Дезактивация контурного оборудования

К съемному контурному оборудованию АЭС с реакторами с водой под давлением и кипящего типа относят различные узлы н устройства, которые в процессе длительной эксплуатации должны периодически подвергаться осмотру, ремонту или замене. Оборудованием таково вида являются, например, выемные части главных циркуляционных насосов, главных запорных задвижек, приводы органов регулированная реактора, различная арматура, датчики контрольно-измерительных приборов и т.п.

Все это оборудование необходимо дезактивировать перед проведением ремонтов или осмотров.

Радиоактивное загрязнение съемного контурного оборудования обусловлено длительным контактом с теплоносителем первою контура и характеризуется наличием на поверхностях слоя активированных продуктов коррозии. Дезактивацию съемного оборудования в зависимости от его размеров и конструктивных особенностей можно производить различными способами, в том числе погружным. струйным. электролитическим и т.п.

Ванны дезактивации

 

Наибольшее распространение для дезактивации съемного контурного оборудования получили ванны погружного типа, оснащенные средствами подогрева и перемешивания растворов, вентиляционным отсосом, контрольно-измерительными приборами. Нагрев ванн производят с помощью электронагревателей, паровых змеевиков или паровой рубашки, а также острым паром, подаваемым непосредственно в моющий раствор.

Для перемешивания в ваннах предусмотрены механические мешалки, насосы, паровой или воздушный барботаж и т.п. В корпусе ванн имеются штуцера для подвода ноющих растворов, промывочной воды и слива отработанных растворов. Ванна оборудуется герметично закрывающейся крышкой. Процесс дезактивации осуществляется под небольшим разрежением (10-30 мм вод. ст.). создаваемым с помощью вентиляционного отсоса, Объемы ванн могут быть до нескольких кубических метров в зависимости от размеров обмываемых изделий. Загрузку крупногабаритных деталей производят с помощью подъемно-транспортных механизмов.

На ряде зарубежных АЭС, в том числе АЭС «Гарильяно», ванны используют для дезактивации рабочих колес циркуляционных насосов. Объем таких ванн около 1,5 м³. Они оборудованы механическими мешалками и электронагревателями мощностью от 6 до 30 кВт. Процесс дезактивации ведется двухванным способом при температуре 90° С в течение 20 ч и более. Достигаемые коэффициенты дезактивации находятся в пределах 10-200. Значительной интенсификации процесса достигают, используя ультразвук, что позволяет сократить время дезактивации в 2-5 и более раз.

Применяемые ультразвуковые ванны оборудованы встроенными в корпус (днище или стенки) магнитострикционными или пьезокерамическими преобразователями и комплектуются ультразвуковыми генераторами мощностью 1,6-10 кВт. Дезактивация оборудования производится в частотном диапазоне 18-40 кГц с удельной интенсивностью излучения 0‚5-1,5 Вт/см².

Ультразвуковые ванны оборудуют также нагревателями, устройствами для загрузки и перемещения деталей (вращающийся барабан), устройствами для фильтрования растворов и другими приспособлениями. Объем ванн составляет 40-150 л и более.

Для дезактивации используют те же десорбирующие растворы, что и для погружных ванн, однако время обработки сокращается до 10-15 мин. Наиболее эффективно применение ванн такого типа для обработки малогабаритных деталей, на поверхности которых имеются труднорастворимые отложения. Схема ультразвуковой ванны изображена на рис 6.1.1.

 

Наряду с ультразвуковыми применят ванны электрохимической дезактивации. В этом случае используется эффект анодного растворения, травления или электрохимической полировки металла. Конструктивно эти ванны выполнены аналогично гальваническим. Режим обработки и рецептуры электролитов подбирают в зависимости от материала деталей и условий проведения дезактивации.

Электрохимической дезактивации обычно подвергаются детали относительно простой формы, так как деталям со сложной конфигурацией очень трудно подобрать соответствующий их форме катод. Несоблюдение этого условия приводит к неравномерному съему металла с поверхности обрабатываемых деталей.

Для дезактивации деталей сложной конфигурации с наличием отверстий, пазов и т.п. предназначены ванны струйного типа. Принцип действия такой ванны заключается в том, что на вращающемся столе, установленном внутри ванны, закреплена дезактивируемая деталь, на которую направляются струи десорбирующего раствора, подаваемого под повышенным давлением. Для удобства обработки сопла выполнены поворотными. Наблюдение за процессом осуществляется через смотровые окна. Дезактивирующий раствор внутри ванны циркулирует по замкнутой схеме. Вращение поворотного стола обеспечивается с помощью турбинного колеса, на которое направлены струи циркулирующего раствора. Общий вид струйной ванны показан на рис. 6.1.2.

На АЭС могут использоваться ванны специального назначения: например, целесообразно создание аппарата для дезактивации выемной части ГЦН. Такая ванна представляет собой цилиндрический сосуд с коническим днищем и съемной крышкой, в нижней части которого расположен змеевик для парового обогрева. Кроме того ванна оборудована барботером для перемешивания растворов сжатым воздухом, необходимыми штуцерами и контрольно-измерительными приборами (рис. 6.1.3, а).

 

 

Выемная часть ГЦН краном устанавливается своим фланцем на специальное опорное кольцо, размещенное внутри корпуса ванны, после чего закрывают крышку и приступают к проведению процесса дезактивации.

Другой вид ванн специального назначения - ванна для дезактивации приводов СУЗ реактора. Она изготавливается соответствии с размерами приводов и имеет длину порядка 10 м и диаметр 150-200 мм. В ней предусмотрено устройство для центровки и закрепления привода во время дезактивации. Кроме того, она оборудуется крышкой, устройствами для приема и выдачи растворов, средствами подогрева (паровой змеевик) и перемешивания (воздушный барботер), контрольно-измерительными приборами. В ванне может быть установлено струйное устройство для промывки привода после дезактивации (рис. 6.1.3, б).

Циркуляционный стенд

 

Различное оборудование (теплообменники, малогабаритные емкости и др), которое по соображениям целесообразности не может быть разобрано на отдельные детали и узлы, дезактивируется на специальном циркуляционном стенде. Принципиальная схема циркуляционного стенда включает баки для приготовления десорбирующих растворов, оборудованные паровым обогревом и имеющие биологическую защиту; насос для циркуляции моющих растворов по отмываемому тракту; поддон, на котором устанавливается дезактивируемый объект. Кроме того, стенд оборудуется необходимыми контрольно-измерительными приборами и арматурой.

Работа стенда заключается в следующем. Дезактивируемое оборудование устанавливают на поддоне и присоединяют трубопроводами или резиновыми шлангами к линиям подачи и выдачи десорбирующего раствора. Чаще всего такое оборудование дезактивируется окислительно-восстановительными растворами двухванного метода. В соответствии с этим в двух баках раздельно приготавливают оба десорбирующих раствора. В третьем баке находится промывочная вода. Дезактивация ведется поочередной циркуляцией горячих десорбирующих растворов с промежуточной промывкой водой. Схема циркуляционного стенда изображена на рис. 6.2.1.

 

 

 

Другой возможный вариант циркуляционного стенда представляет собой установка дезактивации парогенераторов энергоблока ВВЭР-440. Установка разработана в ГДР и предназначена для дезактивации отдельного парогенератора, отсеченного от коммуникации первого контура. В состав установки входят бак для приготовления дезактивирующих растворов, циркуляционный насос, запорные органы для трубопроводов Ду500, соединительные коммуникации, арматура и другие вспомогательные детали (рис. 6.2.2).

При монтаже установки первоначально производится отсечение парогенератора от первого контура с помощью специальных заглушек. Затем к верхней части «холодного» п «горячего» коллектора подсоединяется циркуляционный насос. Монтируется бак для приготовления дезактивирующих растворов. Работа установки осуществляется следующим образом: предварительно осушенный по первому контуру парогенератор заполняется из бака приготовленным раствором, после чего включается насос, создающий циркуляцию раствора в трубчатке парогенератора со скоростью не менее 0.1 м/с. Подогрев системы производится горячей водой со стороны второго контура. Удаление отработавших дезактивирующих растворов и промывных вод осуществляется с помощью сжатого воздуха.

 

 

Аналогичный способ применяли при дезактивации парогенераторов II и III блоков НВАЭС. Применение этой установки для дезактивации ПГ на АЭС «Козлодуй» показало хорошие результаты. При дезактивации коллекторов с помощью двух циклов двухванного метода Кд составил 40-100.

В настоящее время проблема дезактивации отдельного парогенератора энергоблока ВВЭР-400 решается иным способом. Для этого создана специальная установка, представляющая собой погружной электронасос с разделительной диафрагмой, который устанавливается в одном из коллекторов парогенератора. Кроме насоса, установка включает бак для приготовления растворов. отсекающие диафрагмы для «холодного» и «горячего» трубопроводов и другие вспомогательные детали. В один из коллекторов опорожненного парогенератора вставляется насосное устройство, при этом происходит одновременное отсечение коллектора от трубопровода первою контура. Разделительная диафрагма, укрепленная на насосе, делит коллектор на две половины. Другой, холостой, коллектор также отсекается специальной уплотнительной диафрагмой от трубопровода. Одновременно в центральном зале устанавливают бак для приготовления реагентов, который гибким рукавом соединяют со штуцером на крышке холостого коллектора. Парогенератор по первому контуру заполняется дезактивирующим раствором. При работе погружного насоса в нижней половине коллектора происходит всасывание дезактивирующего раствора, а в верхней - нагнетание. что обеспечивает циркуляцию раствора через трубный пучок парогенератора со скоростью около 0,7 м/с.

Подогрев дезактивирующих растворов производится горячей водой, подаваемой во второй контур парогенератора. Удаление отработавших растворов и промывных вод осуществляется с помощью сжатого воздуха, подводимого через штуцер на крышке холостого коллектора. Принципиальная схема устройства для дезактивации парогенераторов показана на рис. 6.2.3.

На практике дезактивацию парогенератора проводят в два цикла двухванным методом с промежуточной отмывкой конденсатом, причем между циклами рабочее и холостое устройства меняют местами. Эффективность дезактивации, достигаемая при использовании описанного устройства, достаточно высока. Опыт использования этой установки для дезактивации ПГ АЭС с ВВЭР-440 показывает, что за два цикла двухванной обработки К_д горячего коллектора составил 49, холодного коллектора - 25, трубчатки - 62.