and Science of the Russian Federation, Ministerio de Ciencia e Innovación (Spain), and the Science and Technology Facilities Council (United Kingdom). Individuals have received support from the Marie-Curie IEF program (European Union) and the A.P. Sloan Foundation (USA)

Marx generator GIN-1000 with 1 MV output voltage and 80 kJ stored energy

The results of development and study of Marx generator with output voltage of 1 MV and stored energy of 80 kJ are reported. The measured value of generator inductance is ~1.3 µH, the measured effective ohmic resistance ~ 1 Ohm.Приведены результаты разработки и исследования генератора Маркса с выходным напряжением 1 МВ, запасаемой энергией 80 кДж. Измеренное значение индуктивности генератора составляет ~1,3 мкГн, измеренное эффективное омическое сопротивление ~1 Ом.Наведено результати розробки і дослідження генератора Маркса з вихідною напругою 1 МВ, що запасає енергією 80 кДж. Виміряне значення індуктивності генератора становить ~1,3 мкГн, виміряний ефективний омічний опір ~1 Ом