Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Рецептуры, используемые для дезактивации основных контуров ЯЭУ






Регенеративные процессы

 

Итак, в регенеративном процессе раствор постоянно регенерируется, проходя байпасным потоком через ионообменные смолы. Большинство радионуклидов и продуктов коррозии находится в растворе в виде катионов, и адсорбируются на катионите в H+-форме – восстанавливая, таким образом, кислотность раствора. Примеры запатентованных регенеративных способов дезактивации, применяемых за рубежом, приведены ниже.

 

CAN-DECON

CAN-DECON – процесс, разработанный для канадских тяжеловодных реакторов CANDU. Дезактивирующий раствор состоит из смеси лимонной (H3Cit), щавелевой (Н2С2О4) кислот и ЭДТА, общей концентрацией около 0.1% масс. В CANDU, где магнетит является основным оксидом, реагенты циркулируют при Т ~ 850С, от 24 до 75 часов.

Метод может быть реализован и на других типах реакторных установок:

BWR (boiling water reactor) – оксиды растворяются в пределах 12 ч, (Т ~ 90–1150С),

PWR (pressurized water reactor) – время процесса 2-8 ч, (Т ~ 90–1150С), при этом, обработке рецептурой CAN-DEСON предшествует окислительная обработка KМnO4 в щелочной или кислой среде.

Отечественными аналогами BWR и PWR являются реакторы РБМК и ВВЭР, соответственно.

 

Разбавленный CITROX (Dilute CITROX)

В данном процессе применяется смесь лимонной и щавелевой кислоты (H2C2O4 + H3Cit), концентрация менее 1%. Температура дезактивации ~ 900С. Процесс неоднократно использовался для дезактивации систем реакторов BWR и PWR: циркуляционных контуров, насосов, в трубчатке парогенераторов.

 

Нерегенеративные процессы

 

LOMI

В нерегенеративном способе LOMI (low oxidized metal ion – ион металла низкой степени окисления) используются низкие концентрации реагентов, основу рецептуры составляют два компонента:

1) ион металла в низкой степени окисления,

2) комплексообразующий лиганд.

Наиболее хорошо изученный реагент для метода LOMI – пиколинат ванадия V+2 (соль пиколиновой кислоты):

 

 

Пиколинат ванадия выступает в роли сильного восстановительного агента, и, что наиболее важно, имеет быструю кинетику обмена. Типичная рабочая концентрация – до 0.05% (масс.) V+2 и 0.6% пиколиновой кислоты. В качестве вспомогательного реагента может присутствовать муравьиная кислота.

Для отложений на нержавеющей стали, содержащих оксиды Cr, эффективность пиколината ванадия не очень высока, скорость реакции быстро уменьшается с повышением содержания хрома. В этом случае LOMI-процесс используется на второй, восстановительной стадии двухванной дезактивации. В первой (окислительной) " ванне" используется традиционная рецептура – перманганат калия в кислой или щелочной среде:

NP (nitric permanganate): HNO3 + KMnO4, или

AP (alkaline permanganate): NaOH + KMnO4.

Метод LOMI довольно широко используется за рубежом довольно широко, так как отличается очень низким коррозионным воздействием на конструкционные материалы.

 

ЕММА

ЕММА – окислительно-восстановительный способ дезактивации, разработанный для нержавеющей стали, проводится в две стадии:

1) окислительная – (0.1% KMnO4 + 0.13% HNO3 + 0.005% H2SO4), 15-20 ч, Т ~ 800С,

2) восстановительная – (0.1% аскорбиновой кислоты + 0.05% H3Cit), 5 ч.

В этой технологии на стадии восстановления используется аскорбиновая кислота, являющаяся сильным восстановителем.

 

CITROX

Вообще говоря, название CITROX объединяет набор дезактивирующих рецептур, применяемых в мировой практике дезактивации (в том числе отечественной) более 50 лет. Основные используемые реагенты – лимонная кислота H3Cit и щавелевая кислота H2C2O4; вспомогательные вещества – ингибиторы и ПАВы. Процессу зачастую предшествует окислительная обработка (KMnO4 в кислой (NP) или щелочной (АР) среде) – при таком варианте CITROX, как и LOMI, является второй, восстановительной стадией двухванного метода.

Концентрации рецептур варьируются в диапазоне 1–10% масс., температура дезактивирующего раствора ~ 800С. Метод используется для дезактивации различных типов сталей в США, Германии, Франции, Великобритании.


Рецептуры, используемые для дезактивации основных контуров ЯЭУ

Для дезактивации внутренних поверхностей оборудования основного контура используют как однованные, так и многованные процессы. Так, для однованных способов могут быть рекомендованы следующие рецептуры, применяющиеся в настоящее время на отечественных АЭС с РБМК-1000:

 

5% HNO3 + 10% H3PO4 + 2% H2C2O4,

10% H3PO4 + 2% ОЭДФК,

2.5% HNO3 + 5% H2C2O4.

 

В отечественной и мировой практике для дезактивации главного циркуляционного контура широко применяют различные варианты двухванного окислительно-восстановительного способа, когда на первой стадии в контур подается окислительный раствор (KMnO4 в щелочной либо кислой среде), а на второй – кислая восстановительная рецептура (см. описание выше).

 

При аварийном разрушении твэлов возникает необходимость удаления с контурных поверхностей продуктов деления и элементов топливной композиции. Дезактивирующие рецептуры при этом должны обладать высокой растворяющей способностью по отношению как к продуктам коррозии, так и к топливной композиции.

Одним из вариантов дезактивации в этом случае остается двухванный окислительно-восстановительный способ.

Однако, стандартные рецептуры, предназначенные для удаления оксидных пленок, могут оказаться недостаточно эффективными в подобных условиях. Поэтому для удаления компонентов топлива рекомендовано использование слабокислых оксалатных растворов с H2O2, с добавлением вспомогательных реагентов (эти рецептуры могут быть также использованы на 2-м шаге двухванного способа).

Так, предложено использование смеси Н2С2О4 + H2O2 в сочетании с надуксусной, глюконовой, винной, аскорбиновой кислотой, малеиновым ангидридом, и др.

Коррозия хромоникелевой нержавеющей стали SS-304 (ее отечественный аналог – 08Х18Н10Т) в данных условиях не превысила 4 мкм.

В России, к примеру, нашел применение следующий двухстадийный процесс с применением следующих реагентов:

 

1. 0.5% H2C2O4 + 0.25% малеинового ангидрида (15-20 ч., 90-95 0С),

2. добавление 0.2-0.3% Н­2О2 (75 0С, 4 ч.).

 

Цикл проводится несколько раз до достижения среднего Кд не менее 10. Необходимо учитывать, что на стадии введения Н2О2 может происходить значительное выделение радиоактивного йода, так как пероксид водорода инициирует реакцию окисления I ® I2, а I2, являясь летучим соединением, может попасть в рабочие помещения и окружающую среду, превращаясь в источник радиационной опасности для персонала и населения. Для улавливания йода требуется установка специальных угольных адсорберов.

Некоторые рецептуры, использованные для дезактивации главных контуров ЯЭУ, и эффективность их использования приведены в таблице 8.

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.009 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал