DE19732654A1 - Verfahren zum Reinigen eines Behälters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Be­ hälters, insbesondere eines Dampferzeugers in einem Kern­ kraftwerk, wobei eine Reinigungschemikalie eingespeist und ein Reaktionsprodukt entfernt werden.

Ein solches Reinigungsverfahren ist z. B. in der US-Patent­ schrift 5,264,041 beschrieben. Dabei wird eine Chemikalienlö­ sung in den zu reinigenden Behälter eingespeist, die als Kom­ plexbildner wirkt. Diese Lösung wird für eine gegebene Zeit­ spanne im Behälter belassen. Während dieser Zeitspanne bildet sich aus Eisenoxid, das an den Innenwänden des Behälters haf­ tet, ein löslicher Eisenkomplex. Dieser dann gelöste Eisen­ komplex wird zusammen mit den Resten der Reinigungslösung aus dem Behälter entfernt.

Bei bekannten Reinigungsverfahren muß darauf geachtet werden, daß durch die Reinigungschemikalien nur das Eisenoxid, das entfernt werden soll, angegriffen wird. Es darf nicht dazu kommen, daß der metallische Behälterwerkstoff selbst ange­ griffen wird. Deshalb ist es bisher üblich, beim Reinigen ei­ nes Behälters auch korrosionsverhindernde Stoffe einzuspei­ sen. Diese Stoffe sind dann nach der Reinigung in der aus dem Behälter entfernten Lösung enthalten. Die korrosionsverhin­ dernden Stoffe selbst oder ihre Folgeprodukte müssen entsorgt werden.

Aus der noch nicht veröffentlichten deutschen Patentanmeldung 196 31 178.0 ist ein Verfahren zur Korrosionsüberwachung be­ kannt, bei dem der Wasserstoffanteil in einem Gas-Dampf-Ge­ misch, das bei einer Reinigung freigesetzt wird, gemessen wird. Das Volumen oder die Menge des freigesetzten Wasser­ stoffs gibt dabei einen Hinweis darauf, mit welcher Intensi­ tät das Material, aus dem der Behälter besteht, von der Rei­ nigungschemikalie angegriffen wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Reinigen eines Behälters anzugeben, das ohne den Einsatz von korrosionsverhindernden Stoffen auskommt und trotzdem gewähr­ leistet, daß der metallische Werkstoff des Behälters selbst nicht durch Reinigungschemikalien angegriffen wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine oder mehrere Teilmengen der Reinigungschemikalie jeweils ge­ folgt durch eine Reaktionszeitspanne eingespeist werden, daß falls nach dem Einspeisen oder nach der Reaktionszeitspanne kein Verbrauch von Reinigungschemikalie und/oder ein Angriff der Reinigungschemikalie auf das Material des Behälters fest­ gestellt wird, der Füllstand im Behälter, wenn der Behälter noch nicht vollständig gefüllt ist, zum Reinigen eines höher gelegenen Abschnitts des Behälters erhöht wird und der Be­ hälter, wenn er vollständig gefüllt ist, entleert wird.

Es kann gemessen werden, wieviel der Reinigungschemikalie verbraucht ist, und es kann untersucht werden, ob durch die Reinigungschemikalie ein Material, aus dem der Behälter be­ steht, angegriffen wurde. Falls innerhalb einer Reaktions­ zeitspanne keine Reinigungschemikalie verbraucht wird, ist das ein Indiz dafür, daß der von der Reinigungschemikalie be­ netzte Abschnitt des Behälters vollständig gereinigt ist und keine Ablagerungen mehr vorhanden sind. Entsprechend weist ein Angriff der Reinigungschemikalie auf das Material des Be­ hälters darauf hin, daß der benetzte Abschnitt des Behälters gereinigt und von Ablagerungen befreit ist. Erst dann kann nämlich die Reinigungschemikalie in großem Umfang auf das Be­ hältermaterial einwirken.

Wenn die Reinigung des ersten Abschnitts des Behälters abge­ schlossen ist, wird der Füllstand im Behälter erhöht, z. B. durch Einspeisen von Wasser, insbesondere von Deionat, das Hydrazin enthalten kann. Die noch vorhandene Reinigungschemi­ kalie reinigt dann den neu benetzten Abschnitt des Behälters. Ein Angriff auf den Werkstoff des Behälters am gereinigten Abschnitt erfolgt dabei nicht, da die Reinigungschemikalie schnell mit den Ablagerungen am neu benetzten Abschnitt re­ giert, noch bevor eine Reaktion mit dem Werkstoff erfolgen könnte.

Nach der Erhöhung des Füllstandes beginnt das Reinigungsver­ fahren mit einer Reaktionszeitspanne von Neuem. Erst wenn der gesamte Behälter gereinigt ist, wird er entleert.

Beispielsweise wird festgestellt, ob das Material des Behäl­ ters angegriffen wurde, indem das Mengenverhältnis von Was­ serstoff und einem Restgas, z. B. Stickstoff, im Behälter ge­ messen wird. Wenn das Verhältnis größer als 1 ist, weist das darauf hin, daß in der vergangenen Reaktionszeitspanne das Material des Behälters angegriffen wurde. Statt des Mengen­ verhältnisses kann auch ein Volumenverhältnis untersucht wer­ den.

Falls der Behälter vor dem Ende der Reinigung gefüllt ist, kann beispielsweise der Inhalt teilweise eingedampft werden, so daß die Reinigung dann weitergeführt werden kann. Falls die Messungen darauf hinweisen, daß noch Ablagerungen im Be­ hälter vorhanden sind (Verbrauch von Reinigungschemikalien und/oder kein Angriff auf das Material des Behälters) und der Behälter gefüllt ist, muß nämlich im Behälter ein freies Vo­ lumen für eine oder mehrere zusätzliche Teilmengen der Reini­ gungschemikalie geschaffen werden.

Die Reinigungschemikalie kann als wäßrige Lösung vorliegen und eingespeist werden. Sie kann jedoch auch getrennt vom Wasser eingespeist werden, so daß sich eine Lösung erst im Behälter bildet. Es ist auch möglich, daß neben einer wäßrigen Lösung der Reinigungschemikalie zusätzlich Wasser einge­ speist wird. Als wäßrige Lösung entfaltet die Reinigungsche­ mikalie eine gute Reinigungswirkung.

Die Temperatur im Behälter beträgt bei der Reinigung bei­ spielsweise zwischen 150°C und 200°C. Diese Temperatur ist aufgrund des hohen Druckes im Behälter möglich. Sie ist be­ sonders geeignet, weil die Reinigungschemikalie dann eine be­ sonders gute Reinigungswirkung erzielt.

Die Reinigungschemikalie ist beispielsweise eine komplexbil­ dende Säure oder ein Salz einer solchen Säure. Dadurch wird aus dem zu entfernenden Oxid, z. B. Eisenoxid, ein Komplex, z. B. ein Eisenkomplex, gebildet, der leicht löslich ist und beim Entleeren des Behälters vollständig aus dem Behälter entfernt wird.

Beispielsweise ist die Reinigungschemikalie Ethylendiamin­ tetraessigsäure (EDTA) oder ein Salz der EDTA, die als Kom­ plexbildner zur Bildung eines Komplexes, z. B. eines Eisenkom­ plexes besonders geeignet sind.

In den Behälter kann nach dem Einspeisen oder gleichzeitig mit dem Einspeisen einer Teilmenge der Reinigungschemikalie Wasser eingespeist werden. Dadurch ist gewährleistet, daß stets ein geeigneter Füllstand im Behälter gegeben ist.

Dadurch, daß sich das Einspeisen von Teilmengen und die Reak­ tionszeitspannen abwechseln, erzielt man den besonderen Vor­ teil, daß eine Teilmenge der Reinigungschemikalie mit dem Ei­ senoxid oder mit einem anderen Oxid bereits eine chemische Verbindung eingegangen ist, bevor sie eine schädliche Wirkung auf die Metalloberfläche des Behälters entfalten kann. Ent­ sprechendes gilt für jede eingespeiste Teilmenge. Aufgrund der schrittweisen Dosierung der Reinigungschemikalie kommt man vorteilhafterweise ohne korrosionsverhindernde Stoffe aus und erreicht trotzdem, daß das Metall des Behälters nicht an­ gegriffen wird.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß der Behälterwerkstoff nicht angegriffen oder sogar beschädigt wird, obwohl besondere aufwendige Maß­ nahmen zu seinem Schutz nicht erforderlich sind.

Das Verfahren zum Reinigen eines Behälters nach der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert:

Die Zeichnung zeigt ein Ablaufdiagramm für ein solches Ver­ fahren.

In den zu reinigenden Behälter wird zunächst eine erste Teil­ menge der Reinigungschemikalie eingespeist 1. Danach wird ei­ ne Reaktionszeitspanne 2 verstreichen lassen. Danach oder be­ reits nach dem Einspeisen 1 wird eine Messung 3 vorgenommen, die Aufschluß darüber gibt, ob die Reinigung des benetzten Abschnitts des Behälters abgeschlossen ist 4. Die Reinigung ist dort dann als abgeschlossen anzusehen, wenn die Ab­ lagerungen im benetzten Abschnitt des Behälters durch die Reinigungschemikalie aufgelöst worden sind. Beispielsweise kann der Verbrauch der Reinigungschemikalie gemessen werden, wobei bei gleichbleibender Menge davon auszugehen ist, daß die Reinigungschemikalie keinen Reaktionspartner gefunden hat und damit die Reinigung abgeschlossen ist. Es kann auch ge­ messen werden, ob oder wie viel Wasserstoff bei der Reaktion freigesetzt worden ist. Zum Beispiel wird das Verhältnis des Wasserstoffs zu einem Restgas, beispielsweise zu Stickstoff, gemessen. Eine Wasserstoffmenge, die die Restgasmenge über­ steigt, gibt einen Hinweis darauf, daß die Reinigungschemika­ lie das Material des Behälters angegriffen hat. Das deutet darauf hin, daß alle Ablagerungen im Behälter entfernt sind. Wasserstoff entsteht insbesondere dann, wenn der Behälter aus C-Stahl besteht.

Falls die Messung 3 ergibt, daß die Reinigung beendet ist 4, wird anschließend der Füllstand im Behälter gemessen 5. Falls der Behälter voll 6 ist, wird er entleert 7 und die Reinigung des gesamten Behälters ist beendet. Falls der Behälter nicht voll 8 ist, wird der Füllstand, z. B. durch Zugabe von Deionat erhöht 9. Die noch vorhandene Reinigungschemikalie reinigt dann den nächsten höher gelegenen Abschnitt des Behälters. Da sie auf die dortigen Ablagerungen schneller einwirkt als auf das Material des Behälters im unteren Abschnitt, erfolge kein Angriff auf das Material des Behälters im bereits gereinigten Teil. Für den höher gelegenen Abschnitt des Behälters startet das Reinigungsverfahren nach der Erfindung beginnend mit ei­ ner Reaktionszeitspanne 2 erneut. Entsprechend wird fortge­ fahren bis der gesamte Behälter voll 6, also vollständig ge­ reinigt ist.

Falls die Messung 3 ergibt, daß noch Ablagerungen vorhanden sind 10, wird anschließend der Füllstand im Behälter gemessen 11 und, falls der Behälter gefüllt ist 12, wird der Inhalt des Behälters zumindest teilweise eingedampft 13. Danach wird eine nächste Teilmenge der Reinigungschemikalie eingespeist 1 und das Verfahren beginnt von neuem bis keine Ablagerungen mehr im Behälter vorhanden sind.

Falls nach der Füllstandsmessung 11 festgestellt wird, daß der Behälter noch nicht voll ist 14, kann ohne Eindampfen so­ fort eine nächste Teilmenge der Reinigungschemikalie einge­ speist werden 1 und das Verfahren kann erneut starten.

Um eine optimale Reinigung des Behälters zu erzielen, kann die Reinigungschemikalie, bzw. deren Lösung, im Behälter ver­ wirbelt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Reinigen eines Behälters, insbesondere eines Dampferzeugers in einem Kernkraftwerk, wobei eine Reinigungs­ chemikalie eingespeist (1) und ein Reaktionsprodukt entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Teilmengen der Reinigungschemikalie, jeweils ge­ folgt durch eine Reaktionszeitspanne (2) eingespeist werden (1), daß falls nach dem Einspeisen (1) oder nach der Reakti­ onszeitspanne (2) kein Verbrauch von Reinigungschemikalie und/oder ein Angriff der Reinigungschemikalie auf das Mate­ rial des Behälters festgestellt wird, der Füllstand im Behäl­ ter, wenn der Behälter noch nicht vollständig gefüllt ist (8), zum Reinigen eines höher gelegenen Abschnitts des Behäl­ ters erhöht wird (9) und der Behälter, wenn er vollständig gefüllt ist (6), entleert wird (7)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhöhen (9) des Füllstandes in den Behälter Wasser einge­ speist wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mengenverhältnis von Wasserstoff und einem Restgas im Behäl­ ter gemessen wird, und daß festgestellt wird, daß das Mate­ rial des Behälters angegriffen wurde, wenn das Verhältnis größer als 1 ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Behälter vor dem Ende der Reinigung gefüllt ist (12), der Inhalt teilweise eingedampft wird (13) und die Reinigung dann weitergeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungschemikalie als wäßrige Lösung vorliegt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Behälter 150°C bis 200°C beträgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungschemikalie eine komplexbildende Säure oder ein Salz einer solchen Säure ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigungschemikalie Ethylendiamintetraessigsäure (EDTA) oder ein Salz der EDTA ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den Behälter nach oder mit dem Einspeisen (1) einer Teilmenge der Reinigungschemikalie Wasser eingespeist wird.