Способ обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами

Авторы патента:

Богданов Григорий Анатольевич (RU)

Соснина Юлия Николаевна (RU)

Поспелова Анна Владимировна (RU)

Амосов Андрей Геннадьевич (RU)

G21F9/34 - удаление твердых радиоактивных отходов

G21F9/28 - обработка твердых радиоактивных отходов

G21F9/04 - обработка жидких радиоактивных отходов

Владельцы патента RU 2758913:

Акционерное общество "Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро "Онега" (АО "НИПТБ "Онега") (RU)

Изобретение относится к области обработки материалов с радиоактивным заражением и может использоваться для снижения активности и выгрузки ионообменных смол из ионообменных фильтров ядерной энергетической установки и передачи их на дальнейшую обработку и захоронение. Контейнер-сборник для ионообменных смол заполняют шихтой отработавших ионообменных смол, в виде пульпы, гидродинамическим способом. Затем в него подают регенерирующий раствор, который проходит через шихту ионообменных смол, фильтруется на фильтрующих колпачках и отводится через трубу для отвода дренированной воды, далее проходит микрофильтрацию. После чего выполняют измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения от поверхности контейнера-сборника, до тех пор, пока результаты указанных измерений не достигнут допустимых величин, повторяют цикл. По завершении указанного цикла осушают контейнер-сборник, подавая в контейнер-сборник сжатый воздух, выгружают осушенную шихту отработавших ионообменных смол из контейнера-сборника. Изобретение позволяет снизить активность радиоактивных отработавших ионообменных смол и за счет этого избежать переоблучения персонала. 1 ил.

Способ обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами относится к области обработки материалов с радиоактивным заражением и может использоваться для снижения активности и выгрузки ионообменных смол из ионообменных фильтров ядерной энергетической установки и передачи их на дальнейшую обработку и захоронение.

Известен способ использования контейнера-сборника для ионообменных смол (Патент на полезную модель РФ № 160040 Контейнер-сборник для ионообменных смол [Текст] / Куликов К.Н., Соснина Ю.Н., Тарасов С.В., Богданов Г.А., Данилин А.А.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «Онега» (АО «НИПТБ «Онега») (RU) – № 2015126183/07, заявл. 30.06.2015, опубл. 27.02.2016, Бюл. № 6), при котором контейнер-сборник для ионообменных смол через трубу для подачи шихты ионообменных смол заполняют шихтой отработавших ионообменных смол в виде пульпы, гидродинамическим способом, после заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол вода, опускаясь в нижнюю часть контейнера-сборника, фильтруется через фильтрующие колпачки и ее отводят через трубу для отвода дренированной воды.

Недостатком прототипа является возможность переоблучения персонала после его использования для работы с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами при их дальнейшем хранении и обращении с ними.

Суть заявляемого технического решения заключается в том, что в известном способе использования контейнера-сборника для ионообменных смол, при котором контейнер-сборник для ионообменных смол через трубу для подачи шихты ионообменных смол заполняют шихтой отработавших ионообменных смол, в виде пульпы, гидродинамическим способом; после заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол в контейнер-сборник подают регенерирующий раствор, предназначенный для регенерации ионообменных смол, регенерирующий раствор, проходит через шихту ионообменных смол, фильтруется на фильтрующих колпачках и отводится через трубу для отвода дренированной воды, далее проходит микрофильтрацию, после чего выполняют измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма излучения от поверхности контейнера-сборника, далее до тех пор, пока результаты указанных измерений не достигнут допустимых величин, повторяют цикл, повторно подавая в контейнер-сборник регенерирующий раствор, по завершении указанного цикла осушают контейнер-сборник, подавая в контейнер-сборник сжатый воздух до тех пор, пока не прекратится выход регенерирующего раствора из трубы для отвода дренированной воды, выгружают осушенную шихту отработавших ионообменных смол из контейнера-сборника.

Таким образом, заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что после заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол в контейнер-сборник подают регенерирующий раствор, предназначенный для регенерации ионообменных смол, регенерирующий раствор, проходит через шихту ионообменных смол, фильтруется на фильтрующих колпачках и отводится через трубу для отвода дренированной воды, далее проходит микрофильтрацию, после чего выполняют измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма излучения от поверхности контейнера-сборника, далее до тех пор, пока результаты указанных измерений не достигнут допустимых величин, повторяют цикл, повторно подавая в контейнер-сборник регенерирующий раствор, по завершении указанного цикла осушают контейнер-сборник, подавая в контейнер-сборник сжатый воздух до тех пор, пока не прекратится выход регенерирующего раствора из трубы для отвода дренированной воды, выгружают осушенную шихту отработавших ионообменных смол из контейнера-сборника.

Применение регенерирующих растворов для регенерации отработавших ионообменных смол широко известно в технике. Также широко применяется фильтрация растворов на микрофильтрах. Однако только совместное применение подачи регенерирующего раствора, предназначенного для регенерации ионообменных смол, в контейнер-сборник после заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол, после чего регенерирующий раствор проходит через шихту ионообменных смол, фильтруется на фильтрующих колпачках и отводится через трубу для отвода дренированной воды, далее проходит микрофильтрацию, после чего его повторно подают в контейнер-сборник, при этом выполняют измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма излучения от поверхности контейнера-сборника; данный цикл повторяют до тех пор, пока результаты указанных измерений не достигнут допустимых величин, по завершении указанного цикла осушают контейнер-сборник, подавая в контейнер-сборник сжатый воздух до тех пор, пока не прекратится выход регенерирующего раствора из трубы для отвода дренированной воды, выгружают осушенную шихту отработавших ионообменных смол из контейнера-сборника, позволит снизить активность радиоактивных отработавших ионообменных смол и за счет этого избежать переоблучения персонала после использования указанного способа для работы с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами при их дальнейшем хранении и обращении с ними.

Регенерирующий раствор, подаваемый в контейнер-сборник после заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол, при прохождении через шихту отработавших ионообменных смол извлекает адсорбированные на отработавших ионообменных смолах радиоактивные вещества. Применение фильтрации загрязненного регенерирующего раствора сначала на фильтрующих колпачках, а потом с помощью микрофильтрации, позволяет очистить указанный регенерирующий раствор от нерастворимых загрязнений, сначала от более крупных, потом – от тонкой взвеси. Измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма излучения от поверхности контейнера-сборника позволяет оценить активность находящейся в контейнере-сборнике шихты отработавших ионообменных смол и сделать вывод о ее соответствии или не соответствии допустимым нормам. Повторная подача регенерирующего раствора в контейнер-сборник позволяет снизить расход регенерирующего раствора и последующее количество образовавшихся жидких радиоактивных отходов. Осушение контейнера-сборника подачей в него сжатого воздуха до тех пор, пока не прекратится выход регенерирующего раствора из трубы для отвода дренированной воды, позволяет эффективно удалить содержащийся в шихте отработавших ионообменных смол регенерирующий раствор. Выгрузка осушенной шихты отработавших ионообменных смол из контейнера-сборника позволяет использовать контейнер-сборник повторно, а осушенную шихту отработавших ионообменных смол с активностью, соответствующей допустимым нормам, направить на хранение или дальнейшую переработку, в зависимости от схемы обращения с отходами, принятой на предприятии.

На фиг. 1 показана установка для осуществления заявляемого способа обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами.

Установка состоит из контейнера-сборника, включающего в себя корпус 1, фильтрующий элемент 2, трубу для подачи шихты ионообменных смол 3, трубу для подачи регенерирующего раствора 4, съемное днище 5, герметично прикрепленное к узлу стыковки 6 контейнера-сборника крепежными элементами, одноразовое удаляемое днище 7, прилегающее внутри корпуса 1 к съемному днищу 5, патрубок для подачи сжатого воздуха 8 и узел дренажа свободной воды, включающий в себя кольцевую трубу 9 с установленными по периметру фильтрующими колпачками 10 и трубу для отвода дренированной воды 11, к трубам для подачи шихты ионообменных смол 3, для отвода дренированной воды 11 и для подачи регенерирующего раствора 4 смонтирован контур рециркуляции регенерирующего раствора, включающий емкость приготовления регенерирующего раствора 12, блок микрофильтров 13, например, из последовательно соединенных микрофильтров первой ступени с рейтингом фильтрации 5 мкм и микрофильтра второй ступени с рейтингом фильтрации 1 мкм, соединенных трубами; каждая из веток контура оборудована регулировочно-запорной арматурой.

Бункер 14 оборудован устройством для улавливания удаляемого днища 15, к нему смонтирован узел дозированной выдачи 16, например, включающий в себя шнековый транспортер.

Способ осуществляется следующим образом:

Для предотвращения попадания ионообменных смол, не прошедших операции по снижению активности, в бункер 14 регенерация проводится в контейнере-сборнике с закрытым съемным днищем 5.

В контейнер-сборник с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами через трубу для подачи шихты ионообменных смол 3 подается регенерирующий раствор из емкости приготовления регенерирующего раствора 12. Далее регенерирующий раствор, пройдя колпачковую систему фильтрации, через трубу для отвода дренированной воды 11 удаляется из контейнера-сборника и подается на блок микрофильтров 13. Выполняется измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма излучения от поверхности контейнера-сборника с помощью соответствующего измерителя (не показан). Если результат измерений выше допустимого, отфильтрованный регенерирующий раствор снова подается в контейнер-сборник с отработавшими радиоактивными ионообменными смолами. Иначе отработавший регенерирующий раствор из контейнера-сборника отводится в емкость приготовления регенерирующего раствора 12 через трубу для подачи регенерирующего раствора 4 с помощью подачи сжатого воздуха через патрубок для подачи сжатого воздуха 8.

После удаления всего объема регенерирующего раствора из отработавших ионообменных смол съемное днище 5 демонтируется. Далее контейнер-сборник с демонтированным съемным днищем 5 герметично устанавливается в стыковочный узел 6. Через патрубок для подачи сжатого воздуха 8 в контейнер-сборник подается сжатый воздух, под давлением воздуха удаляемое днище 7 выбивается и попадает в устройство для улавливания удаляемого днища 15, а ионообменные смолы под действием силы тяжести высыпаются в бункер 14.

Из бункера ионообменные смолы подают на узел дозированной выдачи 16 и выгружают в емкости, предназначенные для транспортирования и временного хранения радиоактивных отходов, например типа БЗ1А2-216,5.

Заявляемый способ позволит снизить активность радиоактивных отработавших ионообменных смол и за счет этого избежать переоблучения персонала после использования указанного способа обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами при их дальнейшем хранении и обращении с ними.

Способ обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами, при котором контейнер-сборник для ионообменных смол через трубу для подачи шихты ионообменных смол заполняют шихтой отработавших ионообменных смол, в виде пульпы, гидродинамическим способом, отличающийся тем, что после заполнения контейнера-сборника шихтой отработавших ионообменных смол в контейнер-сборник подают регенерирующий раствор, предназначенный для регенерации ионообменных смол, регенерирующий раствор проходит через шихту ионообменных смол, фильтруется на фильтрующих колпачках и отводится через трубу для отвода дренированной воды, далее проходит микрофильтрацию, после чего выполняют измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения от поверхности контейнера-сборника, далее до тех пор, пока результаты указанных измерений не достигнут допустимых величин, повторяют цикл, повторно подавая в контейнер-сборник регенерирующий раствор, по завершении указанного цикла осушают контейнер-сборник, подавая в контейнер-сборник сжатый воздух до тех пор, пока не прекратится выход регенерирующего раствора из трубы для отвода дренированной воды, выгружают осушенную шихту отработавших ионообменных смол из контейнера-сборника.

Изобретение относится к атомной промышленности и может применяться для дезактивации крупногабаритного емкостного оборудования, например, при подготовке к выводу из эксплуатации и в процессе вывода из эксплуатации ядерно- и радиационно-опасных объектов, на объектах использования атомной энергии. В способе дезактивации крупногабаритного емкостного оборудования ультразвуковые излучатели монтируют на стенки дезактивируемой емкости снаружи.

Способ переработки гексафторида урана // 2749956

Изобретение относится к химии и технологии урана и может быть использовано в атомной промышленности для конверсии обедненного (отвального) гексафторида урана (ОГФУ), накопленные запасы которого превышают 600 тыс. тонн и представляют большую экологическую опасность.

Способ дезактивации графитовых радиоактивных отходов // 2713733

Изобретение относится к технологии обработки материалов с радиоактивным загрязнением. Способ дезактивации графитовых радиоактивных отходов включает размещение дезактивируемого элемента в герметичной камере, соединение электропроводящего материала с различными полюсами источника тока, осуществление циркуляции агрессивного рабочего агента.

Техническое устройство для контактно-дуговой вырезки и осушения пеналов с дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками // 2696247

Изобретение относится к области атомной энергетики. Техническое устройство для контактно-дуговой вырезки и осушения пеналов с дефектными отработавшими тепловыделяющими сборками (ОТВС) содержит корпус, электрод-инструмент, привод вращения электрода-инструмента, щеточный токоподвод.

Комплексная установка дезактивации твердых радиоактивных отходов и кондиционирования образующихся жидких радиоактивных отходов // 2695811

Изобретение относится к атомной промышленности. Комплексная установка дезактивации металлов, содержащих прочнофиксированные поверхностные радиоактивные загрязнения, включает совмещенную ультразвуковую и электрохимическую дезактивацию металла в водных растворах кислот.

Способ обращения с отработавшим реакторным графитом ядерного уран-графитового реактора // 2688137

Изобретение относится к области обращения с твердыми радиоактивными отходами, в частности обращению с отработавшим графитом (ОГ) при выводе из эксплуатации уран-графитовых реакторов. Способ обращения с отработавшим реакторным графитом при выводе из эксплуатации уран-графитовых реакторов включает предварительную временную выдержку графитовой кладки, демонтаж кладки, упаковку отработавшего графита в контейнеры и захоронение в приповерхностном или глубинном пункте захоронения.

Установка электрохимической дезактивации металлических радиоактивных отходов // 2684610

Изобретение относится к устройствам для устранения радиоактивного заражения радиоактивных отходов. Установка электрохимической дезактивации металлических радиоактивных отходов включает трубопровод, оборудованный запорной арматурой, модуль обработки металлических радиоактивных отходов, содержащий блок электрохимической дезактивации, соединенный вентиляционным каналом с модулем вентиляции и оборудованным запорной арматурой трубопроводом подачи и выгрузки дезактивирующего раствора, с модулем приема дезактивирующего раствора.

Установка для отмывки труб // 2675144

Изобретение относится к устройству для отмывки внутренней и наружной поверхностей труб от продуктов коррозии и последующей пассивации отмытых поверхностей, а также может быть использовано для дезактивации труб низкого уровня активности. Установка для отмывки труб содержит расположенные одна над другой и соединенные между собой трубопроводом камеру мойки и камеру для моющего агента, систему подачи сжатого воздуха с пневмораспределителем.

Защитный экран, формируемый при рекультивации земель, и способ его формирования // 2663430

Изобретение относится к области создания сорбционных защитных экранов, которые могут быть использованы при рекультивации земель, содержащих техногенные отходы и природные образования с повышенным радиационным фоном. Защитный экран, формируемый при рекультивации загрязненных земель с повышенным радиационным фоном, выполнен двухслойным.

Способ извлечения радиоактивного битумного компаунда из хранилищ // 2647869

Изобретение относится к области обращения с радиоактивными отходами. Способ извлечения радиоактивного битумного компаунда из хранилища заключается в том, что извлечение осуществляется с помощью оборудования (приспособления), имеющего температуру, превышающую температуру плавления битума, но ниже температуры вспышки, обеспечивающего локальный нагрев по границе извлекаемого фрагмента битума, приводя битумный компаунд в состояние, пригодное для его захвата и извлечения, с последующим перемещением извлекаемого фрагмента в контейнер.

Способ переработки отходов реакторного графита // 2758058

Изобретение относится к ядерной технике, а более конкретно - к способам дезактивационной обработки облученного реакторного графита, например облученных графитовых блоков отражателей и замедлителей активных зон, и может быть использовано при снятии с эксплуатации реакторов с графитовым замедлителем. Поверхностный слой внутреннего отверстия графитового блока удаляют с помощью гидроабразивной резки и отправляют на переработку или на захоронение, а затем оставшуюся часть подвергают термообработке инертным газом с объемным содержанием кислорода 3-5% при температуре 700°C в течение 1-2 ч.