ОАО «ОКБМ Африкантов», г. Нижний Новгород, Россия

К энергоблокам АЭС с современными РУ наряду с повышенными требованиями надежности, экономичности и конкурентоспособности предъявляются и повышенные требования безопасности. Одним из принципов, заложенных в требование безопасности является пассивный принцип систем безопасности.

Системы пассивного отвода тепла (СПОТ ЗО и СПОТ ПГ), разработанные для проекта АЭС-2006, предназначены для отвода тепла через парогенератор и от защитной оболочки при обесточивании и других исходных событиях, требующих их срабатывания, конечному поглотителю.

Для ряда энергоблоков, создаваемых по проекту АЭС-2006 была выбрана водяная система пассивного отвода тепла.

В основу технической концепции при разработке теплообменного оборудования данной СПОТ было положено:

- минимизация трудоемкости и сроков изготовления теплообменников;

- максимальное использование освоенных технологических процессов и материалов;

- минимизация объема монтажных работ;

- обеспечение требуемого уровня безотказной работы.

Наиболее оптимально данные требования реализуются при конструктивном исполнении теплообменников в виде набора необходимого количества однотипных унифицированных теплообменных элементов. В качестве теплообменного элемента, обеспечивающего отвод тепла от системы конечному поглотителю, выбрана гладкая труба из стали аустенитного класса. В докладе рассмотрены характеристики и особенности конструкций теплообменников СПОТ, а также основные результаты испытаний полномасштабной модели контура охлаждения СПОТ ЗО.

ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО VUV / UV / O ₃ / H ₂ O ₂ СПОСОБА ДЕСТРУКЦИИ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ И МЕТОДА УДАЛЕНИЯ КИСЛОРОДА ИЗ КОНДЕНСАТА

С.В.Изюмов, В.Ф.Чабак*⁾; Е.Ю.Щекотов, Д.Е.Щекотов**; И.В.Кочетов, А.П.Напартович;***⁾В.Ф.Тяпков****⁾, В.П.Поваров, М.Г.Щедрин, С.А.Воробьев,*****⁾

*)    НИЦ «Курчатовский институт»

**) ИТЦ «Комплексные исследования»

***) ГНЦ РФ ТРИНИТИ

****) ОАО «ВНИИАЭС»

*****) Нововоронежская АЭС

Введение. Для подготовки технической воды в промышленности используется метод, основанный на испарении и конденсации воды, имеющей загрязнения неорганическими и органическими соединениями. Для дальнейшего применения этого конденсата, как правило, требуется снижение концентрации общего органического углерода (ТОС) от 1-4 мг/дм3 до 100-500 мкг/дм3, а также уменьшение концентрации кислорода до 20 мкг/дм3.

Методы. Целью настоящей работы было исследование и оптимизация метода удаления органических соединений из конденсата с использованием комбинированных VUV/UV/O3/H2OАОР. Исследования проводились на пилотной установке, имевшей скорость обрабатываемого потока около 4 м3/час. Использовалось 5 VUVгенераторов ОН-радикалов и озона на базе эксимерных ксеноновых ламп вакуумного спектрального диапазона (172 нм) с накачкой импульсным барьерным электрическим разрядом мощностью 120 Вт. Полая эксимерная лампа VUV генератора позволяет получать до 4 г/час озона и генерировать ОН-радикалы в воде. В качестве UVисточника применялась ультрафиолетовая установка с ртутными ультрафиолетовыми лампами низкого давления суммарной мощностью излучения 600 Вт (254 нм). Дозирование перекиси водорода осуществлялось в диапазоне от 1 до 100 мг/дм3. Установка работала автоматически в режиме проточного реактора и реактора с рециркуляцией с баком емкостью 2,3 м3. Для нейтрализации О3, О2 и Н2О2 применялся палладиевый катализатор, нанесенный на анионит АВ-17-8 ЧС. Нейтрализация кислорода осуществлялась при дозировании в обработанную воду водорода, получаемого с помощью электролизера. Производительность электролизера – 16 дм3/час водорода. В экспериментах измерялись рН раствора, ТОС, концентрация О2 в воде, электропроводимость, температура и давление конденсата. Для оптимизации VUV-генератора по производительности озона разработана численная модель процесса образования О3 с учетом влажности в воздухе и кислороде при использовании эксимерной (172 нм) и ртутной лампы с одновременной генерацией на длинах волн 185 нм и 254 нм.

Результаты. Исследования показали, что комбинированный VUV/UV/O3/H2O процесс является эффективным средством удаления ТОС из конденсата. В проточном режиме работы реактора с расходом 3,96 м3/час достигнута степень деструкции органических соединений > 50% при концентрации перекиси водорода ~60 мг/дм3. В режиме рециркуляции при полном объеме воды в установке 2,3 м3 за 200 минут достигнута концентрация ТОС 67 мкг/дм3, при начальной концентрации ТОС 640 мкг/дм3 (~ 90% деструкция). Удаление органики сопровождается падением значения параметра рН, который при деструкции 90% постепенно восстанавливается к начальному значению. Замедление скорости разложения органики в режиме рециркуляции при деструкции >90%, как показывают модельные эксперименты, проводившиеся с различными органическими соединениями, в том числе с конденсатом, связано с образованием муравьиной и уксусной кислот, имеющих на 2 порядка меньшую константу скорости реакции с ОН-радикалом, чем тяжелые органические молекулы. При требовании снижения концентрации кислорода в обработанном растворе целесообразно работать в режиме с постепенным снижением концентрации перекиси водорода от 50 мг/дм3 вначале до 2 мг/дм3 в последней фазе окисления. На палладиевом катализаторе объемом 30 дм3 при скорости протока обработанного раствора через фильтр 0,36 м3/час с реализованной системой растворения водорода получено снижение концентрации кислорода до 100 мкг/дм3. Расчетная модель процесса генерации озона при воздействии VUV излучения ксеноновой и ртутной ламп дали хорошее соответствие концентрации озона и производительности его генерации с учетом скорости протока и концентрации паров воды для воздуха и чистого кислорода.