СПОСОБ ХИМИЧЕСКОЙ ДЕЗАКТИВАЦИИ ОБОРУДОВАНИЯ АТОМНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СТАНЦИЙ Российский патент 2008 года по МПК G21F9/00 

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к способам химической дезактивации радиационно- пасного оборудования ядерных реакторов, например парогенераторов (ПГ) реакторной установки (РУ) атомных электрических станций (АЭС) с водо-водяными энергетическими реакторами (ВВЭР, PWR).

Процесс химической дезактивации (очистки) сводится, как правило, к удалению растворами химических реагентов продуктов коррозии конструкционных материалов, в том числе и радиоактивных, с поверхностей контурного оборудования РУ. Известно [Н.И. Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. Москва, Энергоатомиздат. С.36-39, 113-114, 1982], [В.М.Седов и др. Химическая технология теплоносителей ядерных энергетических установок. Москва, Энергоатомиздат. С.84,249, 1985.], [М. Пик, М. Сегал. Химическая дезактивация водо-водяных реакторов в Великобритании. Атомная техника за рубежом. 1984, №12, с.27], что в процессе эксплуатации РУ АЭС с ВВЭР, PWR на внутренних поверхностях оборудования первого контура формируются сложные по химическому и фазовому составу оксидные пленки, которые условно можно разделить на два типа:

- защитные, прочно сцепленные с основным металлом оксидные пленки (топотактический слой металлооксидных отложений, обогащенных хромом и имеющих шпинельную структуру, состав которой можно представить формулой - Ni_xFe₃-x-y Cr_yO₄, где y и х - переменные);

- рыхлые отложения (эпитактический слой металлооксидных отложений, состав которых определяется, в основном, магнетитом и ферритом никеля), накапливающиеся на плотном топотактическом слое эксплуатационных отложений [В.М.Седов и др. Химическая технология теплоносителей ядерных энергетических установок. Москва, Энергоатомиздат. С.249, 1985].

Для удаления с поверхностей оборудования таких пленок, как правило, применяют двухступенчатую (двухванную) окислительно-восстановительную обработку оборудования водными растворами химических реагентов: вначале щелочным раствором перманганата калия (KMnO₄), а затем кислым восстановительным раствором. Первая ванна предназначена для окисления труднорастворимого оксида Cr³⁺, входящего в структуру отложений, до растворимого в щелочной среде хромат ион (CrO₄ ^2-) [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. Москва, Энергоатомиздат. С.131, 1982]. Во второй ванне, предназначенной для растворения отложений, обогащенных магнетитом (Fe₃O₄) и ферритом никеля (FeNi₂O₄), обычно используют восстановительные рецептуры растворов на основе минеральных и органических кислот или композиции растворов, содержащие комплексоны [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. Москва, Энергоатомиздат. С.183-186, 1982], [М.Пик, М.Сегал. Химическая дезактивация водо-водяных реакторов в Великобритании. Атомная техника за рубежом. 1984, №12, с.30-31].

Известен двухванный способ снятия окалины с нержавеющей стали, который предусматривает кипячение деталей в растворе 20% едкого натра (NaOH) с 3% KMnO₄ и последующую обработку деталей в серной кислоте (H₂SO₄) или смеси плавиковой (HF) и азотной (HNO₃) кислот при температуре 65°С [М.Пик, М.Сегал. Химическая дезактивация водо-водяных реакторов в Великобритании. Атомная техника за рубежом. 1984, №12, с.28], [United States Steel. Fabrication of USS stainless steel. 2nd ed., 1956, p.83]. Существенным недостатком этого способа являются большие коррозионные потери металла, что неприемлемо для дезактивации контурного оборудования РУ.

Наиболее близким к заявляемому способу является двухванный способ химической дезактивации трубопроводов и оборудования РУ АЭС с ВВЭР, включающий:

- обработку внутренних поверхностей щелочным раствором перманганата калия, содержащим 30 г/кг КОН (NaOH) и от 2 до 5 г/кг KMnO₄ (первая ванна);

- водную промывку;

- обработку внутренних поверхностей кислым раствором щавелевой кислоты (Н₂С₂O₄) с HNO₃, содержащим от 10 до 30 г/кг H₂C₂O₄ и 1 г/кг HNO₃ или 10-30 г/кг Н₂С₂O₄ и 1-3 г/кг Н₂O₂ (вторая ванна).

Дезактивация оборудования в каждой ванне проводится при температуре растворов 90-100°С в течение 1,5-2,0 часов при непрерывной циркуляции растворов. Чередование растворов (ванн) при дезактивации производится до получения удовлетворительных результатов [Ф.Я.Овчинникова. Нововоронежская АЭС. Справочно-информационные материалы. Воронеж: Центрально-черноземное книжное издательство, с.157, 1979], [Руководящий документ РД 210.006-90 «Правила технологического проектирования атомных станций (с реакторами ВВЭР)»].

Этот способ принят нами в качестве прототипа. Недостатком способа-прототипа является низкая эффективность очистки поверхностей оборудования от эксплуатационных отложений (средний коэффициент дезактивации (Кд) за 1 цикл, включающий две ванны, составляет не более 9) [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.186, 1982] и вероятность образования и осаждения на поверхностях дезактивируемого оборудования вторичных труднорастворимых отложений оксалатов Fe²⁺ [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.130, 1982, 1983].

Задачей настоящего изобретения является создание способа химической дезактивации оборудования, позволяющего повысить эффективность очистки поверхностей оборудования и, как следствие, снизить дозовые нагрузки на обслуживающий персонал АЭС.

Для достижения этого технического результата в способе, включающем двухванную окислительно-востановительную обработку внутренних поверхностей оборудования РУ водными растворами химических реагентов в режиме их принудительного перемешивания при заданных температуре и времени, предлагается:

- процесс очистки (дезактивации) оборудования в первой ванне проводить в три стадии, а во второй - в две стадии;

- в первой и второй ваннах на первой стадии очистки применять водный раствор перманганата калия (KMnO₄) с уксусной (СН₃СООН) и азотной кислотами (HNO₃) при весовом соотношении компонентов в растворе от 1:9:1 до 1:1:9 соответственно и начальном рН раствора от 1 до 2,5 из расчета создания в ванне раствора с суммарной концентрацией кислот от 10,0 до 50,0 г/кг;

- на второй стадии в раствор первой и второй ванн порционно вводить концентрированную перекись водорода; а на третьей стадии первой ванны - концентрат раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК) с ацетатом аммония (NH₄Ac) и гидразином (N₂H₄) при их весовом соотношении 1:0,5:0,1 соответственно из расчета создания в ванне раствора с концентрацией ЭДТК от 10 до 50 г/кг и рН раствора от 3,5 до 5,0.

Дополнительно предлагается процесс дезактивации оборудования заканчивать:

в первой и второй ванне на первой стадии обработки при отсутствии в растворе свободного KMnO₄;

в первой ванне на второй стадии при стабилизации концентрации марганца в растворе, а на третьей стадии при стабилизации в растворе ванны удельной активности и концентрации Fe, Cr и Ni при наличии в растворе свободной ЭДТК;

во второй ванне на второй стадии при стабилизации в растворе ванны удельной активности и концентрации Mn, Fe, Cr и Ni при наличии в растворе свободной Н₂O₂.

Исходную концентрацию ЭДТК в растворе первой ванны предлагается определять на основании теоретической металлоемкости ЭДТК с учетом химического и количественного составов отложений.

Сущность заявляемого способа заключается в том, что дезактивацию радиоактивно загрязненного оборудования АЭС предлагается осуществлять по традиционной двухванной технологии, но с использованием в обеих ваннах кислых растворов химических реагентов и проведением двух окислительных стадий обработки оборудования в первой и второй ваннах и одной восстановительной (третьей) стадии в первой ванне. На первой стадии окислительной обработки оборудования в первой и второй ваннах предлагается использовать уксуснокислый раствор KMnO₄ с добавкой в него HNO₃, а на второй стадии (стадия осветления раствора) для разрушения вторичных отложений двуокиси марганца и возможного избытка перманганата - перекись водорода. Предлагается также после осветления раствора первой и второй ванн перекисью водорода продолжать порционную дозировку в раствор ванн перекиси водорода (вторая стадия окислительной обработки). На третьей стадии (восстановительной) обработки оборудования в первой ванне предлагается применять ацетатный раствор ЭДТК с N₂H₄.

Предложение использовать на первой стадии очистки поверхностей оборудования в первой и второй ванне кислого раствора KMnO₄ обуславливается тем, что такой раствор, в сравнении со щелочным окислительным раствором, может оказаться более эффективным при дезактивации нержавеющей стали и сплавов титана [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.134, 1982].

Известно, что химическая стойкость плотных (защитных), прочно сцепленных с основным металлом оксидных пленок (топотактический слой) обусловлена обогащением их хромом, содержание которого в пленках достигает 30-45% [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.131, 1982], [В.М.Седов и др. Химическая технология теплоносителей ядерных энергетических установок. М.: Энергоатомиздат, с.248-249, 1985]. Кроме того, при проведении цикла дезактивации оборудования по любой технологии на очищаемых поверхностях из-за того что исходный оксидный слой не имеет одинакового состава и толщины [М.Йовчев. Коррозия теплоэнергетического и ядерно-энергетического оборудования. Москва, Энергоатомиздат. с.161, 1988], остаются остатки высокообогащенных хромом оксидных пленок. Нами экспериментально установлено, что после проведения обработки образцов окалины аустенитной стали марки 0Х18Н10Т окислительно-восстановительными растворами по технологии способа-прототипа состав окалины по основным химическим элементам Fe и Cr существенно изменяется (см. таблицу 1). Окалина, как минимум, в 2,0 раза обогащается хромом и в 1,5 раза обедняется по содержанию в ней железа. Естественно, что растворение высокообогащенных хромом отложений возможно только в растворах, содержащих окислитель. Этим и обосновывается предложение использования на заключительном этапе дезактивации оборудования окислительной двухстадийной ванны с применением на первой стадии уксуснокислого раствора KMnO₄, а на второй перекиси водорода. Это повысит не только эффективность растворения обогащенных хромом отложений и, соответственно, коэффициента дезактивации (Кд), но и позволит отказаться от проведения этапа пассивации очищенных поверхностей оборудования, так как кислые перекисные растворы являются пассиваторами [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.130, 1982].

Положительным моментом использования на первой стадии дезактивации оборудования в первой и второй ваннах уксуснокислого раствора KMnO₄ с добавкой в него HNO₃ является также то, что предлагаемая рецептура универсальна и позволяет, при высоком содержании кислот (СН₃СООН+HNO₃) в растворе ванны, создать оптимальный для окисления Cr³⁺ в Cr⁶⁺ диапазон рН от 1,0 [Е.В.Захарова, В.И.Казарин, Г.Н.Мешкова. Совершенствование способов дезактивации оборудования первого контура АЭС. Атомная энергия, т.79, вып.1, с.71-74, 1995] до 2,5 [М.Пик, М.Сегал. Химическая дезактивация водо-водяных реакторов в Великобритании. Атомная техника за рубежом. 1984, №12, с.27,], что невозможно в случае использования известных [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.135, 1982] окислительных рецептур растворов на основе KMnO₄ с азотной кислотой. Растворы KMnO₅ с концентрацией HNO₃ более 10 г/кг имеют рН менее 1,0, а при рН 2,5 содержание HNO₃ в растворе не превышает 0,5 г/кг, что явно недостаточно для растворения отложений, содержащих в своем составе Fe, Со и Ni.

Положительным является и то, что применение в окислительной рецептуре в качестве основного компонента СН₃СООН, обладающей комплексообразующими свойствами [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.126, 1982], позволит повысить эффективность извлечения из отложений и перевода в раствор не только хрома, но и других металлов (Fe, Ni, Со), входящих в состав отложений, а использование в рецептуре в качестве добавки HNO₃ дает возможность провести необходимую корректировку рН раствора и предотвратить вероятность образования и осаждения на поверхностях очищаемого оборудования вторичных отложений ацетатов металлов.

Основанием использования перекиси водорода для осветления раствора (стадия разрушения избытка KMnO₄ и растворения вторичных отложений MnO₂) и продолжения окислительной стадии обработки оборудования в первой и второй ваннах за счет периодической ее дозировки в раствор является то, что H₂O₂ - бессолевая добавка с величиной рН раствора, близкой к нейтральной, что позволяет снизить общее солесодержание отработанных растворов (ЖРО), образующихся в цикле дезактивации. Положительным моментом является также то, что применение H₂O₂ на завершающей стадии окислительной обработки повышает не только кинетические характеристики процесса разрушения в растворе избытка KMnO₄ и растворения вторичных отложений двуокиси марганца (MnO₂), но и позволяет после осветления раствора продолжить процесс окисления в отложениях Cr³⁺ до Cr⁶⁺ активным кислородом, образующимся в растворе в результате химических реакций взаимодействия Н₂O₂ с перманганатом калия и двуокисью марганца [Р.Рипан, И.Четяну. Неорганическая химия, т.2. Мир. Москва, 1971, с.430] и частичного каталитического распада самой перекиси водорода до атомарного и молекулярного кислорода [Б.В.Некрасов. Основы общей химии, т.1. Химия, Москва, с.150, 1985]. Известно, например [Н.И.Ампелогова, Ю.М.Симановский, А.А.Трапезников. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоатомиздат, с.36, 1982], что введение газообразного кислорода в теплоноситель приводит к значительному повышению содержания растворенных хроматов, образование которых, вероятно, протекает по реакции:

2Cr₂O₃+3O₂+4Н₂O→4Н₂CrO₄.

Кроме того, в результате химико-каталитического разрушения Н₂O₂ с образованием газообразного кислорода в очищаемой системе: раствор - пленки эксплуатационных отложений - поверхность металла реализуется режим интенсивного перемешивания («кипения») раствора, который активизирует процесс захвата с очищаемых поверхностей оборудования раствором мелкодисперсных продуктов коррозии [Патент JP №62-22119, публикация от 15.05.87 №6-553, «Изобретения стран мира»] и углеродосодержащих нерастворимых примесей, входящих в структуру эксплуатационных отложений, что, в целом, повышает эффективность дезактивации.

Экспериментально установлено, что применение перекиси водорода после обработки поверхностей оборудования кислыми растворами KMnO₄ позволяет полностью разрушить в растворе избыток KMnO₄ и осадки MnO₂. Реакция Н₂O₂ с KMnO₄ и MnO₂ происходит быстро с образованием кислорода как в объеме раствора, так и на очищаемых поверхностях. Необходимое количество перекиси водорода при проведении осветлительной стадии в первой и второй ваннах определяется стабилизацией концентрации марганца в растворе, причем его количество в растворе должно соответствовать количеству марганца, введенного в раствор в составе KMnO₄. Критерием же окончания стадии окислительной обработки оборудования во второй ванне (прекращение технологической операции периодического ввода Н₂О₂ в раствор ванн) является стабилизация в растворе ванны концентрации Mn, Fe, Cr и Ni и удельной активности при наличии в растворе свободной перекиси водорода.

Эффективность растворения (оценивалась по изменению Кд) металлооксидных отложений, обогащенных хромом, в уксуснокислом растворе KMnO₄+HNO₃ с последующей дозировкой в раствор концентрированной Н₂O₂ иллюстрируется на примере очистки образцов-свидетелей теплообменных труб (ТОТ), вырезанных из парогенератора ПГВ-440 энергоблока №3 Нововоронежской АЭС, результаты которой приведены в таблице 2.

Применение в первой ванне на третьей стадии дезактивации восстановительного раствора ЭДТК с NH₄Ac и N₂H₄ при весовом соотношении 1:0,5:0,1 и исходной величине рН раствора от 3,5 до 5 исключает возможность образования в объеме раствора и осаждения на поверхностях очищаемого оборудования вторичных отложений, повышает эффективность процесса растворения оксидов металлов за счет:

- наличия в растворе восстановителя (N₂H₄);

- обеспечения оптимальной для растворения феррита никеля [М.Пик, М.Сегал. Химическая дезактивация водо-водяных реакторов в Великобритании. Атомная техника за рубежом. 1984, №12, с.31] и магнетита [патент РФ №2203461, БИ №12, 2003 г.] величины рН раствора от 4 до 5;

- буферных свойств предлагаемой рецептуры раствора [Б.В.Некрасов. Основы общей химии, т.1, Химия, Москва, с.189, 1965], обеспечивающих поддержание оптимального для растворения феррита никеля диапазона рН раствора.

Положительным моментом использования предлагаемой восстановительной рецептуры на основе ЭДТК с NH₄Ac и N₂H₄ является также то, что приготовление концентрата раствора с содержанием ЭДТК не менее 200 г/кг не представляет трудностей. Концентрат может быть приготовлен без дополнительного нагрева простым растворением компонентов в дистилляте при соблюдении последовательности растворения компонентов (NH₄Ac→ЭДТК→N₂H₄) и рекомендуемого их соотношения. В таблицах 3 и 4 приведены основные исходные данные для приготовления 20 м³ (объем штатного бака, используемого на АЭС с ВВЭР-1000) концентрированного раствора ЭДТК [патент РФ, №2203461, БИ №12, с.19-20, 2003].

Пример осуществления заявляемого способа

Проводили химическую дезактивацию образцов-свидетелей теплообменных труб (ТОТ), вырезанных из парогенератора ПГВ-440 энергоблока №3 Нововоронежской АЭС в статических условиях при периодическом взбалтывании растворов в стеклянных колбах, снабженных обратными холодильниками. Обработку образцов в первой ванне, предназначенной для окисления Cr³⁺ в Cr⁶⁺, проводили в течение 2,5 часов при температуре 90±1°С окислительными растворами состава:

заявляемый способ:способ-прототип:KMnO₄ - 1,0 г/кгKMnO₄ - 5,0 г/кгСН₃СООН - 5,0 г/кгNaOH - 30,0 г/кгHNO₃ - 5,0 г/кгрН - 12,1рН - 1,3 

После обработки образца-свидетеля ТОТ окислительным уксуснокислым раствором KMnO₄ с HNO₃ (заявляемый способ, первая стадия первой ванны) в колбу каплями вводили концентрированную перекись водорода (вторая стадия первой ванны) до полного осветления раствора и растворения вторичных отложений MnO₂ (суммарно введено в колбу около 0,15 мл H₂O₂), образец-свидетель извлекали из колбы, промывали водой, сушили, измеряли его радиоактивность и определяли Кд. Далее образец помещали в осветленный горячий раствор первой ванны, в раствор вводили концентрат восстановительного раствора ЭДТК с NH₄Ac и N₂H₄ до концентрации ЭДТК в растворе ванны - 20 г/кг и эксперимент (третья стадия первой ванны) продолжали еще в течение 4,1 часов.

После завершения обработки образцов-свидетелей ТОТ растворами первой ванны растворы из колбы сливали, проводили 2-кратную промывку образцов и колбы дистиллятом, образцы извлекали из колб, сушили, измеряли их радиоактивность и определяли Кд.

Последующую обработку образцов-свидетелей ТОТ (вторая ванна) проводили при температуре 90±1°С в течении 9 часов (способ-прототип) и 4,6 часа (заявляемый способ) растворами состава:

заявляемый способ:способ-прототип:KMnO₄ - 1,0 г/кгН₂С₂O₄ - 20,0 г/кгСН₃СООН - 5,0 г/кгHNO₃ - 1,0 г/кгHNO₃ - 5,0 г/кгрН - 2,1рН - 1,3 

с периодическим извлечением образцов из растворов, измерением их радиоактивности и определением Кд. В эксперименте (заявляемый способ) после 2-часовой обработки образца кислым окислительным раствором KMnO₄ в раствор дозировали концентрированную Н₂O₂.

Результаты сравнительных экспериментов по дезактивации образцов-свидетелей ТОТ парогенератора ПГВ-440 энергоблока №3 Нововоронежской АЭС, приведенные в таблице 5, свидетельствуют о том, что предлагаемый способ дезактивации оборудования РУ АЭС, в сравнении с прототипом, позволяет существенно повысить эффективность очистки поверхностей оборудования от радиоактивных эксплуатационных отложений и снизить дозовые нагрузки на персонал АЭС при проведении регламентных работ по техническому обслуживанию и ремонту оборудования.

Предлагаемый способ дезактивации трубопроводов и оборудования РУ с ВВЭР (PWR) может быть реализован на АЭС с использованием штатного оборудования без изменения схемных решений, заложенных в штатных методиках и технологиях, с учетом предлагаемого изменения составов растворов и режимов их применения.

Таблица 1Элементный состав окалины стали марки ОХ18Н10Т до и после проведения цикла окислительно-восстановительной обработки по технологии способа-прототипаХимический элементСодержание элементов, в %до обработки (исх.)после обработкиЖелезо (Fe)71,5449,23Хром (Cr)16,8034,38Никель (Ni)8,8712,53Титан (Ti)0,631,06Марганец (Mn)1,771,63Кобальт (Со)0,210,31Медь (Cu)0,170,16Цинк (Zn)0,010,02Ванадий (V)0,120,13Вольфрам (W)0,020,11

Таблица 2Результаты очистки поверхности образца-свидетеля теплообменной трубки (ТОТ) со стороны первого контура, вырезанной из парогенератора ПГВ-440 энергоблока №3 Нововоронежской АЭС. Объем раствора - 100 мл. Площадь очищаемой поверхности - 25 см². Температура обработки - 95±5°С.Химические операцииСостав раствора, г/кг, последовательность операцийВведено Н₂O₂, млВремя обработки, часА_β, имп·см²/минКд*нач.кон.Окислительная обработка образца (окислитель - KMnO₄)Окислительный раствор:-3,01170**-KMnO₄ - 5     СН₃СООН - 40     HNO₃ - 10     рН - 1,1     Осветление окислительного раствораВвод Н₂O₂ в отработанный окислительный раствор     0,360,5-5043,4          Окислительная обработка образца (окислители: Н₂O₂; атомарный кислород)Периодический ввод в осветленный окислительный раствор Н₂O₂0,362,0-3562,00,362,0-20108,50,121,5-15145,00,242,0-8271,00,242,0-фонфонПримечание: * - коэффициенты дезактивации рассчитаны от начального значения А_β образца; ** - измерение А_β не проводились, на образце и в растворе MnO₂.

Таблица 3Основные исходные данные для приготовления 20 м³ исходного концентрата промывного раствора на основе ЭДТК, ацетата аммония и гидразина по предлагаемому способуСостав исходного концентрата, г/лНеобходимое количество химических реагентов, кгВодородный показатель рН концентратаЭДТК - 2004000 NH₄Ac - 10020004,2N₂H₄ - 20400 ЭДТК - 2004000 NH₄Ac - 10020005,4-5,5N₂H₄ - 20400 NH₄OH до рН-5,41,5 м³ 25% NH₄OH 

Таблица 4Изменение величины рН концентратов растворов на основе ЭДТК в зависимости от их разбавления дистиллятом.Основной компонент концентратаИсходная величина pHИзменение рН концентрата при разбавлении. Концентрация разбавленного раствора по основному компоненту, г/л100502512,5ЭДТК4,24,24,054,054,05ЭДТК5,4-5,55,35,255,155,15

Таблица 5Коэффициенты дезактивации образцов-свидетелей ТОТ, вырезанных из трубчатки парогенератора ПГВ-440 энергоблока №3 Нововоронежской АЭС. Температура обработки - 90±1°С. Объем растворов в колбе - 50 см³. Соотношение V/S=2,0 см³/см²Способ дезактивацииСостав раствора, г/кгвремя, часА_β имп. см²/минКд**Ванна 1Ванна 2нач.кон.прототипKMnO₄ - 5,0-2,515951545 *1,03NaOH - 30,0рН - 12,0слив раствора и проведение водной промывки--Н₂С₂O₄ - 20,0 2,015457452,14,0-6902,3HNO₃ - 1,06,0-6402,5рН - 2,17,5-5402,99,0-4403,6заявляемыйKMnO₄ - 1,0-2,51650 -СН₃СООН - 5,0HNO₃ - 5,0рН - 1,3ввод Н₂О₂ 4 капли-0,1-3504,7ввод конц. до-2,5-3005,5ЭДТК - 20,03,5-2506,6NH₄A_c - 10,04,0 1958,2N₂H₄ - 2,0----pH - 3,5----слив раствора и проведение водной промывки -KMnO₄ - 12,0---СН₃СООН - 5HNO₃ - 5рН - 1,3ввод Н₂О₂ 4 капли0,1-3055,0ввод Н₂О₂ 2 капли1,0-10165,0ввод Н₂О₂ 1 капли1,5-фонФонПримечание:* - измерение А_β не проводились, на образце и в растворе MnO₂;** - Кд рассчитаны от начального значения А_β образца.

Изобретение относится к атомной энергетике, а именно к способам химической дезактивации радиационно-опасного оборудования ядерных реакторов, и предназначено для удаления растворами химических реагентов продуктов коррозии конструктивных материалов. Способ химической дезактивации оборудования атомных электрических станций включает двухванную окислительно-восстановительную обработку поверхностей оборудования водными растворами химических реагентов в режиме их принудительного перемешивания при заданных температуре и времени. Процесс дезактивации оборудования в первой ванне проводят в три стадии. Во второй ванне проводят в две стадии. В первой и второй ваннах на первой стадии обработку проводят водным раствором перманганата калия с уксусной и азотной кислотами. Весовое соотношение компонентов в растворе от 1:9:1 до 1:1:9. В ванне создают раствор с суммарной концентрацией кислот от 10,0 до 50,0 г/кг. На второй стадии в раствор первой и второй ванн порционно вводят концентрированную перекись водорода. На третьей стадии первой ванны вводят концентрат раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты с ацетатом аммония и гидразином при их весовом соотношении 1:0,5:0,1 соответственно. В ванне создают раствор с концентрацией этилен-диаминтетрауксусной кислоты от 10 до 50 г/кг и рН раствора от 3,5 до 5,0. Изобретение направленно на повышение эффективности дезактивации и снижение дозовых нагрузок на обслуживающий персонал АЭС. 2 з.п. ф-лы, 5 табл.

1. Способ химической дезактивации оборудования атомных электрических станций, включающий двухванную окислительно-восстановительную обработку поверхностей оборудования водными растворами химических реагентов в режиме их принудительного перемешивания при заданной температуре и времени, отличающийся тем, что процесс дезактивации оборудования в первой ванне проводят в три стадии, а во второй - в две стадии, при этом в первой и второй ваннах на первой стадии обработку проводят водным раствором перманганата калия с уксусной и азотной кислотами при весовом соотношении компонентов в растворе от 1:9:1 до 1:1:9, соответственно, из расчета создания в ванне раствора с суммарной концентрацией кислот от 10,0 до 50,0 г/кг; на второй стадии в раствор первой и второй ванн порционно вводят концентрированную перекись водорода; а на третьей стадии первой ванны - концентрат раствора этилендиаминтетрауксусной кислоты с ацетатом аммония и гидразином при их весовом соотношении 1:0,5:0,1, соответственно, из расчета создания в ванне раствора с концентрацией этилен-диаминтетрауксусной кислоты от 10 до 50 г/кг и рН раствора от 3,5 до 5,0.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дезактивацию на первой стадии первой и второй ванн ведут при начальной рН раствора от 1 до 2,5, а на третьей стадии первой ванны - при рН раствора от 3,5 до 5,0.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что обработку поверхностей оборудования растворами заканчивают: в первой и второй ваннах на первой стадии обработки - при отсутствии в растворе свободного перманганата калия; в первой ванне на второй стадии - при стабилизации концентрации марганца в растворе, на третьей стадии - при стабилизации в растворе ванны удельной активности и концентрации железа, хрома и никеля при наличии в растворе свободной этилендиаминтетрауксусной кислоты; а на второй стадии второй ванны - при стабилизации в растворе ванны удельной активности и концентрации марганца, железа, хрома и никеля при наличии в растворе свободной перекиси водорода.