СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ КОНСТРУКЦИЙ АТОМНЫХ РЕАКТОРОВ Российский патент 1997 года по МПК G21F9/28 

Изобретение относится к физико-технологическим процессам дезактивации конструкций атомных реакторов, выведенных из эксплуатации или поставленных на профилактический процесс снижения уровня фонового излучения для последующего продолжения их использования.

Известны направления развития процессов дезактивации агрегатов и узлов атомных реакторов, наиболее представительным и близким по физико-технологической сущности является способ дезактивации конструкций атомных реакторов, включающий воздействие на конструкцию рабочими агентами и последующую контейнеризацию и захоронение радиоактивных отходов.

Существенными и очевидными недостатками этого способа являются низкая эффективность процесса дезактивации, запыление рабочей площадки пылевидными и наиболее опасными радиоактивными отходами ввиду использования в качестве агента газовых струй с абразивными добавками, истирание которых вносит дополнительные отрицательные последствия в экологические характеристики процесса дезактивации, что требует проведения дополнительных работ по пылеподавлению рабочей площадки, дополнительных затрат времени, энергии и ставит известный способ в число непривлекательных с коммерческой и экологической сторон, как не гарантирующий возврат конструкции атомного реактора к использованию в основном процессе.

Технический результат от использования данного изобретения заключается в повышении эффективности и экологической чистоты процесса дезактивации конструкций атомных реакторов при повышении культуры осуществления всех технологических операций, гарантирующих возврат дезактивированной конструкции к использованию в основных процессах выработки энергии.

Этот технический результат достигается в способе дезактивации конструкций атомных реакторов, включающем воздействие на конструкцию рабочими агентами и последующую контейнеризацию и захоронение радиоактивных отходов, за счет использования в качестве рабочих агентов агрессивного раствора кислот и электрического потенциала, при этом в полость конструкции помещают токонесущий электрод или охватывают конструкцию токонесущим электродом, в зазор между конструкцией и электродом подают агрессивный раствор кислот, конструкцию и электрод соединяют с источником тока, образуя анодно-катодную пару, снимаемый с поверхности конструкции радиоактивный материал накапливают на электроде и по мере его накопления удаляют электрод от конструкции и освобождают его от радиоактивных отходов.

При этом используют электрод, покрытый пленкой кислотостойкого полимера, имеющего каверны.

А радиоактивные отходы, выпавшие в осадок, удаляют гидродинамическим потоком агрессивного агента.

Преимущественно в качестве электрода используют герметизированное полое тело герметичную емкость или герметизируемые захваты.

Способ дезактивации конструкций атомных реакторов поясняется описанием установки для его осуществления, показанной на фигурах, где на фиг. 1 показан общий вид установки и ее технического оснащения; на фиг. 2 процесс дезактивации конструкции снаружи объема; на фиг. 3 деталь корпуса конструкции и установки; на фиг. 4 узел для обработки участка конструкции; на фиг. 5 сечение по А-А на фиг. 1.

Процесс осуществления способа дезактивации конструкций атомных реакторов излагается со ссылкой на установку для его реализации, где конструкция атомного реактора 1, в частности монжюс, имеющий верхнюю горловину 2 приема слива радиоактивных отходов и нижний патрубок 3 отвода слива, упругоподатливый направляющий рукав 4, через который вводят токонесущий электрод 5, выполненный в виде объемной сетки из углеродного волокна (или других композитных материалов), натянутый на эластичную емкость 6. Для фиксирования заданного зазора между электродом 5 и стенкой конструкции 1 на сетке электрода закреплены изоляторы 7, образующие зазоры 8 для рабочего агента.

Электрод защищен пленкой 9 из кислотостойкого полимера.

Рабочий агент, в качестве которого используют агрессивный раствор кислот, подают по трубе 10, с которой соединен токонесущий кабель 11, один полюс которого соединен с конструкцией, другой с электродом 5, образуя анодно-катодную пару.

Труба 10 выполнена коаксиальной наружная 12 и внутренняя 13, из которой рабочий агент подают по трубкам 14 в зазор 8.

Рукав 4 является также герметизирующим имеет кольцевой уплотнитель 15 и кольцевой уплотнитель 16, организующих герметизацию рабочего пространства и направленный отвод газов по патрубку 17 на фильтры. На стенках конструкции закреплены акустические генераторы 18, предназначенные для снятия местных отложений на стенках конструкции, при этом используют еще и рабочий орган (фиг. 4) 19 в виде трубки с соплом, через которое на пятно РАО подают агрессивный раствор кислот и электроразрядное напряжение на электроды 20.

Контроль уровня, смену части рабочего агента ведут через трубопровод 10, используя его коаксиальную конструкцию трубы 12 и 13 и перфорации 21 в трубе 12 осуществляют циркуляцию агента в зазоре 8.

При дезактивации наружной стенка конструкции 22 (фиг. 2) токонесущим электродом 5 охватывают ее снаружи, создавая пару анод-катод.

Способ дезактивации конструкций атомных реакторов осуществляют следующим образом. При основной работе конструкция реактора 1 подвергалась заражению радиоактивными веществами ввиду изотопно-обменных диффузных процессов, что привело к наведенной и остаточной радиоактивности материала конструкции 1. Для выполнения процесса ее дезактивации в полость конструкции 1 (фиг. 1, 3) вводят объемный сетчатый электрод 5 или, при дезактивации наружной стенки конструкции, ее снаружи захватывают этим электродом 5 (фиг. 2). В зазор 8 между электродом 5 и стенкой конструкции 1 подают агрессивный раствор кислот, стенку конструкции 1 и электрод 5 соединяют с источником тока, образуя анодно-катодную пару, что организует процесс электрохимического переноса частиц от корпуса 1 на электрод 5, образуя осадок (накопление) радионуклидов на поверхности электрода. Для удобства освобождения электрода 5 от накопленных частиц, одетый на него защитный экран покрытие из пленки кислотостойкого полимера 6, снимают вместе с радиоактивными отходами, сворачивают, контейнеризуют и подвергают захоронению.

Выпавшие в осадок на дно полости конструкции 1 (фиг. 1) радиоактивные отходы удаляют потоком агрессивного агента и отводят на контейнеризацию через патрубок 3.

При объеме конструкции 12-15 м³ и заполнении зазора 8 1,5 м³ агрессивным раствором кислот (например, азотной и фтористой), при расходе электроэнергии: ток 5 кА, напряжение 36 В, мощность 126 кВт при ведении процесса в течение 3-х суток на электроде 5 накапливают 1,5 м³ высокоактивных отходов, полностью освобождая рабочие поверхности конструкции от радиоактивного сверхнормативного фона. Это свидетельствует о высокой эффективности данного изобретения, экологической чистоте и культуре технологии, гарантирующих возврат дезактивированной конструкции в основные процессы его прямого использования.

Использование: атомная техника. Сущность заключается в том, что воздействуют на конструкцию атомного реактора рабочими агентами, в качестве которых используют раствор кислот и электрический потенциал. 3 з. п. ф-лы. 5 ил.

1. Способ дезактивации конструкций атомных реакторов, включающий воздействие на конструкцию рабочими агентами и последующую контейнеризацию и захоронение радиоактивных отходов, отличающийся тем, что в качестве рабочих агентов используют агрессивный раствор кислот и электрический потенциал, при этом в полость конструкции помещают токонесущий электрод или охватывают конструкцию токонесущим электродом, в зазор между конструкцией и электродом подают агрессивный раствор кислот, конструкцию и электрод соединяют с источником тока, образуя анодно-катодную пару, снимаемый с поверхности конструкции радиоактивный материал накапливают на электроде и по мере его накопления удаляют электрод от конструкции и освобождают его от радиоактивных отходов. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют электрод, покрытый пленкой кислотостойкого полимера, имеющего каверны. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что радиоактивные отходы, выпавшие в осадок, удаляют гидродинамическим потоком агрессивного агента. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве электрода используют герметизированное полое тело герметичную емкость или герметизируемые захваты.