Лекции - Дезактивация оборудования АЭС

Подождите немного. Документ загружается.

y = 7,8582e

-0,6715x

= 0,9663

0,001

0,01

0,1

024681012

рН

Унос I в % от общего

количества

Рисунок 7.11 – Доля йода, уносимого с паром в зависимости от рН [28]

Таблица 7.3 Растворы для дезактивации 1-го контура ВВЭР-440

№

раствора

Состав раствора Примечание

1 а) 2–5 г/л KMnO

+ 30–40 г/л NaOH Двухванный метод

б)

10–30 г/л Н

+ 0,5 г/л Н

или 1 г/л HNO

2 a) 1,5–0,5 г/кг KMnO

Однованный метод с

трансформацией

растворов, окисление

б)

3–5 г/кг ЭДТА + 0,8-1,2 г/л лимонная

кислота

травление

в)

250÷350 мг/кг N

OH + 150÷250 мг/кг

пассивация

3 а) HMnO

Siemens технология

CORD - Chemical

Oxidating Reducing

Decontamination

окисление

б) Н

разложение диоксида

марганца

в) Н

пассивация

Таблица 7.4 Дезактивация 1-го контура реактора ВВЭР в сборе

АЭС,

энергоблок,

реактор

Год

пуска

энер-

го-

блока

Год про-

ведения

дезакти-

вации

Наличие на

внутренней

поверхности

корпуса реакто-

ра коррозионно-

стойкой наплав-

ки

Проведение

дезактивации

первого кон-

тура с невы-

груженной (+)

или выгру-

женной

(-) из реактора

активной зо-

ной

Нововоронежская АЭС

энергоблок № 1

Реактор ВВЭР-210

1964 1984 Имеется

Нововоронежская АЭС

энергоблок № 2

Реактор ВВЭР-365

1969

1981

1985

Отсутствует

АЭС Козлодуй энергоблок

№ 1 Реактор ВВЭР-440

1974 1993 Отсутствует

–

Ловиса № 2 Реактор

ВВЭР-440

1980 1994 Имеется

АЭС Козлодуй энергоблок

№3 Реактор ВВЭР-440

1980 1994 Имеется

–

Нововоронежская АЭС

энергоблок № 3 Реактор

ВВЭР-440

1971 2001 Отсутствует

–

Нововоронежская АЭС

энергоблок № 4

1972 2002 Отсутствует

–

Таблица 7.2 Дезактивирующие растворы и эффективность ее применения на РБМК-1000

АЭС БЛОК Год

Химическая

дезактивация

Объем

отходов

Время обработки Коэффициент дезактивации

Выведено Fe, кг

Выведено

РН, Ки

м3 час калачи

Боксы

ГЦН

РГК БС ОТ

Ср.

геом.

ЛАЭС 1 1976 Н

+NH

OH+Н

926 10000 н/д

100 2,1 2,95 н/д н/д н/д 2,5

ЛАЭС 2 1977 Н

+NH

OH+Н

1300 6000 4300 95 2,8 5,85 н/д 5,05 н/д 4,4

ЛАЭС 4 1998 Н

+Н

820 3000 н/д н/д 5,4 1,30 1,10 0,74 2,50 1,7

Fugen

(Япония)

1999

1) KMnO

+ NaOH

2) Н

62 460 2580 270+180(ФСД

) н/д 14,5 н/д 4,2 3,2 5,8

ЛАЭС 1 1982 20 % Н

+Н

6900 н/д 92 н/д н/д н/д н/д н/д 3,2

ЛАЭС 1 1989 Н

+KNO

+Н

500 1000 н/д 118 25 2,9 2,1 10,1 6,3

ЛАЭС 3 1995 Н

+KNO

+Н

900 1940 2460 160+280(ФСД) 18 1,4 0,5 3,2 2,5

ЛАЭС 3 2001 Н

+KNO

290 2732 1200 62+108(ФСД) 3,15 3 1,1 1,1 4,2 2,2

ЛАЭС 4 2003 Н

+KNO

370 5000 1200 55+96(ФСД) 3,2 4,3 1,4 0,6 4,3 2,2

САЭС 1 2000 HNO

(2 цикла) 94 387 н/д 216 1,22 1,21 1,21 1,21 1,2

САЭС 1 2004 HNO

+Н

514 6595 н/д 337 2,5 1,5 0,74 1,4 1,4

САЭС 2 2000 HNO

86 893 н/д 72 5,81 1,54 1,37 0,96 1,8

САЭС 2 2001 HNO

86 1420 н/д 53 4,9 5,3 1,2 1,2 2,5

САЭС 2 2002 HNO

+Н

664 9775 686 119 9,0 2,6 1,75 0,80 2,4

САЭС 3 2000 HNO

60 188 н/д 84,5 1,6

САЭС 3 2001 HNO

113 289 н/д 65 1,9

Нет данных

Время, затраченное на доведение теплоносителя до стояночных норм с помощью очистки его на фильтрах смешанного действия (ФСД)

= C

exp(–ft/V) (7.4)

где C

— концентрация к определенному моменту t, г/л; С

— концентрация в на-

чальный момент, г/л;

f – расход промывной воды, л/ч; V — объем системы, л; t — время,

через которое будет получена концентрация

, ч.

Для упрощения расчета времени удаления растворов выражение (7.1) преобразуем

к виду:

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

(7.5)

Количество вводимых в контур реагентов при одновременном сливе вытесняемой

воды можно рассчитать по выражению

= C

[1 – exp (–ft/V)] (7.6)

где

– концентрация вводимого в систему раствора, г/л; f – скорость введения

раствора, м3/ч.

ЛЕКЦИЯ 8. Технология дезактивации 1-го контура

0 5 10 15 20 25

A(t)

Область растворения

Область

насыщения

(принятия

решения)

Область

седимен-

тации

i-1

C(t)

0 5 10 15 20 25

A(t)

Область растворения

Область

насыщения

(принятия

решения)

Область

седимен-

тации

i-1

C(t)

Рисунок 8.1 – Изменение удельной активности радионуклидов при

химдезактивации

-1

0 5 10 15 20 25

dA(t)/dt

Область растворения

Область

насыщения

(принятия

решения)

Область

седимен-

тации

i-1

dC/dt

Критическое

значение

производной

Принятие решения об

окончании отмывки

Ложное принятие решения

об окончании отмывки

-C

i-1

)/(t

-t

i-1

)

-1

0 5 10 15 20 25

dA(t)/dt

-1

0 5 10 15 20 25

dA(t)/dt

Область растворения

Область

насыщения

(принятия

решения)

Область

седимен-

тации

i-1

dC/dt

Критическое

значение

производной

Принятие решения об

окончании отмывки

Ложное принятие решения

об окончании отмывки

-C

i-1

)/(t

-t

i-1

)

Рисунок 8.2 – Изменение производной от удельной активности по вре-

мени при химдезактивации

100

1000

10000

-5 0 5 10 15 20 25 30

Время, ч

Концентрационный критерий

(Удельная активность радионуклидов, мкКи/кг)

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,2

0,4

0,6

0,8

Радиационный критерий

Текущее значение концентрационного критерия

Реальное вре мя опре д еле ния концентрационного критерия после окончания анализа проб (+2 часа)

Граница концентрационного критерия

Удельная активность

Радиационный критерий

Возможность принятия решения

об окончании этапа

по радиационному критерию

Возможность принятия решения об

окончании этапа

по концентрационному критерию

Фактическое начало вытеснения

раствора

ΔT

Граничное значение

радиационного критерия

100

1000

10000

-5 0 5 10 15 20 25 30

Время, ч

Концентрационный критерий

(Удельная активность радионуклидов, мкКи/кг)

-1

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,2

0,4

0,6

0,8

Радиационный критерий

Текущее значение концентрационного критерия

Реальное вре мя опре д еле ния концентрационного критерия после окончания анализа проб (+2 часа)

Граница концентрационного критерия

Удельная активность

Радиационный критерий

Возможность принятия решения

об окончании этапа

по радиационному критерию

Возможность принятия решения об

окончании этапа

по концентрационному критерию

Фактическое начало вытеснения

раствора

ΔT

Граничное значение

радиационного критерия

Рисунок 8.3 – Изменение концентрационного и радиационного крите-

риев в ходе химической дезактивации 3 блока ЛАЭС (2005)

0,1

0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000

С, мкКи/л

МД, мЗв/ч

+10.8 ОТ (1)

+10.8 ОТ (2)

МД

*С

Рисунок 8.4 - Зависимость показаний гамма-датчиков от концентрации

Fe при дезак-

тивации контура РБМК-1000

При невысокой удельной активности радионуклидов (менее 1-4 мкКи/кг) показания

ГД не регистрируют изменения активности, с ростом активности зависимость принимает

степенной характер:

МД=

А *СприС> 1-4 мкКи/кг

МД

МД при С< 1-4 мкКи/кг

МД=

А *СприС> 1-4 мкКи/кг

МД=

А *СприС> 1-4 мкКи/кг

МД

МД при С< 1-4 мкКи/кг

МД

МД при С< 1-4 мкКи/кг

МД

МД при С< 1-4 мкКи/кг

(8.1)

Полученные результаты позволили сформировать критерий дифференциального

типа, основанный на показаниях гамма-датчиков (радиационный критерий). Критерий пред-

ставляет собой выражение вида

)t(K

(8.2)

P – мощность дозы; сЗв/ч

α - коэффициент имеющий размерность времени и характеризующий промежуток

времени между двумя снятиями показаний гамма-датчиков.

∫

⎥

⎦

⎤

⎢

⎣

⎡

−=

)t(C)t(C

)t(A

выхвх

(8.3)

G – расход дезактивирующего раствора через СВО.

100

1000

10000

0 20 40 60 80 100 120 140

t, час

Значение критерия

0,001

0,01

0,1

A(t), Ки [С(t), 10

-7

Ки/кг]

A(t) C(t) K (t)

Граничное значение

критерия

Химобработка с выведением

радионуклидов на СВО

Выведение

кислот

Момент окончания

химобработки по критерию

100

1000

10000

0 20 40 60 80 100 120 140

t, час

Значение критерия

0,001

0,01

0,1

A(t), Ки [С(t), 10

-7

Ки/кг]

A(t) C(t) K (t)

100

1000

10000

0 20 40 60 80 100 120 140

t, час

Значение критерия

0,001

0,01

0,1

A(t), Ки [С(t), 10

-7

Ки/кг]

A(t) C(t) K (t)

Граничное значение

критерия

Химобработка с выведением

радионуклидов на СВО

Выведение

кислот

Момент окончания

химобработки по критерию

Рисунок 8.5 – Суммарная удельная активность и выведение некоторых радионукли-

дов (

Cr;

60Со

;

Mn;

Nb) во время азотнощавелевокислой дезактивации 2-го блока

Смоленской АЭС в 2002

г.

Таблица 8.1. Хронология операций по химической дезактивации 3 блока

Дата t, час Операция

06.11.01 2:45 0,00 начата подача раствора нитрата калия

06.11.01 3:10 0,42 закончена выдача 15 м3 нитрата калия

06.11.01 3:20 0,58 начата подача раствора щавелевой кислоты

06.11.01 7:05 4,33 закончена подача раствора щавелевой кислоты

06.11.01 10:55 8,17 добавлено 5 м3 нитрата калия

06.11.01 16:40 13,92 начато вытеснение дезактивационного раствора из КМПЦ

06.11.01 21:10 18,42

прекращено вытеснение дезактивационного раствора из КМПЦ из-за

дефекта насоса

07.11.01 4:20 25,58 продолжено вытеснение дезактивационного раствора из КМПЦ

07.11.01 19:30 40,75 закончено вытеснение дезактивационного раствора из КМПЦ

07.11.01 22:00 43,25 закончена промывка ПТЗ

08.11.01 4:20 49,58 начата подача нитрита калия

08.11.01 4:45 50,00 закончена выдача нитрита калия

08.11.01 11:10 56,42 начата корректирующая подача нитрита калия

08.11.01 11:25 56,67 закончена корректирующая подача нитрита калия

08.11.01 16:30 61,75 включены в работу ионообменные фильтры БО КМПЦ

Таблица 8.2. Хронология операций по химической дезактивации 4 блока

Дата t, час Операция

01.02.03 13:15 0,00 начата подача раствора нитрата калия

01.02.03 13:40 0,42 закончена выдача 15 м3 нитрата калия

01.02.03 14:25 1,17 начата подача раствора щавелевой кислоты

01.02.03 19:00 5,75 закончена подача раствора щавелевой кислоты

02.02.03 22:40 33,42 начато вытеснение дезактивационного раствора из КМПЦ

03.02.03 1:45 36,50

закончено вытеснение дезактивационного раствора из КМПЦ, переход к

промывке ПТЗ

03.02.03 4:00 38,75 начата промывка НК-ВК

03.02.03 10:35 45,33 начата подача нитрита натрия (1 порция)

03.02.03 12:35 47,33 продолжена подача нитрита натрия (2 порция)

03.02.03 13:40 48,42 закончена выдача нитрита натрия

03.02.03 21:00 55,75 включены в работу ионообменные фильтры БО КМПЦ (4А-0102/2)

0,001

0,01

0,1

100

1000

0 20 40 60 80 100 120 140 160

t, час

[Fe], мг/л

4-2003

3-2001

Рис. 8.6. Изменение концентрации железа на 3 и 4 блоках при проведении химдезакти-

вации

0,001

0,01

0,1

0 102030405060

t, час

С, мг/л

3 ЭБ

4 ЭБ

Рис. 8.7. Изменение концентрации циркония на 3 и 4 блоках при проведении химдезак-

тивации

Fe-59

0,01

0,1

100

1000

-20 0 20 40 60 80 100

t, час

С, мг/л

4 ЭБ

3 ЭБ

мКи/л

Fe-59

0,01

0,1

100

1000

-20 0 20 40 60 80 100

t, час

С, мг/л

4 ЭБ

3 ЭБ

мКи/л

Рис. 8.8. Изменение концентрации

Fe во время химдезактивации 3 и 4 блоков

Отмывка 3 ЭБ 2001

"0"= 6.11.01 2:45

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

t, часы

рН

100

1000

X, pH

ввод H

нач. выте снения

кон. выте сне ния

ввод KNO

Вккл. БО

вкл. новый ИО фильтр

1 ГЦН на сторону

откл. ГЦН

Х, мкСим/мин

Рис. 8.9. Изменение химсостава теплоносителя в ходе дезактивации

контура и после очистки дезраствора на ФСД (3 блок 2001

г.)

i-1

)/2

=(C

i-1

)(t

i-1

-t

)G/2

i-1

)/2

=(C

i-1

)(t

i-1

-t

)G/2

Рисунок 8.10 – Метод расчета выведенной активности

i-1

⎯ концентрация металла на предыдущем этапе (к концу этапа);

i-1

⎯ время окончания предыдущего этапа (начала вытеснения, момента останова

вытеснения, момента возобновления вытеснения);

⎯ время начала настоящего этапа (момента останова вытеснения, момента возоб-

новления вытеснения);

G ⎯ производительность по вытеснению.

Таблица 8.3 Количество металлов, выведенное из контура

0,1

100

1000

10000

23.04.04