Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОЧИСТКИ ОПУСКНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ БАРАБАН-СЕПАРАТОРОВ ЯДЕРНОГО КАНАЛЬНОГО РЕАКТОРА

Заявляемое изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к способам очистки внутренних поверхностей трубопроводов от радиоактивных загрязнений, например, опускных трубопроводов барабан-сепараторов контура многократной принудительной циркуляции ядерного канального реактора, и может быть использовано при проведении ремонтных и регламентных работ на энергоблоках атомных электростанций.

Ионизирующее излучение оказывает влияние на безопасное выполнение ремонтных и регламентных работ, зависит от степени загрязненности теплоносителя и мощности дозы. Для решения проблемы доступа в зону проведения работ необходимо снижать мощность дозы излучения до уровня, обеспечивающего безопасность персонала. В общем случае снижение радиационного воздействия обеспечивают посредством реализации мероприятий, направленных на снижение активности теплоносителя и удаления с поверхности оборудования радиоактивного загрязнения. Снижение активности теплоносителя и мощности дозы ионизирующего излучения выполняют путем проведения кислотной промывки контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) с использованием химических реагентов. Однако при кислотной промывке химически активные растворы оказывают негативное воздействие на оборудование. Из уровня техники известны способы очистки КМПЦ ядерного канального реактора путем промывки. Один из них приведен в патенте РФ на изобретение №2245587. Для получения эффекта дезактивации КМПЦ по снижению негативного влияния реагентов на оборудование в определенной последовательности выполняют динамическое и химическое рыхление. Недостатками указанного способа является значительное время проведения этапов промывки (порядка 25 часов). В другом известном способе по патенту РФ на изобретение №2126182 время промывки составляет 35 часов, при этом наблюдаются высокие коррозионные потери углеродистой стали и цветных металлов. Дальнейшим усовершенствованием данного способа является решение, основанное на использовании химических реагентов при температуре 85…100°С в две стадии с общей продолжительностью 35 часов, изложенное в книге «Атомные станции», Санкт-Петербург, издание Политехнического университета, 2007, с. 169…198 и патенте РФ на изобретение №2126182. Недостатками способа являются также значительные коррозионные потери углеродистой стали и цветных металлов, химическая активация металла при обработке перекисью водорода, что приводит к депассивации (интенсивной коррозии) оборудования. Учитывая влияние кислотной промывки на возникновение дефектов оборудования, реагентную промывку на энергоблоках в настоящее время не проводят.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является процесс промывки КМПЦ, описанный в инструкции по эксплуатации КМПЦ и его вспомогательных систем инв. № Р-110ИЭ, ЛАЭС, г. Сосновый Бор от 20.06.2013, стр. 77-81. В соответствии с указанной инструкцией после останова реактора перед началом выполнения ремонтных работ производят промывку КМПЦ, включающего все четыре барабана-сепаратора с 48 опускными трубопроводами теплоносителя контура реактора.

Недостатками ближайшего аналога являются высокая продолжительность (40…50 часов) и низкая эффективность промывки из-за использования воды, загрязненной радиоактивными продуктами. Значительную часть КМПЦ составляют опускные трубопроводы барабан-сепараторов, имеющие протяженные горизонтальные участки, трудно поддающиеся очистке от радиоактивных загрязнений. Другим недостатком являются большие энергозатраты, связанные с продолжительной работой главных циркуляционных насосов (ГЦН), т.к. расход воды, прокачиваемой в период промывки, составляет 13…14 тыс. м³/ч.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки опускных трубопроводов барабан-сепараторов КМПЦ путем снижения мощности дозы излучения, сокращения процесса промывки и расхода воды.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе очистки опускных трубопроводов барабан-сепараторов ядерного канального реактора путем промывки водой предложено промывку опускных трубопроводов каждого барабан-сепаратора производить поочередно чистой, химически обессоленной водой, подаваемой с расходом 200…250 м³/ч в течение 12…14 минут. Кроме того, предложено разделить общее время промывки на две стадии. Первую промывку проводить с расходом 240…250 м³/ч в течение 7…8 минут, а вторую - с расходом 200…210 м³/ч в течение 5…6 минут.

В обоснование способа приводим следующее. По способу, изложенному в ближайшем аналоге, промывали весь КМПЦ, включающий четыре барабана-сепаратора (БС) с 48 опускными трубопроводами в течение длительного времени. При очистке предложенным способом промывают опускные трубопроводы (локальные участки КМПЦ) каждого БС в течение 12…14 минут, что позволяет снизить мощность дозы на опускных трубопроводах: со 100 до 20 мЗв/ч для ближнего по ходу подачи промывочной воды ОТ-1, со 100 до 50 мЗв/ч для дальнего по ходу подачи промывочной воды ОТ-12. Значительно меньший по сравнению с ближайшим аналогом расход промывочной воды (200-250 м³/ч) по предложенному способу позволяет использовать чистую, химически обессоленную воду (ХОВ). Оптимальность промывки достигается за счет поочередной промывки каждого БС в отдельности.

Графический материал, иллюстрирующий изобретение, представлен на фиг. 1, 2, 3, где на фиг. 1 изображена схема промывки (выделено жирным), которая состоит из источника ХОВ 1, задвижки 2, насоса 3, задвижки 4, питательного трубопровода 5, обратного клапана (ОК) 6, БС 7, коллектора питательной воды 8, двенадцати опускных трубопроводов (ОТ) 9 (показаны одной линией), промежуточной приемной емкости (коллектор) 10, задвижки 11, резервуара трапных вод (РТВ) 12. На фиг. 2 представлена таблица, отображающая дозы на ОТ 9 после каждой промывки. На фиг. 3 изображен график зависимости эффективности очистки от количества промывок.

Способ осуществляется следующим образом. Экспериментально определяют оптимальные параметры расхода и времени подачи ХОВ. Затем опорожняют участок, включающий ОТ 9 одного из БС и коллектор 10. Для очистки ОТ 9 используют химически обессоленную воду ХОВ, которую из емкости 1 (фиг. 1) подают на всасывающую часть насоса 3, при этом задвижки 2, 4 открывают, обратный клапан 6 другого БС 7, не участвующего в промывке, закрывают. Включают насос 3 и в течение 12…14 минут подают промывочную воду по питательному трубопроводу 5 в коллектор питательной воды 8 промываемого БС 7, а из коллектора питательной воды 8 в ОТ 9. При промывке продукты радиоактивного загрязнения смывают в коллектор 10 и далее при открытой задвижке 11 в РТВ 12. Промывку осуществляют в две стадии последовательно с расходом 240…250 м³/ч и 200…210 м³/ч. После проведения каждой промывки выполняют дозиметрический контроль ОТ 9 по всей протяженности. После завершения промывки ОТ 9 БС 7 выполняют промывку ОТ 9 следующего БС 7 и так до завершения промывки ОТ 9 всех БС 7.

Использование предложенного способа позволяет снизить мощность дозы на опускных трубопроводах БС в 2…3 раза, сократить продолжительность очистки в 4…5 раз. Заявленный способ в 8…10 раз снижает объем используемой воды для очистки опускных трубопроводов всех барабан-сепараторов, а также затраты на ее подачу и последующую очистку. Экономический эффект от использования данного изобретения составит порядка 10 млн. руб. в год.