РЕАКТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗОТОПНОЙ ПРОДУКЦИИ

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано в реакторных установках для производства изотопной продукции.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является реакторная установка для производства изотопной продукции, содержащая ядерный гомогенный реактор растворного типа, систему каталитической рекомбинации с холодильником и конденсатосборником, выход по газу которого соединен с газовой полостью реактора, и технологическую петлю для выделения изотопов с сорбционной колонкой, вход которой посредством насоса соединен с топливным раствором реактора и с выходом по воде конденсатосборника (Вопросы атомной науки и техники. Сер. Обеспечение безопасности АЭС: науч.-тех. сб./ОАО «НИКИЭТ», ОАО ОКБ «Гидропресс». - М.: ОАО «НИКИЭТ», 2013. - ISSN 2224-0853. Вып. 33: Исследовательские реакторы. - 2013, с. 110-115, рис. 1, рис. 3).

При работе ядерного реактора рекомбинированная вода, предназначенная для промывки технологической петли, накапливается в конденсатосборнике. После остановки реактора и прокачки топливного раствора через сорбционную колонку открывается вентиль, оборудование технологической петли промывается водой из конденсатосборника по тракту: конденсатосборник - насос - сорбционная колонка - ядерный реактор, и промывочная вода с радиоактивными отходами сбрасывается в реактор. При работе системы каталитической рекомбинации конденсат вновь накапливается в конденсатосборнике. Однако объем конденсатосборника при такой схеме работы ограничен нейтронно-физическими характеристиками ядерного реактора, мощность которого составляет 75 кВт. Оценки показывают, что при недельном цикле работы реакторной установки для производства молибдена, в системе каталитической рекомбинации образуется более чем двойной объем воды, допустимый для накопления в конденсатосборнике. Этот излишек возвращается в реактор по возвратному трубопроводу.

Недостатком известной реакторной установки является опасность радиационного облучения обслуживающего персонала из-за большого количества жидких радиоактивных отходов, а также вследствие значительной остаточной загрязненности продуктами деления и топливом технологической петли и сорбционной колонки после их промывки, что объясняется недостаточным объемом воды, накопленной в конденсатосборнике, который ограничивается нейтронно-физическими характеристиками реактора.

Задачей настоящего изобретения является создание реакторной установки для производства изотопной продукции, позволяющей обеспечить радиационную безопасность для обслуживающего персонала и повысить эффективность промывки технологической петли.

Техническим результатом настоящего изобретения является уменьшение загрязненности продуктами деления и топливом технологической петли и сорбционной колонки после их промывки путем увеличения объема промывочной воды за счет первоначальной заливки воды в конденсатосборник и сокращение объема жидких радиоактивных отходов при производстве изотопной продукции за счет создания замкнутого контура в системе промывки технологической петли.

Указанный технический результат достигается тем, что известная реакторная установка для производства изотопной продукции, содержащая ядерный гомогенный реактор растворного типа, систему каталитической рекомбинации с холодильником и конденсатосборником, выход по газу которого соединен с газовой полостью реактора, и технологическую петлю для выделения изотопов с сорбционной колонкой, вход которой посредством насоса соединен с топливным раствором реактора и с выходом по воде конденсатосборника, согласно заявленному изобретению содержит бак-накопитель воды, снабженный нагревателем и выполненный с двумя выходами, при этом конденсатосборник выполнен с дополнительными двумя выходами по воде, один из которых соединен с входом насоса технологической петли, а второй соединен трубопроводом с газовой полостью реактора, причем вход бака-накопителя воды соединен с выходом сорбционной колонки, а его выходы соединены соответственно с входом холодильника и с трубопроводом дополнительного второго выхода по воде конденсатосборника.

Введение бака-накопителя воды в реакторную установку позволяет увеличить объем промывочной воды путем залива первоначального количества воды в конденсатосборник без последующего ухудшения нейтронно-физических характеристик реактора при его работе, а снабжение бака-накопителя нагревателем и выполнение конденсатосборника с дополнительными выходами по воде обеспечивает создание замкнутого цикла промывки за счет возврата дополнительной воды в конденсатосборник.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена реакторная установка для производства изотопной продукции (общий вид).

Реакторная установка содержит ядерный гомогенный реактор 1 растворного типа, систему каталитической рекомбинации, технологическую петлю выделения изотопов, например молибдена, и бак-накопитель 2 воды. Система каталитической рекомбинации содержит конденсатосборник 3, холодильник 4, рекомбинатор 5 и нагреватель 6. Технологическая петля выделения изотопов содержит сорбционную колонку 7 и насос 8. Вход сорбционной колонки 7 соединен посредством насоса 8 и трубопровода с вентилем 9 с топливным раствором ядерного реактора 1, а выход сорбционной колонки 7 соединен с помощью трубопровода с вентилем 10 с газовой полостью реактора 1. Конденсатосборник 3 выполнен с тремя выходами по воде: первый выход по воде соединен посредством трубопровода с вентилем 11 с входом насоса 8, второй выход по воде конденсатосборника 3 соединен трубопроводом 12 с газовой полостью реактора 1, а третий выход по воде соединен посредством трубопровода с вентилем 13 с трубопроводом с вентилем 11. Вход холодильника 4 соединен с выходом рекомбинатора 5, который через нагреватель 6 соединен с газовой полостью реактора 1. Выход холодильника 4 соединен с входом конденсатосборника 3. Бак-накопитель 2 воды содержит нагреватель 14 и выполнен с двумя выходами. Вход бака-накопителя 2 воды соединен посредством трубопровода с вентилем 15 с выходом сорбционной колонки 7, первый выход бака-накопителя 2 воды соединен посредством трубопровода с вентилем 16 с трубопроводом 12, второй выход бака-накопителя 2 воды соединен посредством трубопровода с вентилем 17 с входом холодильника 4.

Реакторная установка работает следующим образом.

Перед пуском реактора 1 в кондесатосборник 3 заливают определенный объем воды, который при работе реактора 1 увеличивается за счет накопления рекомбинированного конденсата. После остановки реактора 1 при промывке технологической петли и сорбционной колонки 7 часть воды из конденсатосборника 3 пускают по схеме при открытых вентилях 10 и 13: конденсатосборник 3 - насос 8 - сорбционная колонка 7 - реактор 1. Далее, когда большая часть осевших солей уже будет смыта в реактор 1, подключают петлю с баком-накопителем 2 воды при открытых вентилях 11, 15, закрыв вентили 10, 13: конденсатосборник 3 - насос 8 - сорбционная колонка 7 - бак-накопитель 2 воды. После завершения промывки основной объем воды из бака-накопителя 2 воды выпаривают с помощью нагревателя 14. Полученный пар по трубопроводу с вентилем 17 поступает в холодильник 4 и далее в конденсатосборник 3. Оставшийся в баке-накопителе 2 воды концентрат с продуктами деления сливают в реактор 1 по трубопроводу с вентилем 16. Таким образом, первоначально залитая в конденсатосборник 3 вода вновь накапливается в нем, не влияя на концентрацию топливного раствора при работе реактора 1.