FI83574C - Stroemningskontrollfoerfarande foer radioaktiv dekontamination av en nukleaer aonggenerator. - Google Patents

Description

1 83574

Virtauksenohjausmenetelmä nukleaarisen höyrynkehittimen radioaktiivista dekontaminointia varten Tämä keksintö liittyy menetelmään nukleaarisen höyrynkehittimen radioaktiivisen dekontaminoinnin suorittamiseksi, jossa dekontaminointiliuosta syötetään höyrynkehittimen päätykammioon ja päätykammio ja lämmönvaihdinputkien pääty-kammion lähellä oleva osa täytetään vuorottain ennalta määrätylle pinnankorkeudelle dekontaminointiliuoksella ja liuos sitten taas poistetaan putkista radioaktiivisten saasteiden poistamiseksi päätykammion ja putkien pinnoilta.

Ydinvoimalaitoksen laitteistoja huollettaessa eräänä pääongelmana on huoltohenkilöstön altistuminen säteilylle. Koska ydinreaktorijärjestelmän kautta kiertävä jäähdyte on säteilyn alaisena, jäähdyte kuljettaa radioaktiivisuuden ydinreaktorijärjestelmän useimpiin komponentteihin. Tämä jäähdy-tekierto ydinreaktorijärjestelmän läpi tekee monet ydinreaktorin komponentit radioaktiivisiksi. Tiettyjä ydinvoimalai-tosjärjestelmän komponentteja on joskus huollettava ydinvoimalaitoksen käyttöiän aikana. Kun näitä komponentteja on huollettava, huoltohenkilöstö joutuu joskus läheiseen kosketukseen näiden komponenttien kanssa. Koska komponentit ovat radioaktiivisia, työskentelevän henkilöstön on huolehdittava tämän säteilyn yliannoksen välttämisestä. Jos kyseisille komponenteille suoritettavat toimenpiteet vaativat paljon aikaa, saastuneisiin komponentteihin liittyvä säteilykenttä vaikeuttaa suuresti näiden toimenpiteiden suorittamista johtuen rajallisesta ajasta, jonka määrättyjen työskentelevien henkilöiden voidaan sallia olevan komponentin lähellä. Tietyissä olosuhteissa komponentin säteilykenttä voi pidentää huomattavasti huollon suorittamiseen tarvittavaa aikaa sekä myös lisätä tehtävän suorittamiseen tarvittavien työntekijöiden lukumäärää, koska kukin henkilö voi olla komponentin lähellä vain rajoitetun ajan. Tämän vuoksi on tullut välttämättömäksi kehittää menetelmiä näihin komponentteihin liittyvien säteilykenttien pienentämiseksi niin, 2 83574 että työntekijät voivat olla komponenttien lähellä kauemmin siten, että huoltotoiminnat voidaan suorittaa tarkoituksenmukaisella tavalla.

On tunnettua, että näihin komponentteihin liittyvän säteily-kentän kehittää radioaktiivisuus, joka on asettunut näiden komponenttien sisäpinnoille kerrostuneeseen ohueen oksidi-kalvoon. Menetelmät näihin komponentteihin liittyvän sätei-lykentän pienentämiseksi ovat keskittyneet radioaktiivisen metallioksidikalvon poistamiseen komponenttia vaurioittamatta. Menetelmiä, joilla tätä metallioksidikalvoa on yritetty poistaa, ovat hiekkapuhallus, komponenttien huuhtelu liuoksilla ja pinnan pyyhkiminen. Vaikeuksiin, joita joihinkin näistä menetelmistä liittyy, sisältyy kyvyttömyys puhdistaa helposti eräiden komponenttityyppien karkeita pintoja, oksidikalvon poistamisen aiheuttama ilmaan siirtyvä säteily esim. hiekkapuhalluksessa ja primääri- tai sekundääripuolen jäähdytysveden mahdollinen saastuminen näiden menetelmien j äännösmateriaaleista.

Esillä olevan keksinnön päätavoitteena on siten saada aikaan menetelmä ydinvoimalaitosten komponenttien radioaktiivisen dekontaminoinnin suorittamiseksi siten, että niitä voidaan huoltaa, menetelmän vaurioittamatta komponenttia tai levittämättä saasteita koko reaktorijärjestelmään.

Menetelmälle on tunnusomaista että putkien vuorottaisen täyttämisen ja tyhjentämisen aikana dekontaminointiliuosta kierrätetään päätykammion läpi mainittujen putkien nesteen pinnankorkeuden korottamisen ja alentamisen lisäksi ja riippumatta siitä, ja päätykammion läpi kierrätettyä liuosta dekontaminoidaan ennen kuin se palautetaan pääty-kammioon.

li 3 83574

Keksintö ilmenee paremmin seuraavasta selityksestä, jossa on selitetty keksinnön parhaana pidetty suoritusmuoto, joka on esitetty vain esimerkkinä oheisissa piirustuksissa, joissa kuvio 1 on nukleaarisen höyrynkehittimen pystyleikkauskuvanto, kuvio 2 on dekontaminointijärjestelmän kaavio.

Ydinvoimalaitoksissa on joskus tarkastettava tai korjattava järjestelmän eri komponentteja. Ennen kuin tarkastus tai korjaus voidaan suorittaa, on joissakin tapauksissa suotavaa dekontami-noida komponentit niihin liittyvän säteilykentän pienentämiseksi. Tässä selitetty keksintö muodostaa menetelmän radioaktiivisen dekontaminointiliuoksen kierrättämiseksi nukleaarisen höyrynkehittimen läpi siihen liittyvän säteilytason alentamiseksi.

Kuviossa 1 nukleaarinen höyrynkehitin, joka on merkitty yleisesti viitenumerolla 20, käsittää ulkokuoren 22, jossa on primääri-väliaineen sisäänmenoyhde 24 ja primääriväliaineen ulostulo-yhde 26, jotka on kiinnitetty ulkokuoreen sen alaosan lähelle. Ulkokuoreen 22 on myös kiinnitetty sen alapään lähelle oleellisesti sylinterimäinen putkilevy 28, jossa on putkireiät 30.

Sekä putkilevyyn 28 että ulkokuoreen 22 kiinnitetty jakolevy 32 rajoittaa primääriväliaineen sisäänmenotilan eli ensimmäisen päätykammion 34 ja primääriväliaineen ulostulotilan eli toisen päätykammion 36 höyrynkehittimen alapäässä alalla yleisesti tunnetulla tavalla. Putket 38, jotka ovat U-muotoisesti kaareviksi muotoiltuja lämmönvaihdinputkia, on sijoitettu ulkokuoren 22 sisään ja kiinnitetty putkilevyyn 28 putkireikien 30 avulla. Putket 38, joiden lukumäärä voi olla noin 3500, muodostavat putkinipun 40, Ulkokuoreen 22 on lisäksi sijoitettu sekundaarisi sääntuloyhde 42 sekundääriväliaineen, kuten veden, syöttämistä varten ja ulkokuoren 22 yläosaan on kiinnitetty höyryn ulostulo-yhde 44.

\ 4 83574

Kuten alalla on yleisesti tunnettua, höyrynkehittimen 20 sitä osaa, jossa reaktorin jäähdyte (primääriväliaine) virtaa, kutsutaan tavallisesti höyrynkehittimen primääripuoleksi. Vastaavasti höyrynkehittimen 20 sitä osaa, jossa sekundääriväli-aine (vesi joka höyrystyy) virtaa, kutsutaan yleisesti höyrynkehittimen sekundääripuoleksi.

Toiminnan aikana primääriväliaine, joka voi olla vesi, jonka kierto ydinreaktorin sydämen läpi on kuumentanut, tulee höyryn-kehittimeen 20 primääriväliaineen sisääntuloyhteen 24 kautta ja virtaa ensimmäiseen päätykammioon 34. Ensimmäisestä päätykam-miosta primääriväliaine virtaa ylöspäin putkien 38 kautta putki-levyn 28 läpi ylös putkien 38 U-muotoisen kaarevan osan kautta, alas putkia 38 pitkin toiseen päätykammioon 36, jossa primääri-väliaine poistuu höyrynkehittimestä primääriväliaineen ulostulo-yhteen 26 kautta. Putkien 38 läpi virratessaan primääriväliaine luovuttaa lämpöä putkia 38 ympäröivään sekundäärivällaineeseen aikaansaaden sekundääriväliaineen höyrystymisen. Tuloksena oleva höyry poistuu tämän jälkeen höyrynkehittimestä höyryn ulos-tuloyhteen 44 kautta. Putkia 38 tai putkien 38 ja putkilevyn 28 välisiä hitsejä on ajoittain tarkastettava tai korjattava, jotta varmistettaisiin, että primääriväliaine, joka voi sisältää radioaktiivisia hiukkasia, pysyy sekundääriväliaineesta erotettuna. Tämän vuoksi ulkokuori 22 on varustettu kulkuaukoilla 46 sekä ensimmäiseen päätykammioon 34 että toiseen päätykammioon 36 pääsemiseksi, niin että koko putkilevyyn 28 voidaan päästä käsiksi.

Kun höyrynkehitintä on tarkastettava tai korjattava, höyrynkehi-tin pysäytetään ja tyhjennetään primääriväliaineesta. Kun primääriväliaine on tyhjennetty, ensimmäinen päätykammio 34, toinen päätykammio 36 ja putket 38 tyhjenevät reaktorin jäähdytteestä, niin että työntekijät voivat mennä ensimmäisen päätykammion 34 ja toisen päätykammion 36 sisälle. Ennen kuin työntekijät menevät ensimmäisen päätykammion 34 ja toisen päätykammion 36 sisälle on joskus kuitenkin edullista suorittaa näiden alueiden radioaktiivinen dekontaminointi, niin että työntekijät voivat ϋ 5 83574 viipyä näillä alueilla kauemmin tarkastus- ja korjaustehtävien suorittamiseksi.

Ensimmäisen päätykammion 34, toisen päätykammion 36 ja ainakin osan putkista 38 radioaktiivisen dekontaminoinnin suorittamiseksi ensimmäiseen päätykammioon 34, toiseen päätykammioon 36 ja putkiin 38 voidaan tuoda dekontaminointiliuosta radioaktiivisen saasteen poistamiseksi niistä ja siten näihin saasteisiin liittyvän säteilykentän pienentämiseksi. Eräs dekontaminointi-liuos ja -menetelmä, joita voidaan käyttää nukleaarisen höyryn-kehittimen 20 näiden osien radioaktiiviseen dekontaminointiin, on esitetty suomalaisessa patenttihakemuksessa n:o 842280

Paitsi että sopiva dekontaminointiliuos on valittava ja sitä on kierrätettävä kosketuksessa ensimmäisen päätykammion 34 ja toisen päätykammion 36 pintoihin, dekontaminointiliuosta on kyettävä myös kierrättämään ainakin johonkin osaan putkista 38, koska on havaittu, että likimain 20 % ensimmäisen päätykammion 34 ja toisen päätykammion 36 säteilykentästä liittyy radioaktiiviseen saasteeseen, joka on ensimmäisen 30 cm matkalla putkissa 38 välittömästi putkilevyn 28 läheisyydessä. Lisäksi kierrättämällä dekontaminointiliuosta ensimmäisen 1,2-1,8 m etäisyydelle putkissa 38 voidaan poistaa riittävä määrä oksidikalvoa tarkastus- tai korjaustoimenpiteiden, kuten päällystyksen helpottamiseksi. Siten oksidikalvon poistaminen paitsi pienentää säteily-kenttää poistaa myös korroosiotuloksia parantaen täten pinnan mekaanisia ominaisuuksia. Tämän vuoksi on tärkeää voida dekonta-minoida myös noin 1,2-1,8 m ensimmäisestä päätykammiosta 34 ja toisesta päätykammiosta 36 lähtevistä putkista 38.

Dekontaminointiliuoksen putkien 38 osaan tuomisen lisäksi on myös tärkeää, että dekontaminointiliuoksen lämpötila pidetään oikealla tasolla sen ollessa putkissa 38 ja että liuosta poistetaan putkista 38 ja uudistetaan, niin että putkissa 38 olevalla dekontaminointiliuoksella on oikea lämpötila ja pitoisuus. Tässä esitetty keksintö muodostaa menetelmän dekontaminointiliuoksen kierrättämiseksi höyrynkehittimen päätykammioihin ja putkien 6 83574 38 osaan samalla säilyttäen oikean lämpötilan ja koostumuksen putkissa 38 olevassa liuoksessa.

Tarkastellaan kuviota 2, jossa väliaineenohjausjärjestelmä on osoitettu yleisesti viitenumerolla 50 ja se muodostaa väliaineen kierrätysjärjestelmän, joka voidaan asentaa etäältä liikuteltavalle lavalle kuten perävaunuun ja kytkeä etäältä höyrynkehit-timeen 20, siten kuin kuviossa 2 on esitetty. Väliaineenohjaus-järjestelmä 50 muodostaa koneiston, jolla dekontaminointiliuosta voidaan kierrättää dekontaminoitavan höyrynkehittimen 20 osan kautta, samalla säilyttäen dekontaminointiliuoksen oikean virtauksen, paineen, lämpötilan ja koostumuksen höyrynkehit-timessä 20.

Väliaineenohjausjärjestelmä 50 sisältää säiliön 52, joka voi olla säiliöautoon tai -perävaunuun asennettu 11 500 1 säiliö, ja jossa on säiliöön liittyvä sähkölämmitysjärjestelmä säiliössä olevan väliaineen lämmittämiseksi välille 80-120°C ja mieluimmin noin 95°C lämpötilaan. Säiliö 52 on yhdistetty sopivilla johdoilla ensimmäiseen pumppuun 54, joka voi olla keskipako- tyyppinen pumppu, joka voi toimia välillä noin 0-400 1/min ja 2 paineella noin 8,44 kg/cm . Ensimmäinen pumppu 54 on kytketty johdoilla virtauksenohjausventtiiliin 56, joka on vuorostaan kytketty höyrynkehittimen 20 päätykammioon, esim. toiseen pääty-kammioon 36. Ensimmäisen pumpun 54 ja virtauksenohjausventtii-lin 56 väliseen johtoon on kytketty kierrätysjohto, joka johtaa säiliöön 52, kuten kuviossa 2 on esitetty. Kierrätysjohto 58 muodostaa välineen, jonka avulla ensimmäisestä pumpusta 54 tuleva virtaus voidaan kierrättää takaisin säiliöön 52 eikä virtauksenohjausventtiilin 56 läpi. Tällä tavoin voidaan ohjata höyrynkehittimeen 20 virtaavan väliaineen määrää. Saman tuloksen saavuttamiseksi voidaan luonnollisesti käyttää muunlaisia johtojen ja venttiilien järjestelyjä.

Toiseen päätykammioon 36 on sijoitettu väliaineen pinnankor-keuden anturi 60, jona voi olla paineanturi, ja se on kytketty

II

7 83574 sähköiseen linjaan, joka lähtee toisesta päätykammiosta 36 ja on kytketty ohjauslaitteeseen 62, joka määrää väliaineen pin-nankorkeuden toisessa päätykammiossa 36 ja putkissa 38. Ohjauslaite 62, joka voi olla mikroprosessori tai analoginen ohjauslaite, on kytketty sähköisesti myös virtauksenohjausventtiiliin 56 sen kautta kulkevan virtauksen asettelemiseksi automaattisesti. Väliaineen pinnankorkeuden anturin 60 sähköinen kytkentä ohjauslaitteeseen 62 ja ohjauslaitteen 62 sähköinen kytkentä virtauksenohjausventtiiliin 56 muodostavat mekanismin, jolla virtauksenohjausventtiiliä 56 voidaan asetella automaattisesti sen kautta kulkevan virtauksen kuristamiseksi höyrynkehittimen 20 väliaineen pinnankorkeuden ohjaamana. Höyrynkehittimen 20 väliaineen pinnankorkeutta voidaan tällä tavoin asetella automaattisesti .

Toiminnan alkuvaiheessa väliaineen virtaus säiliöstä 52 ensimmäisen pumpun 54 ja virtauksenohjausventtiilin 56 kautta tapahtuu nopeudella noin 400 1/min, kunnes väliaineen pinnankorkeus toisessa päätykammiossa 36 ja putkissa 38 saavuttaa halutun ennalta määrätyn tason. Haluttu ennalta määrätty taso voi ulottua noin 1,8 m putkien 38 sisälle, mikä on noin 1,2 m putkilevyn 28 yläpuolella. Kun väliaineen pinnankorkeus saavuttaa halutun tason, ohjauslaitteelle 62 ja virtauksenohjausventtiilille 56 lähetetään sähköinen signaali, niin että virtauksenohjausventtii-li 56 sulkeutuu siten, että virtauksenohjausventtiilin 56 kautta kulkeva virtaus putoaa nollaan. Koska ensimmäinen pumppu 54 toimii normaalisti nopeudella noin 400 1/min, virtauksenohjaus-venttiili 56 suljettaessa noin 400 1/min väliainevirtaus tulee automaattisesti käännetyksi kierrätysjohdon 58 kautta takaisin säiliöön 52.

Paluujohto, joka voi olla taipuisa johto, on kytketty toiseen päätykammioon 36 ja toiseen pumppuun 66 väliaineen pumppaamiseksi toisesta päätykammiosta 36 suotimelle 68. Toinen pumppu 66 voi olla ilmakäyttöinen pumppu, joka voi toimia nopeudella noin 200 1/min, kun väliaineen pinnankorkeus höyrynkehittimessä 20 nousee, ja nopeudella noin 300 1/min, kun pinnankorkeutta 8 83574 halutaan alentaa höyrynkehittimessä 20. Toinen pumppu 66 on myös kytketty sähköisesti ohjauslaitteeseen 62 siten, että ohjauslaite 62 voi automaattisesti asetella toisen pumpun 66 kautta kulkevaa virtausta höyrynkehittimen 20 väliaineen pinnankorkeuden perusteella. Kun pinnankorkeutta toisessa pää-tykammiossa 36 ja putkissa 38 halutaan nostaa, virtauksenohjaus-venttiili 56 asetetaan siten, että noin 400 1/min annetaan virrata virtauksenohjausventtiilin 56 kautta höyrynkehittimeen 20. Samanaikaisesti toista pumppua 66 käytetään nopeudella noin 200 1/min, mikä poistaa täten väliainetta 200 1/min toisesta pää-tykammiosta 36. Tällä tavalla väliaineen pinnankorkeus toisessa päätykammiossa 36 ja putkissa 38 nousee nopeudella noin 200 1/min. Jos sen sijaan väliaineen pinnankorkeutta toisessa päätykammiossa 36 ja putkissa 38 halutaan alentaa, toista pumppua 66 käytetään nopeudella noin 300 1/min, samalla kun väliaineen-ohjausventtiili 56 ohjaa koko virtauksen kierrätysjohdon 58 kautta, niin että höyrynkehittimeen 20 ei tule lainkaan virtausta. Siten kun väliaineen pinnankorkeutta halutaan alentaa höyrynkehittimessä 20, nämä pumppaustoimintojen yhdistelmät aikaansaavat väliaineen pinnankorkeuden alenemisen noin 300 1/min höyrynkehittimessä 20.

Tyypillisessä nukleaarisessa höyrynkehittimessä 20 toisessa päätykammiossa 36 tai ensimmäisessä päätykammiossa 34 voi olla noin 4500 1 vettä. Lisäksi vesitilavuus putkien 38 noin 1,8 m matkalla vain höyrynkehittimen 20 toisessa haarassa on noin 1300 1. Ts. vesimäärä, joka tarvitaan veden pinnankorkeuden nostamiseen höyrynkehittimessä 20 hieman putkilevyn 28 alapuolelta noin 1,8 m putkien 38 sisään (noin 1,2 m putkilevyn 28 yläpuolelle) on noin 1300 1. Siten kun toiseen päätykammioon 36 syötetään 400 1/min ja sieltä poistetaan noin 200 1/min, väliaineen tason noin 200 1/min suuruisella nettolisäyksellä höyrynkehittimessä 20 tarvitaan noin 6-7 min väliaineen pinnankorkeuden nostamiseen hieman putkilevyn 28 alapuolelta noin 1,3 m putkien 38 sisälle. Vastakkaisessa tapauksessa kun virtauksen-ohjausventtiili 56 ohjaa koko ensimmäisen pumpun 54 virtauksen kierrätysjohdon 58 kautta ja toinen pumppu 66 poistaa väliainet ta nopeudella noin 300 1/min, väliaineen nettovähennyksellä noin 300 1/min alatasolle siirtymiseen tarvitaan noin 4-5 min.

9 83574

Tarkastellaan edelleen kuviota 2, jossa suodin 68, joka voi olla patruunatyyppinen suodin hiukkasmaisten aineiden poistamiseksi sen läpi pumpatusta väliaineesta, on kytketty tasaussäi-liöön 70, joka tasaa suotimen 68 läpi kulkevan virtauksen vaihtelut. Tasaussäiliö 70 on kytketty kolmanteen pumppuun 72, joka voi olla keskipakotyyppinen putkiroottoripumppu, joka voi toimia välillä 200-300 1/min. Kolmas pumppu 72 on vuorostaan kytketty ioninvaihdinjärjestelmään 74, jota käytetään poistamaan radioaktiiviset saasteet väliaineesta ja dekontaminoin-tiliuoksen uudistamiseen ennen liuoksen johtamista takaisin säiliöön 52. Ioninvaihdinjärjestelmäksi 74 voidaan valita jokin alalla tunnetuista järjestelmistä.

Tarkastellaan edelleen kuviota 2, jossa yleisesti viitenumerolla 78 osoitettu lämpötilanohjausjärjestelmä on kytketty höyrvn-kehittimen 20 sekundääripuolelle kierrättämään väliainetta, esim. vettä, höyrynkehittimen 28 sekundääripuolella dekontami-nointiliuoksen lämpötilan säilyttämiseksi putkissa 38. Vesi voi olla deionoitua vettä, jossa on noin 75-150 ppm hydratsii-nia, jolloin hydratsiinia lisätään hapen määrän pienentämiseksi ja korroosion minimoimiseksi. Lämpötilanohjausjärjestelmä 78 voi olla kytketty höyrynkehittimen 20 sekundääripuolelle ulkokuoressa putkilevyn 28 yläpuolella sijaitsevan tarkastusreiän 80 avulla. Tällä tavalla vettä voidaan kierrättää putkien 38 ympärillä ja putkilevyn 28 yläpuolella putkien 38 lämpötilan pitämiseksi sopivalla tasolla ja dekontaminointiliuoksen lämpötilan pitämiseksi siten halutulla tasolla putkissa 38.

Lämpötilanohjausjärjestelmä 78 käsittää lämmitinsäiliön 82, johon mahtuu noin 9000 1 vettä. Lämmitinsäiliöön 82 on sijoitettu joukko lämmittimiä 84, jotka on kytketty teholähteeseen 86 lämmitinsäiliössä 82 olevan veden lämmittämiseksi. Lämmit-timet 84 voivat käsittää kaksi 100 kW sähkölämmitintä lämmitin- 10 83574 säiliössä 82 olevan veden lämpötilan nostamiseksi välille 80-120°C ja edullisimmin noin 95°C lämpötilaan.

Teholähteenä 86 voi olla suora kytkentä yleisen sähkölaitoksen tehonsyöttöön.

Lämmitinsäiliöön 82 voi myös olla sijoitettu lämpötila-anturi säiliössä olevan veden lämpötilan havaitsemiseksi. Lämpötila-anturi 88 voi myös olla kytketty lämpötilanvalvontalaitteeseen 90 lämmitinsäiliössä 82 olevan veden lämpötilan valvomiseksi.

Lämmitinsäiliö 82 voi olla kytketty lämpöeristetyillä johdoilla syöttöpumppuun 92, joka voi olla 100 1/min keskipakotyyppinen pumppu. Syöttöpumpusta 92 vesi pumpataan toisen ohjausventtii-lin 94 kautta höyrynkehittimen 20 sekundääripuolelle. Höyryn-kohitLimen 20 sisälle voi olla sijoitettu tarkastusreiän 80 kautta sekundääripuolen pinnankorkeuden anturi 96, joka voi olla paineen tunteva ilmaisin, höyrynkehittimen 20 sekundääri-puolella olevan veden korkeuden määräämiseksi. Sekundääripuo-len vedenpinnankorkeuden anturi 96 on kytketty sähköisesti toiseen ohjausventtiiliin 94 veden pinnankorkeuden asettamiseksi sopivalle tasolle höyrynkehittimen 20 sekundääripuolella.

Viides pumppu 98 on yhdistetty tarkastusreikään 80 sopivilla kanavilla veden poistamiseksi höyrynkehittimen 20 sekundaari-puolelta. Viides pumppu 98 voi olla ilmakäyttöinen pumppu, joka voi pumpata vettä noin 100 1/min. Viides pumppu 98 on kytketty sopivilla johdoilla lämmitinsäiliöön 82 veden palauttamiseksi lämmitinsäiliöön 82. Kierrättämällä vettä lämmitin-säiliöstä 82 höyrynkehittimen 20 kautta takaisin lämmitinsäiliöön 82 höyrynkehittimen 20 sekundääripuolella olevan veden lämpötila voidaan pitää arvossa noin 93°C. Tämä voidaan aikaansaada saattamalla vesi virtaamaan lämpötilanohjausjärjestelmän 71 läpi nopeudella noin 100 1/min samalla kun johdoissa oleva vesi pidetään lämpötilassa noin 95°C.

11 83574

Toiminta

Kun höyrynkehittimen 20 radioaktiivinen dekontaminointi halutaan suorittaa, höyrynkehitin pysäytetään ja sekä primääri-jäähdyte että sekundääripuolen vesi tyhjennetään. Seuraavaksi virtauksenohjausjärjestelmä 50 kytketään toiseen höyrynkehittimen 20 päätykammioista, esim. toiseen päätykammioon 36, ja lämpötilanohjausjärjestelmä 78 kytketään höyrynkehittimen 20 sekundääripuolen tarkastusreikään 80.

Kun lämpötilanohjausjärjestelmä 78 on kytketty höyrynkehittimen 20 sekundääripuolelle, lämpötilanohjausjärjestelmä 78 käynnistetään, mikä aikaansaa lämmittimien 84 käynnistymisen lämmitin-säiliössä 82 olevan veden kuumentamiseksi siten lämpötilaan noin 95°C. Kun lämpötila-anturi 88 ja lämpötilanvalvontalaite toteavat, että lämmitinsäiliössä 82 oleva vesi on saavuttanut lämpötilan noin 95°C, syöttöpumppu 92 käynnistetään, mikä aikaansaa veden pumppaamisen lämmitinsäiliöstä 82 toisen ohjausvent-tiilin 94 kautta höyrynkehittimen 20 sekundääripuolelle. Tämä jatkuu, kunnes sekundääripuolen vedenpinnankorkeuden anturi 96 osoittaa, että vedenpinnankorkeus höyrynkehittimen 20 sekun-dääripuolella on noin 1,2 m putkilevyn 28 yläpuolella. Tässä tilassa höyrynkehittimen 20 sekundääripuolella oleva vesi ympäröi putkia 38 sekä höyrynkehittimen kuuman että kylmän haaran puolella. Kun veden pinnankorkeus höyrynkehittimen 20 sekundääripuolella on saavuttanut halutun tason, viides pumppu 98 käynnistetään, mikä aikaansaa veden pumppaamisen höyrynkehit-timestä 20 nopeudella noin 200 1/min takaisin lämmittimen säiliöön. Tätä prosessia jatketaan kunnes saavutetaan jatkuva tila, siten, että höyrynkehittimen 20 sekundääripuolella olevan veden lämpötila on noin 93-95°C. Kun lämpötilanohjausjärjestelmä 78 on saavuttanut tämän jatkuvan tilan, putkista 38 noin 1,2 m putkilevyn 28 yli ulottuva osa on myös likimain lämpötilassa 93°C, niin että myös näihin putkiin 38 tälle pinnan-korkeudelle syötetty dekontaminointiliuos voi pysyä likimain 93°C lämpötilassa.

i2 83574

Myös väliaineenohjausjärjestelmä 50 käynnistyy ensimmäistä pumppua 54 käynnistettäessä, mikä aikaansaa dekontaminointiliuok-sen pumppaamisen nopeudella noin 400 1/min säiliöstä 52 virtauk-senohjausventtiilin 56 kautta toiseen päätykammioon 36. Koska ensimmäinen pumppu 54 syöttää dekontaminointiliuosta toiseen päätykammioon nopeudella noin 400 1/min ja koska toisen pääty-kammion 36 tilavuus on noin 4500 1, toisen päätykammion 36 täyttämiseen nopeudella 400 1/min tarvittava aika on likimain 12 min. Lisäksi koska putkien 38 välittömästi toiseen pääty-kammioon 36 yhteydessä olevien 1,8 m pituisten osien tilavuus on noin 1300 1, putkien täyttämiseen noin 1,8 m pituudelle (1,2 m putkilevyn 28 yläpuolelle) tarvittava lisäaika on noin 4 min. Siten sekä toisen päätykammion 36 että putkien 38 halutun osan täyttämiseen tarvittava aika on noin 16 min lisäys-nopeudella 400 1/min. Kun väliaineen pinnankorkeuden anturi 60 on todennut, että dekontaminointiliuoksen pinnankorkeus on saavuttanut putkissa 38 oikean pinnankorkeuden, pinnankorkeuden anturi 60 voi lähettää signaalin ohjauslaitteelle 62, joka vuorostaan voi lähettää signaalin virtauksenohjausventtiilille 56, joka tällöin kuristaa virtauksenohjausventtiiliä 56 siten, että se sallii vain 200 1/min virtaamisen lävitseen höyrynkehit-timeen 20. Tässä tilassa dekontaminointiliuosta virtaa vir-tauksenohjausventtiilin 56 kautta noin 200 1/min ja kierrätys-johdon 58 kautta kierrätetään noin 200 1/min dekontaminointiliuosta. Ohjauslaite 62 lähettää myös signaalin toiselle pumpulle 66 sen käynnistämiseksi siten, että se aloittaa dekontaminointiliuoksen poistamisen toisesta päätykammiosta 36 nopeudella 200 1/min. Tässä jatkuvassa tilassa dekontaminointiliuoksen pinnankorkeus höyrynkehittimessä 20 voidaan pitää korkealla tasolla. Ohjauslaite 62 voidaan ohjelmoida sallimaan korkean pinnankorkeustilan säilyttämisen 15 min asti tai se voidaan ohjelmoida aloittamaan tyhjennysjakson välittömästi.

Tyhjennysjakson aikana ohjauslaite 62 sulkee virtauksenohjausventt iilin 56 kokonaan, mikä aiheuttaa koko ensimmäisen pumpun 54 kautta kulkevan dekontaminointiliuosvirtauksen kierrättämisen kierrätysjohdon 58 kautta takaisin säiliöön 52. Samalla li i3 83574 ohjauslaite 62 lisää toisen pumpun 66 kautta kulkevaa virtausta arvosta 200 1/min arvoon 300 1/min. Tämän tyhjennysjakson aikana toisesta päätykammiosta 36 pumpataan 300 1/min, samalla kun siihen ei lisätä lainkaan dekontaminointiliuosta. Putket 38 tyhjenevät siten tällä 300 1/min nopeudella dekontaminointi-liuoksesta noin 4-5 minuutissa. Kun putket 38 on tyhjennetty kokonaan dekontaminointiliuoksesta, väliaineen pinnankorkeuden anturi 60 voi todeta, että väliaineen pinnankorkeus toisessa päätykammiossa 36 ulottuu juuri putkilevyn 28 alapuolella olevalle tasolle ja siten aloittaa täyttöjakson.

Täyttöjakson aikana ohjauslaite 62 avaa virtauksenohjausvent-tiilin 56 kokonaan ja sallii siten dekontaminointiliuoksen syöttämisen nopeudella 400 1/min toiseen päätykammioon 36 samalla kuristaen toisen pumpun 66 nopeuteen 200 1/min. De-kohtaminointiliuosta syötetään siten toiseen päätykammioon 36 nettolisäysnopeudella 200 1/min, niin että dekontaminointiliuoksen pinnankorkeus toisessa päätykammiossa 36 voidaan nostaa juuri putkilevyn 28 alapuolella olevalta tasolta noin 1,8 m putkien sisälle. Koska pinnankorkeuden nostamiseen höyrynkehittimessä 20 juuri putkilevyn 28 alapuolella olevalta tasolta 1,8 m putkien 38 sisälle tarvitaan noin 1300 1 dekontaminointiliuosta, putkien 38 täyttämiseen tarvittava aika nopeudella noin 200 1/min on noin 6-7 minuuttia.

Tätä putkien 38 tyhjennystä ja täyttöä kutsutaan joskus "pusku-jaksoksi" ("bump cycle") ja sen tarkoituksena on uudistaa dekon-taminointiliuoksen koostumus putkissa 38. Koska dekontaminoin-tiliuos virtaa toimintatilassa jatkuvasti päätykammion läpi, dekontaminointiliuoksen koostumus tulee toisessa päätykammiossa jatkuvasti uudistetuksi. Koska väliaine putkissa 38 sen sijaan pysyy suhteellisen liikkumattomana toimintatilassa, putkia 38 on tyhjennettävä ja täytettävä, niin että putkissa 38 oleva dokontaminoint.iliuos voidaan uudistaa. Tyhjennys-ja täyttöjakso muodostavat siten keinon, jolla dekontaminointiliuoksen koostumus putkissa 38 voidaan pitää oikealla tasolla.

i4 83574

Koko tämän prosessin ajan dekontaminointiliuosta kierrätetään suotimen 68 läpi hiukkasmateriaalin poistamiseksi siitä ja ioninvaihtojärjestelmän 74 läpi radioaktiivisten saasteiden poistamiseksi ja dekontaminointiliuoksen uudistamiseksi ennen kuin liuos palautetaan säiliöön 52 uudelleenkäyttöä varten.

Vaikka keksintöä on selitetty tässä sovellettuna vain höyryn-kehittimen 20 toiseen puoleen, on helposti ymmärrettävissä, että kytkemällä virtauksenohjausjärjestelmä 50 sekä ensimmäiseen päätykammioon että toiseen päätykammioon ja asettamalla virtausnopeudet vastaavasti höyrynkehittimen 20 molempien puolien radioaktiivinen dekontaminointi voidaan suorittaa samanaikaisesti. Tavallisesti vain toista päätykammiota dekontami-noidaan toisen päätykammion ollessa avattuna ympäristöön.

Koska putket 38 yhdistävät päätykammiot toisiinsa, toisen päätykammion avaaminen ympäristöön helpottaa toisen pääty-kammion täyttämistä dekontaminointiliuoksella. Tällaisissa tapauksissa on suotavaa rajoittaa dekontaminointiliuoksen paine 2 päätykammiossa noin arvoon 0,7 kg/cm , jotta vältettäisiin dekontaminointiliuoksen pumppaus putkien 38 läpi toiseen pääty-kammioon .

Höyrynkehitin 20 voidaan lisäksi huuhdella tässä selitettyä dekontaminointiliuoksen käyttöä vastaavalla tavalla.

Voidaan siten havaita, että keksintö muodostaa keinon, jolla sopivasti valittu dekontaminointiliuos voidaan tehokkaasti kierrättää nukleaarisen höyrynkehittimen 20 primääripuolen kautta radioaktiivisen saasteen poistamiseksi siitä lämpötilan-säätöjärjestelmän 78 säilyttäessä dekontaminointiliuoksen lämpötilan putkissa.

Claims (8)

15 83574

1. Menetelmä nukleaarisen höyrynkehittimen (20) radioaktiivisen dekontaminoinnin suorittamiseksi, jossa dekonta-minointiliuosta syötetään höyrynkehittimen (20) päätykammi-oon (34, 36) ja päätykammio ja lämmönvaihdinputkien (38) päätykammion (34, 36) lähellä oleva osa täytetään vuorottain ennalta määrätylle pinnankorkeudelle dekontaminointiliuok-sella ja liuos sitten taas poistetaan putkista (38) radioaktiivisten saasteiden poistamiseksi päätykammion (34, 36) ja putkien (38) pinnoilta, tunnettu siitä, että putkien (38) vuorottaisen täyttämisen ja tyhjentämisen aikana dekonta-minointiliuosta kierrätetään päätykammion (34, 36) läpi mainittujen putkien (38) nesteen pinnankorkeuden korottamisen ja alentamisen lisäksi ja riippumatta siitä, ja pääty-kammion (34, 36) läpi kierrätettyä liuosta dekontaminoidaan ennen kuin se palautetaan päätykammioon (34, 36).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dekontaminointiliuosta kierrätetään päätykammion (34, 36) läpi samanaikaisesti syöttämällä ja poistamalla dekontaminointiliuosta päätykammiosta.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun dekontaminointiliuoksen pinnankorkeutta alennetaan vähentämällä dekontaminointiliuoksen syöttöä ja lisäämällä dekontaminointiliuoksen poistoa ja dekontaminointiliuoksen pinnankorkeutta nostetaan syöttämällä dekontaminointiliuosta päätykammioon (34, 36) ennalta määrätyllä nopeudella, samalla kun dekontaminointiliuosta poistetaan ennalta määrättyä nopeutta pienemmällä nopeudella, kunnes mainittu dekontaminointiliuos saavuttaa mainituissa putkissa ennalta määrätyn pinnankorkeuden.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että dekontaminointiliuoksen pinnankorkeuden nostamisen aikana dekontaminointiliuosta poistetaan nopeudella, joka on likimain puolet ennalta määrätystä nopeudesta. 16 83574

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että höyrynkehittimen (20) sekundääripuolella kierrätetään kuumaa vettä putkien (38) ympärillä putkien ja niissä olevan dekontaminointiliuoksen lämmittämiseksi haluttuun lämpötilaan ja että kuuman veden pinnankorkeus sekundääripuolella pidetään likimain putkissa (38) olevan dekontaminointiliuoksen ennalta määrätyn pinnankorkeuden kohdalla.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuuma vesi pidetään noin 93eC lämpötilassa ja sitä kierrätetään noin 100 1/min.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitun dekontaminointiliuoksen pin-nankorkeutta nostetaan syöttämällä mainittua dekontaminoin-tiliuosta mainittuun päätykammioon noin 400 1/min nopeudella, samalla kun mainittua dekontaminointiliuosta poistetaan noin 200 1/min nopeudella.

8. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuuma vesi on deionoitua ja sisältää noin 75-150 ppm hydratsiinia.