Установка концентрирования

Полезная модель относится к области ядерной энергетики, и может быть использована в установке получения концентрированного солевого раствора при обработке жидких радиоактивных отходов, образующихся при эксплуатации атомных электростанций. Задача полезной модели - упрощение конструкции установки, компактное размещение ее блоков без нарушения технологического процесса получения концентрированного раствора в тех помещениях, в которых необходимо осуществить дифференциальную защиту от радиации обслуживающего персонала, а также изготовление блоков установки с учетом сейсмостойкости и работы в условиях большой влажности и высокой температуры. Поставленная задача решается тем, что в установке концентрирования, содержащей клапан управления исходным солевым раствором с каналом подвода исходного солевого раствора, блок распределения исходного солевого раствора, блок промывки и дезактивации, блок получения концентрированного солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара с каналом отвода концентрированного солевого раствора и блок греющего пара, последние три блока размещены по своим функциональным признакам в одном защитном помещении, а остальные - в другом защитном помещении, расположенным под первым на определенном расстоянии по высоте, причем клапан управления непосредственно связан с блоком распределения и размещены они, как блок получения концентрированного солевого раствора и блок отделения концентрированного солевого раствора от пара в необслуживаемемых зонах работы, а блок промывки и дезактивации и блок греющего пара - в периодически обслуживаемых зонах работы, при этом все блоки связаны между собой трубопроводами, как внутри каждого защитного помещения, так между помещениями. Все блоки в данной установке выполнены в тропическом варианте и сейсмостойкими, детали этих блоков и связывающие их трубопроводы выполнены из нержавеющей стали. Все блоки выполнены категории сейсмостойкости IIб и воспринимают сейсмическое воздействие уровня землетрясения интенсивностью 8 баллов по шкале MSK-64. 1 н.п. ф-лы, 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Полезная модель относится к области ядерной энергетики, и может быть использована в установке получения концентрированного раствора при обработке жидких радиоактивных отходов, образующихся при эксплуатации атомных электростанций.

Известна установка концентрирования, содержащая клапан управления исходным солевым раствором с каналом подвода исходного солевого раствора, блок распределения, блок промывки и дезактивации, блок получения концентрированного солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара с каналом отвода концентрированного солевого раствора и блок греющего пара (см. патент на полезную модель №52572, МПК В01D 1/04, 2005).

В известной установке жидкие радиоактивные отходы подводятся через канал подвода исходного солевого раствора и клапан управления к блоку исходного солевого раствора, насосы которого под высоким давлением подают исходный солевой раствор к блоку распределения и далее к блоку концентрированного солевого раствора. В последнем исходный солевой раствор подвергают глубокому упариванию в трубках прямоточных испарителей за счет поступления пара от блока греющего пара с внешней стороны этих трубок. Благодаря такому нагреву из солевого раствора испаряется значительное количество воды, которая затем удаляется в блоке отделения концентрированного солевого раствора от пара. После удаления пара раствор становится более концентрированным по сравнению с исходным солевым раствором.

При анализе работы данной установки следует отметить тот факт, что она имеет значительные габариты, все блоки установлены на одном уровне, для чего необходима достаточно значительная площадь для их размещения, при работе с каждым блоком требуется различная защита от радиации обслуживающему персоналу и, кроме того, существуют ограничения по сейсмостойкости и использованию известной установки в условиях большой влажности и высокой температуры.

Задачей полезной модели является упрощения конструкции установки, компактное размещение ее блоков без нарушения технологического процесса получения концентрированного раствора в тех помещениях, в которых необходимо осуществить дифференцированную защиту от радиации обслуживающего персонала, а также изготовление блоков установки с учетом

сейсмостойкости и работы в условиях большой влажности и высокой температуры.

Поставленная задача решается тем, что в установке концентрирования, содержащей клапан управления исходным солевым раствором с каналом подвода исходного солевого раствора, блок распределения, блок промывки и дезактивации, блок получения концентрирования солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара с каналом отвода концентрированного солевого раствора и блок подачи греющего пара, последние три блока размещены по своим функциональным признакам в одном защитном помещении, а остальные - в другом защитном помещении, расположенном под первым на определенном расстоянии по высоте, причем клапан управления непосредственно связан с блоком распределения и размещены они, как блок получения концентрированного солевого раствора и блок отделения этого раствора от пара в необслуживаемых зонах работы, а блок промывки и дезактивации и блок греющего пара - в периодически обслуживаемых зонах работы, при этом все блоки связаны между собой трубопроводами, как внутри каждого помещения, так между помещениями, выполнены в тропическом варианте и сейсмостойкими. Все детали блоков и связывающие их трубопроводы выполнены из нержавеющей стали, все блоки выполнены категории сейсмостойкости Пб и воспринимают сейсмическое воздействие уровня землетрясения интенсивностью 8 баллов по шкале MSK-64.

При проведении патентных исследований не было обнаружено ни одного технического решения, идентичного заявленному, а, следовательно, заявленная полезная модель может соответствовать критерию «новизна».

Считаем, что сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.

Сущность полезной модели поясняется на графическом материале, на котором представлена структурная схема установки концентрирования.

Установка концентрирования содержит клапан 1 управления исходным солевым раствором с каналом 2 подвода исходного солевого раствора, блок 3 распределения исходного солевого раствора, блок 4 промывки и дезактивации, блок 5 получения концентрированного солевого раствора, блок 6 отделения концентрированного солевого раствора от пара с каналом 7 отвода концентрированного солевого раствора, блок 8 подачи греющего пара.

Для компактного размещения указанных выше блоков, входящих в систему концентрирования, последнюю размещают в здании 9, имеющем разные уровни расположения оборудования. Так блоки 5, 6 и 8 по своим функциональным признакам устанавливают в защитном помещении 10, расположенным на верхнем уровне здания, а клапан 1 с блоками 3 и 4 - в защитном помещении 11, расположенным на нижнем уровне здания, который отстоит от верхнего

уровня на определенном расстоянии по высоте. Каждое защитное помещение имеет две зоны работы, одна из которых периодически обслуживаемая, а другая - необслуживаемая. В периодически обслуживаемой зоне 12 помещения 10 установлен блок 8 греющего пара, а в периодически обслуживаемой зоне 13 помещения 11 - блок 4 промывки и дезактивации. В необслуживаемой зоне 14 помещения 10 установлены блоки 5 и 6, а в необслуживаемой зоне 15 помещения 11 - клапан 1 и блок 3, которые непосредственно связаны друг с другом.

Установка концентрирования работает следующим образом.

Жидкие радиоактивные отходы в виде исходного солевого раствора через монжюст под высоким давлением поступает по каналу 2 к клапану 1 управления. В последнем осуществляется регулирование расхода солевого раствора, который по трубопроводу 16 направляется к блоку 3 распределения. В этом блоке обеспечивается равномерное распределение раствора по прямоточным испарителям, входящим в состав блока 5, который через трубопроводы 17 связан с блоком 3. Исходный солевой раствор, проходя по трубкам прямоточных испарителей, начинает нагреваться от пара, поступающего к внешним сторонам этих трубок по трубопроводу 18 от блока 8 греющего пара. Благодаря нагреву трубок с их внешних сторон, из раствора начинает испаряться вода, в результате чего раствор получается более концентрированным по сравнению с исходным раствором.

Далее смесь пара с концентрированным раствором по трубопроводу 19 поступает в блок 6, где при помощи сепаратора происходит отделение пара от раствора, причем последний под действием своего веса опускается вниз, а пар удаляется через ее верхнюю часть для конденсации. Накопившийся в нижней части сепаратора концентрированный раствор по каналу 7 отводится в место для дальнейшей его переработки.

После получения концентрированного раствора к работе подключают блок 4, который по трубопроводам 20 и 21 подает промывочный раствор соответственно в блок 3 и блок 6, причем через блок 3 промывочный раствор по трубопроводам 17 поступает в трубки прямоточных испарителей. Промывка указанных выше блоков обеспечивает дезактивацию этих узлов, которые после этой промывки готовы принять очередную порцию исходного солевого раствора.

Следует отметить, что между помещениями 10 и 11, как правило, расположены другие помещения с установленными в них оборудованием, обеспечивающим дальнейшую переработку концентрированного раствора, поступающего по каналу 7. К такому оборудованию можно отнести, например, смешивание концентрированного раствора с цементом и другими твердыми добавками и получение цементного компаунда, которым заполняют емкости с целью их захоронения.

Таким образом, непосредственное подключение клапана управления к блоку распределения уменьшает габариты установки концентрирования, размещения ее на разных уровнях здания обеспечивает более компактное размещение блоков установки без нарушения технологического процесса получения концентрированного раствора в тех помещениях, в которых требуется дифференцированная защита от радиации обслуживающего персонала, а изготовление блоков установки с учетом сейсмостойкости и работы в условиях большой влажности и высокой температуры позволяет эксплуатировать установку в тех странах, в которых существуют такие условия.

Данная установка концентрирования спроектирована специально для работы на АЭС Кудамкулам в Индии под параметры подводимых сред от АЭС для блоков, входящих в эту установку, и под определенные условия работы, в которых они функционируют.

Так исходный солевой раствор подается в установку с солесодержанием 350-370 г/л, активностью не более 1,7×10 Бк/куб.м, температурой рабочей не более 40*С, рН=9,5-13. Солесодержание раствора после упаривания выдерживается на уровне 600-800 г/л. Насыщенный пар подводится с расходом не более 0,7 т/ч, давлением 1.08 МПа и температурой 187*С. Охлаждающая вода промконтура подается с расходом 15 куб.м/ч, давлением 1,0 МПа, рабочей температурой 39*С. Сжатый воздух подается под давлением 0.7 МПа, температурой не более 40*С. Возврат конденсата пара из прямоточных испарителей осуществляется с расходом 0.7 т/ч, давлением 0,6 МПа и температурой 100*С.

Согласно ГОСТ 15150-69 климатические исполнения установки концентрирования - ТВ, категория размещения - 4, тип атмосферы - III, группа условий эксплуатации - 2.

Блоки установки категории сейсмостойкости IIб рассчитаны на прочность и восприятие сейсмического воздействия уровня землетрясения интенсивностью 8 баллов по шкале MSK-64.

1. Установка концентрирования, содержащая клапан управления исходным солевым раствором с каналом подвода исходного солевого раствора, блок распределения исходного солевого раствора, блок промывки и дезактивации, блок получения концентрированного солевого раствора, блок отделения концентрированного солевого раствора от пара с каналом отвода концентрированного солевого раствора и блок греющего пара, отличающаяся тем, что последние три блока размещены по своим функциональным признакам в одном защитном помещении, а остальные - в другом защитном помещении, расположенным под первым на определенном расстоянии по высоте, причем клапан управления непосредственно связан с блоком распределения и размещены они, как блок получения концентрированного солевого раствора и блок отделения концентрированного солевого раствора от пара в необслуживаемых зонах работы, а блок промывки и дезактивации и блок греющего пара - в периодически обслуживаемых зонах работы, при этом все блоки связаны между собой трубопроводами, как внутри каждого защитного помещения, так между помещениями.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что в ней все блоки выполнены в тропическом варианте и сейсмостойкими.

3. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что все детали блоков и связывающие их трубопроводы выполнены из нержавеющей стали.

4. Установка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что все блоки выполнены категории сейсмостойкости IIб и воспринимают сейсмическое воздействие уровня землетрясения интенсивностью 8 баллов по шкале MSK-64.