ОАО АЭР: В. И. Аксенов, А. А. Кадников, А. Г. Шастин УрФУ: С. Е. Щеклеин, Ю. Е. Немихин, К. И. Давыдов

Кислотно-абразивная дезактивация - один из методов дезактивации отверждаемыми растворами, которые в настоящее время разрабатываются в ОАО «АТОМЭНЕРГОРЕМОНТ» совместно с Уральским Федеральным университетом. Преимуществами дезактивации отверждаемыми растворами являются: Высокий коэффициент дезактивации (до естественного фона) Высокая производительность Дезактивирующий раствор после выполнения дезактивации превращается в стойкую твердую матрицу для хранения радионуклидов Отпадает необходимость специальных емкостей для хранения жидких радиоактивных отходов Значительное упрощается технологический процесс Существенное снижение энергоемкости

Кислотно-абразивная дезактивация – динамическая дезактивация водным раствором кислоты с абразивом и различными добавками. Ниже приводится описание результатов работ, выполненных с применением водного раствора фосфорной кислоты, речного песка и диатомита. Дезактивация может производиться струей или прокачкой суспензии по трубам.

Кислота реагирует с оксидными отложениями на поверхности дезактивируемого оборудования и разрыхляет их, абразив удаляет отложения с поверхности, а частицы диатомита их сорбируют. Поскольку диатомит более чем на 80% состоит из оксида кремния, который не реагирует с фосфорной кислотой, вся кислота расходуется лишь для очистки поверхности, поэтому раствор может использоваться многократно.

Поскольку влажность суспензии составляет 65 – 75%, то после дезактивации ее подвергают предварительному сгущению. Предварительное сгущение может производиться различными способами, например, ультразвуком или отстаиванием. После сгущения суспензия подвергается отверждению.

Для выполнения исследований указанного метода дезактивации был изготовлен экспериментальный стенд, на котором вручную можно испытывать как способ струи, так и способ прокачки: 1-ванна; 2-очищаемая поверхность; 3-сопло; 4-гибкий шланг; 5-насос; 6-емкость с дезактивирующей жидкостью; 7-слив.

.

1 - бак; 2 – дезактивируемая трубка; 3 – сопло; 4 - гибкий шланг; 5 - насос; 6 - дезактивирующая жидкость.

Даже простая обмазка поверхности суспензией и последующее ее удаление после высыхания позволяют получить коэффициент дезактивации равный семи - десяти (проводилась на БАЭС). В динамике же коэффициент дезактивации возрастет на порядки. Подтверждением этому являются результаты исследований, выполненных на экспериментальном стенде. В качестве имитатора р/а загрязнений использовалась защитная оксидная пленка на поверхности стальных листов, а также коррозионный слой на внутренней поверхности труб, где была не только застарелая ржавчина, но и язвенная коррозия. 1 – до дезактивации 2 – дезакт. 4 мин 3 – дезакт. 8 мин 1 2 3

За 4 минуты прокачки суспензии через трубку со скоростью всего 1 м/сек был полностью удален слой ржавчины на «здоровом» металле, следы ржавчины остались лишь на дне язв. Через 8 минут прокачки коррозионные отложения были удалены и со дна практически всех коррозионных язв. Кроме того, внутренняя поверхность трубы покрылась защитным слоем фосфатов. Если же скорость прокачки жидкости увеличить в 5 – 6 раз, то почти во столько же раз возрастет и скорость очистки.

Полученные результаты позволяют с высокой степенью достоверности утверждать, что этот метод позволит выполнить дезактивацию трубных пучков демонтированных парогенераторов. Степень дезактивации данного метода будет не ниже ультразвукового, который испытывали на образцах трубок, вырезанных из демонтированного ПГ НВАЭС, образцы были дезактивированы до естественного фона. Дезактивация будет производиться прокачкой суспензии через трубки из одного коллектора в другой одновременно через 100 – 200 трубок, время дезактивации составит 2 – 3 смены, количество РАО в твердом виде не превысит 200 – 250 кг.

1 - заглушка 2 - коллектор 3 - манипулятор 4 - насос 5 - дезактивирующая суспензия

Для выполнения такой дезактивации должна быть создана специальная установка, возможная конструкция которой схематически представлена на рисунке: 1 – лебедка передвижная; 2 – сопло с защитным кожухом; 3 – насос; 4 – дезактивирующий раствор Дезактивация корпуса данной установкой будет выполнена за 1,5 – 2 суток непрерывной работы.

Установка состоит из подвижной лебедки, способной перемещаться по окружности главного разъема реактора, сопла с защитным кожухом, насоса, погруженного в дезактивирующий раствор, залитый на днище реактора. Работает установка следующим образом: в корпус реактора заливается дезактивирующий раствор в объеме 6 – 7 м³, и устанавливается насос для подачи раствора. При включении насоса в работу раствор по шлангу поступает к сопловому устройству, где под динамическим воздействием струи, химическим взаимодействием кислоты с оксидами на поверхности корпуса и сорбции частицами диатомита радионуклидов, происходит дезактивация поверхности.

Лебедка при помощи каната, на котором укреплено сопло, производит его перемещение в вертикальном направлении по всей высоте корпуса реактора, производя дезактивацию полосы шириной 250 – 300 мм. После этого лебедка перемещается на 250 мм по окружности корпуса, производится дезактивация следующей полосы, и т. д. до завершения полного оборота по окружности главного разъема. По завершению дезактивации отработанный раствор перекачивают в специальную емкость и транспортируют на установку для перевода в твердое состояние.

При отстаивании все радионуклиды остаются в густой части раствора (сорбирующиеся свойства диатомита). Удаленная вода может использоваться на технологические нужды.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ 2010