УСТАНОВКА ДЛЯ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ДЕЗАКТИВАЦИИ ОБОЙМЫ ВЕРХНЕГО ТРАКТА УРАН-ГРАФИТОВЫХ ЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ Российский патент 1997 года по МПК G21F9/34 

Предложенное техническое решение относится к технике эксплуатации станций и предназначено для дезактивации отдельных конструкций аппарата при проведении ремонтных работ на канальных аппаратах типа РБМК 1000 и 1500.

Известно устройство для электрохимической дезактивации активированных продуктами коррозии конструкционных элементов аппарата, содержащее ванну, заполненную электролитом, и подключенные к источнику постоянного тока токоподводами катод и анод. При этом по схеме анода включено дезактивируемое изделие [1]
Недостатком известного устройства является недостаточно глубокая при всех прочих равных условиях степень дезактивации, что объясняется разной степенью электропроводности основного металла (анода) и локальных, в виде бляшек и чешуйчатых наслоений, железоокисных отложений радиоактивных продуктов коррозии конструктивных элементов реактора. При этом электрическое сопротивление железоокисных отложений многократно превышает сопротивление материала анода и на границе металл коррозионная бляшка развиваются чрезвычайно малые токи, которые могут лишь ослабить связь бляшки с основным металлом, но для полного ее растворения или полного отслоения необходимо значительное время, исчисляемое не в минутах, как указано в источнике [1] а во многих часах. Кроме того, необходима высокая плотность тока, что делает процесс дезактивации энергоемким.

Задачей настоящего технического решения является сокращение времени и энергозатрат на глубокую дезактивацию.

Поставленная задача решается за счет того, что установка для электрохимической дезактивации обоймы верхнего тракта уран-графитовых атомных реакторов, содержащая помещенные в заполненную электролитом ванну и соединенные токоподводами с источником постоянного тока катод и включенную по схеме анода обойму, снабжена устройством подачи обмывочной воды под высоким давлением, выполненным в виде расположенного над зеркалом электролита и установленного соосно обойме кольцевого коллектора с радиально расположенным к обойме и под острым углом к зеркалу электролита форсунками, а катод выполнен в виде концентрично расположенных к обойме внутренней и внешней труб, обращенных открытым торцем к кольцевому коллектору и имеющего с противоположного конца на внешней трубе торцевую опору, причем внутренняя труба соединена через торцевую опору с кольцевым коллектором, а на ее открытом торце установлена форсунка устройства обмывочной воды, при этом токоподвод к обойме выполнен в виде смонтированного на торцевой опоре и изолированного от катода вертикального радиально разжимного патрона с обращенным вершиной к зеркалу электролита внутренним опорным конусом, а на внутренней и внешней трубах катода установлены центраторы обоймы.

При этом целесообразно торцевую опору выполнить лучевой со сквозными окнами, а все форсунки устройства обмывочной воды расположить над зеркалом электролита.

На фиг.1 представлен общий вид установки электрохимической дезактивации обойм; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез Б-Б на фиг.1.

Установка электрохимической дезактивации, обоймы верхнего тракта уран-графитовых атомных реакторов состоит из заполненной электролитом ванны 1 с помещенными в ее полость катодом и анодом. Анодом является подлежащая дезактивации обойма 2, которая подключена к положительному полюсу источника постоянного тока (не показан), а катод к отрицательному. Установка снабжена устройством 3 подачи на обойму обмывочной воды под высоким давлением (600 - 700 кг/см²), выполненным в виде расположенного под зеркалом электролита и установленного соосно с обоймой 2 кольцевого коллектора 4 с радиально расположенными по отношению обоймы 2 форсунками 5. Форсунки 5, кроме того, расположены под острым углом к зеркалу электролита. Катод выполнен в виде двух труб 6 и 7, расположенных концентрично обойме 2. При этом труба 6 опирается на косынки ванны фланцами и является по отношению к обойме 2 внешней, а труба 7 внутренней. Обе трубы катода обращены открытым торцем к кольцевому коллектору 4, а внешняя труба 6 с противоположной стороны имеет лучеобразную торцевую опору 8 (фиг.2) со сквозными окнами "B" (фиг.3) для циркуляции электролита и удаления шламовых отложений с обоймы. Внутренняя труба 7 (фиг.2) пропущена сквозь торцевую опору 8, изогнута на 180^o и концом своего вертикального участка соединена с кольцевым коллектором 4, а к открытому торцу внутренней трубы 7 (фиг.1) прикреплена форсунка 9, расположенная над зеркалом электролита и конструктивно идентичная форсункам 5.

На внутренней поверхности внешней трубы 6 и на наружной поверхности внутренней трубы 7 катода закреплены центраторы 10 обоймы 2, выполненные из диэлектрического материала и имеющие радиальные пазы для гидрообмена электролита и удаления образовавшихся газов.

Токоподвод от источника постоянного тока к катоду осуществляется шиной 11, прикрепленной к фланцу внешней трубы 6. К этому же фланцу прикреплена через отвод 12 и внутренняя труба 7 катода.

Токоподвод к аноду т.е. обойме 2 осуществляется шинопроводом 13 в оболочке, изолированным диэлектрической втулкой 14 от фланца внешней трубы 6 катода, через пластину 15 в оболочке к внутреннему опорному конусу 16, вершина которого обращена к зеркалу электролита. При этом на торцевой опоре 8 смонтирован вертикальный радиально размещенный патрон 17, жестко соединенный с цилиндрической поверхностью опорного конуса 16. Таким образом коническая поверхность опорного конуса 16 и внутренняя поверхность радиально разжимного патрона 17 (например цангового) образуют посадочное гнездо для торцевой части обоймы 2. Опорный конус 16 установлен в торцевой опоре 8 с помощью изолирующих от катода втулок 18 и 19. Ванна снабжена барботирующим и сливным устройствами.

Установка работает следующим образом. Вырезанную и извлеченную из стояка верхнего тракта канального атомного реактора обойму вертикальным перемещением опускают в ванну 1 до посадки ее нижним торцем на коническую поверхность опорного конуса 16. При этом торец обоймы, воздействуя на лепестки патрона 17, разжимает их в радиальном направлении, заставляя их тем самым плотно охватывать цилиндрическую поверхность обоймы 2 для передачи больших (до 1600 А) токов. При этом совпадению осей опорного конуса 16 и обоймы 2 способствует наличие центраторов 10 на катодных трубах 6 и 7. Наличие центраторов, выполненных из диэлектрического материала, исключает также замыкание разнополюсных деталей системы анод-катод. Включают источник постоянного тока, создают необходимые значения тока и напряжения. При этом в растворах кислот происходит электрохимическое растворение поверхностных слоев анода, т.е. материалы обоймы и частичное отслоение и ослабление связи поверхностно-активных отложений как с внутренней, так и с внешней поверхностей обоймы. Эффективности процесса способствует барботаж электролита. Скорость процесса дезактивации зависит от величины тока и времени дезактивации. После чего отключают источник постоянного тока, захватывают обойму и осевым вертикальным перемещением начинают извлекать ее из ванны. Одновременно с этим включают устройство 3 подачи на обойму обмывочной воды. Вода подается из высоконапорной установки с параметрами не ниже 600 700 кг/см² и, распределяясь по кольцевому коллектору 4 и внутренней катодной трубке 7, через форсунки 5 и 9 воздействует на поверхности обоймы, сбивает и смывает нерастворенные активные отложения, которые сквозь окна "B" в торцевой опоре 8 оседают на дно ванны и при корректировке уровня и концентрации электролита в ванне удаляются в баки трапных вод.

Таким образом, при извлечении обоймы 2 из ванны 1 вся ее поверхность оказывается подвергнута высоконапорной гидродинамической обработке устройством обмывочной воды. При полном извлечении обоймы из ванны устройство 3 отключают.

Указанное в данном техническом решении конструктивное выполнение установки электрохимической дезактивации обойм позволяют при определенных технологических параметрах отдезактивировать обойму с двух сторон и снизить мощность дозы до γ -излучению с 400 млр/час до 0,1 млр/час, уровень поверхностного загрязнения, полученный методом мокрого мазка, уменьшить с 100000 b част./см² • мин до 50 b част./см² • мин.

Источники информации
Швец А.Я. Кузнецов А.Г. Ремонт атомных реакторов. М. Энергоиздат, 1982. С.45.

Использование: изобретение относится к технике эксплуатации атомных станций и может быть использовано для дезактивации отдельных конструкций аппарата при ремонтных работах на канальных аппаратах типа РБМК 1000 и 1500. Сущность изобретения: установка электрохимической дезактивации состоит из ванны, заполненной электролитом, помещенным под зеркало электролита катодом и обоймой, включенной по схеме анода. При этом катод выполнен в виде двух труб, охватывающих обойму с двух сторон (внешней и внутренней). На трубах имеются центраторы обоймы. Катод имеет нижнюю торцевую опору, в которой смонтирован токоподвод к обойме, а установка снабжена устройством подачи обмывочной воды под высоким давлением, выполненным в виде расположенного над зеркалом воды кольцевого коллектора, соосно расположенного по отношению к обойме, и прикрепленных к нему радиальных форсунок, направленных на обойму. 3 ил.

Установка для электрохимической дезактивации обоймы верхнего тракта уран-графитовых ядерных реакторов, выполненная в виде помещенного в заполненную электролитом ванну и подключенного к источнику постоянного тока катода, содержащего концентрично расположенные с обоймой внутреннюю и внешнюю трубы, обращенные открытым торцом к зеркалу электролита и имеющего с противоположного конца внешней трубы торцевую опору, причем внутренняя труба соединена через торцевую опору с расположенным над зеркалом электролита соосно с катодом кольцевым коллектором подачи обмывочной воды и на ее открытом конце и на коллекторе установлены под углом к зеркалу электролита форсунки, при этом обойма подключена к источнику постоянного тока по схеме анода и токоподвод к ней содержит смонтированный на торцевой опоре и изолированный от катода радиально разжимной патрон с обращенным вершиной к зеркалу электролита внутренним опорным конусом, а на внутренней и внешней трубах катода установлены центраторы обоймы.