ОАО АЭР: В. И. Аксенов, А. А. Кадников, А. Г. Шастин УрФУ: С. Е. Щеклеин Дезактивация отверждаемыми растворами. Кислотно-абразивная дезактивация.

Разделение методов на три класса по основному фактору, оказывающему дезактивирующее воздействие, достаточно условное, так как их можно комбинировать, например, ультразвук может использоваться в кислотно-абразивных методах при необходимости повышения их эффективности (дезактивация поверхностей с кавитационными или коррозионными повреждениями).

Ультразвуковая дезактивация, если правильно ее использовать, по эффективности не уступает электрохимической, а во многом ее и превосходит. Особенно эффективно используются возможности ультразвука при дезактивации отверждаемыми растворами.

Компоненты раствора подбираются не только из соображений наибольшей эффективности и производительности дезактивации, но и из соображений получения наиболее стойкой к внешним воздействиям образующейся из него твердой матрицы. На стойкость матрицы оказывают влияние физические и химические процессы, которые происходят в процессе дезактивации и отверждении раствора.

Прочность керамики, изготовленной из глины, подвергнутой облучению ультразвуком более чем в 2 раза превышает прочность керамики из такой же глины, но не подвергавшейся облучению. Подобные результаты получены для диатомитовых и комбинированных (глина + диатомит) суспензий. Ультразвук в данном случае играет двойную роль – выполняет дезактивацию, одновременно упрочняя будущую матрицу.

Изменение объема отходов под воздействием ультразвука и режима термообработки

Кислотно-абразивная дезактивация – динамическая дезактивация с применением специальных суспензий, представляющих собой водные растворы кислоты с добавлением некоторых минералов, обладающих сорбирующими и абразивными свойствами и способными либо под воздействием температуры, либо химической реакции, образовывать твердую матрицу. Дезактивация может производиться струей или прокачкой суспензии по трубам.

Способ струи 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. Способ прокачки

Кислота реагирует с оксидными отложениями на поверхности дезактивируемого оборудования и разрыхляет их, абразив удаляет отложения с поверхности, а частицы минералов их сорбируют. Раствор может использоваться многократно. После выполнения дезактивации отработанный раствор направляется на отверждение.

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 в фосфатную керамику.

В экспериментах в качестве имитаторов 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 трубу со скоростью 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. Если же скорость прокачки жидкости увеличить, то во столько же раз возрастет и скорость дезактивации.

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

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.

Преимущества методов дезактивации отверждаемыми растворами Высокий коэффициент дезактивации (до естественного фона). Высокая производительность. Дезактивирующий раствор сразу после выполнения дезактивации превращается в стойкую твердую матрицу для хранения радионуклидов. Отпадает необходимость специальных емкостей для хранения жидких радиоактивных отходов. Значительное упрощение технологического процесса. Существенное снижение энергоемкости.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ 2012