close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 03321

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3321
(13)
C1
(51)
(12)
6
G 21F 9/28
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ПОВЕРХНОСТИ ОБОРУДОВАНИЯ
(21) Номер заявки: 961053
(22) 1996.11.14
(46) 2000.06.30
(71) Заявитель:
Институт
радиоэкологических
проблем НАН Беларуси (BY)
(72) Автор: Жемжуров М.Л. (BY)
(73) Патентообладатель:
Институт
радиоэкологических проблем НАН Беларуси (BY)
(57)
пособ дезактивации поверхности оборудования путем периодической обработки оборудования кипящей дезактивирующей жидкостью, отличающийся тем, что предварительно помещают оборудование в дезактивирующую жидкость и выдерживают его там не менее 2 минут, а обработку оборудования кипящей
дезактивирующей жидкостью осуществляют в течение 0,5-1,5 минут.
(56)
1. Ампелогова Н.И. и др. Дезактивация в ядерной энергетике. - М.: Энергоиздат, 1982. - 142 с.
2. Патент США 4162229, МПК G 21F 9/28, 1979 (прототип).
Изобретение относится к технике дезактивации в атомной энергетике, в частности к технологии дезактивации загрязненного радионуклидами оборудования, и может быть использовано при дезактивации широкого класса объектов, и в особенности при дезактивации оборудования с глубинным загрязнением поверхности
радионуклидами.
Известен способ дезактивации загрязненных радионуклидами поверхностей оборудования, заключающийся в смачивании поверхности дезактивирующей жидкостью, в результате чего происходит разрушение связи
радиоактивных загрязнений с поверхностью и перевод их в раствор [1]. Хотя этот способ и позволяет в ряде
случаев достичь удовлетворительных результатов при правильном выборе химических реагентов, входящих
в состав дезактивирующей жидкости, однако он недостаточно оперативен, так как требует длительного контакта растворов химических реагентов с очищаемой поверхностью для полного удаления радионуклидов, и не
дает возможности производить очистку от радионуклидов, диффундироровавших вглубь конструкционного
материала.
Известен способ дезактивации оборудования от компонентов ядерного топлива обработкой 1-6 Н азотной
кислотой при 20 °С в течение 30-60 мин. Коэффициент дезактивации достигает при этом значения 4,0-12,5
[1]. Однако по этому способу образуется большой объем жидких радиоактивных отходов (ЖРО), в результате
чего возникают трудности при регенерации растворов, что приводит к повреждениям топливных элементов и
оборудования.
Известен способ дезактивации поверхностей оборудования путем периодической обработки оборудования кипящей дезактивирующей жидкостью [2]. При этом дезактивация металлической поверхности охлаждающих трубопроводов ядерного реактора и связанного с ним технологического оборудования
предусматривает обработку загрязненной металлической поверхности водным 0,001-1 М раствором водорастворимой соли церия (IV). Обработку производят при температуре от точки замерзания до точки кипения
раствора. При этом радиоактивные вещества растворяются. Затем раствор сливают, а поверхность металла
обрабатывают водой для удаления остатков раствора. Однако этот способ имеет ряд недостатков, основной
из которых заключается в следующем. При реализации способа воздействуют только на внешнюю поверхность дезактивируемого оборудования, в результате чего происходит удаление главным образом адгезионного поверхностного загрязнения и практически не удаляется глубинное загрязнение, сосредоточенное в
окисном слое и слое отложений, непосредственно связанном с материалом оборудования. Поэтому эффек-
BY 3321 C1
тивность дезактивации в случаях, когда глубинное загрязнение составляет значительную долю суммарного,
низка. Кроме того, способ предполагает использование дорогостоящих компонентов дезактивирующей жидкости (соли церия).
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности дезактивации поверхности оборудования, а также повышение экономических показателей за счет использования более дешевых дезактивирующих жидкостей.
Поставленная задача достигается тем, что дезактивация поверхности оборудования проводится путем периодической обработки кипящей дезактивирующей жидкостью. Отличительной особенностью изобретения
является то, что предварительно помещают оборудование в дезактивирующую жидкость и выдерживают его
там не менее 2 минут, а обработку оборудования кипящей дезактивирующей жидкостью осуществляют в течение 0,5-1,5 минут.
Сущность предлагаемого способа дезактивации поверхности оборудования заключается в следующем.
При кипении дезактивирующей жидкости в ней возникают упругие колебания, обусловленные образованием
и кавитацией паровых пузырьков. Возникающие ударные волны способствуют удалению адгезионного поверхностного загрязнения с дезактивируемого оборудования, перемешиванию жидкости у границы раздела, растворению радиоактивных осадков вследствие диспергирования частиц. Возникающие вихревые течения вблизи
поверхности уменьшают диффузионные ограничения реакции растворения. Таким образом, происходит удаление адгезионного поверхностного загрязнения с внешней поверхности оборудования. Однако главным
фактором, определяющим высокую эффективность предлагаемого способа, является следующее экспериментально обнаруженное явление. Основная часть радиоактивного загрязнения сосредоточена в относительно
рыхлых пористых окисном слое и слое отложений, непосредственно связанном с материалом оборудования.
При выдержке оборудования в дезактивирующей жидкости осуществляется пропитка ею этих пористых слоев радиоактивного загрязнения. При вскипании жидкости происходит образование паровых пузырьков в порах радиоактивных отложений, в результате чего они разрушаются и удаляются с поверхности
дезактивируемого оборудования.
Пример 1.
В качестве примера использования предложенного способа дезактивации рассмотрим его применение при
дезактивации поверхностей тепловыделяющих сборок (ТВС) ядерного реактора, загрязненных продуктами деления ядерного топлива и радиоактивными продуктами коррозии. Извлеченную из реактора ТВС помещали
в заполненный водой пенал, который герметизировали крышкой и после выдержки ТВС в пенале в течение 5
мин производили разогрев воды пристыкованным к пеналу электронагревателем до температуры 150 °С, в
результате чего давление воды в пенале достигало 0,8 МПа. Затем производили сброс давления в пенале до
давления ниже давления насыщения, в результате чего происходило интенсивное кипение воды в пенале в
течение 1 мин. После охлаждения воды в пенале и выдержки в течение 5 мин цикл разогрев-охлаждение повторяли. Интенсивность удаления радиоактивного загрязнения с поверхности ТВС контролировали гаммаспектрометрическим методом по концентрации изотопов 54Мn, 60Co, 152,154EU в пробах воды из пенала. Один
цикл разогрев-охлаждение реализовывался в течение 10 мин, при этом с поверхности ТВС удалялось 50 %
активности отложений, а за два цикла - 75 %.
При дезактивации ТВС, испытываемых в петлевой установке реактора ИРТ-М, вскипание дезактивирующей жидкости (четырехокиси азота) на поверхности ТВС осуществляли за счет тепловыделения в ТВС
при работе реактора на мощности. При этом с поверхности ТВС удалялось до 80 % активности радиоактивных отложений.
В качестве дезактивирующих жидкостей, на которых реализуется предлагаемый способ, использовали
воду, четырехокись азота N2O4, 10 % водный раствор НNО3 и т.д.
Испытания способа показали, что основная масса радиоактивных отложений с поверхности ТВС удаляется при кипении дезактивирующей жидкости в течение не менее 0,5 мин. Причем если для воды максимальный эффект наблюдается в течение 1 мин кипения, то для четырехокиси азота - 0,5 мин кипения. Увеличение
времени кипения свыше 1,5 мин не приводит к дальнейшему повышению количества удаляемых радиоактивных отложений и только увеличивает время реализации способа, что нецелесообразно. Если значение требуемого коэффициента дезактивации не достигнуто, необходимо вновь осуществить стадии пропитки
дезактивирующим раствором пористых слоев радиоактивного загрязнения на поверхности оборудования и
затем кипения раствора. Экспериментально установлено, что для полной пропитки требуется не менее 2 мин
выдержки дезактивируемого оборудования в дезактивирующей жидкости. Указанные операции пропитки и
кипения периодически повторяют до получения требуемого коэффициента дезактивации поверхности оборудования.
Конкретные значения временных параметров, при которых реализуется способ, зависят от вида используемой дезактивирующей жидкости, материала дезактивируемого оборудования, физико-химического состава радиоактивных отложений на поверхности оборудования, рабочих температур и давления
дезактивирующей жидкости. Так, при дезактивации поверхностей ТВС ядерного реактора, если использо2
BY 3321 C1
вать в качестве дезактивирующей жидкости не воду, как в приведенном описании примера 1, а четырехокись
азота, выдержку ТВС в пенале с дезактивирующей жидкостью производят в течение 2 мин, а кипение четырехокиси азота в пенале в течение 0,5 мин. При этом с поверхности ТВС за один цикл "разогревохлаждение" удаляется 60 % активности отложений - максимальное значение.
Если при реализации примера 1, когда в качестве дезактивирующей жидкости используется вода, выдержку ТВС в пенале производить в течение 1; 1,5; 2; 3 мин, то за один цикл разогрев-охлаждение с поверхности ТВС удаляется соответственно 20, 22, 40 и 45 % активности отложений, т.е. для эффективной
дезактивации требуется выдержка в течение не менее 2 минут, при этом при выдержке в течение 5 мин и более наблюдается максимальное удаление активности отложений, равное 50 %. Для четырехокиси азота, как
показано выше, эффективное удаление отложений достигается уже при 2 мин выдержке и затем практически
не изменяется.
Предложенный способ значительно повышает эффективность дезактивации и сокращает длительность
обработки по сравнению с химическим способом. Например, для удаления 80 % активности прочнофиксированных загрязнений с поверхности нержавеющей стали при химическом способе обработки в 10 % растворе
НNО3 требуется около 4 ч, а при реализации способа с кипением этого дезактивирующего раствора для достижения такой же степени очистки необходимое время обработки составляет менее 10 мин. Применение
способа позволяет значительно (до 10 раз) повысить эффективность дезактивации в случаях, когда глубинное загрязнение поверхности составляет значительную долю суммарного. Кроме того, дезактивацию можно
осуществлять с использованием менее концентрированных растворителей, что приводит к экономии реагентов и снижению стоимости переработки жидких радиоактивных отходов. Таким образом, предложенный
способ обеспечивает реализацию надежной и простой технологии дезактивации поверхности оборудования
при высокой эффективности.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
125 Кб
Теги
03321, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа