RU2059313C1 - Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors - Google Patents
Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2059313C1 RU2059313C1 RU94015862A RU94015862A RU2059313C1 RU 2059313 C1 RU2059313 C1 RU 2059313C1 RU 94015862 A RU94015862 A RU 94015862A RU 94015862 A RU94015862 A RU 94015862A RU 2059313 C1 RU2059313 C1 RU 2059313C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- reagent
- equipment
- decontamination
- treatment
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к ядерной технологии, а именно к дезактивации радиационно опасного оборудования водоохлаждаемых ядерных реакторов, имеющего на поверхности прочно фиксированные загрязнения. The invention relates to nuclear technology, namely to the decontamination of radiation-hazardous equipment of water-cooled nuclear reactors having solidly fixed contaminants on the surface.
Процесс дезактивации сводится, как правило, к удалению растворами химических реагентов отложений продуктов коррозии конструкционных материалов (в основном оксидов железа) с поверхности оборудования. Из-за наличия в оксидной пленке соединений хрома и никеля дезактивацию оборудования проводят в 2 этапа (двухванный метод): на первом этапе оборудование обрабатывают окислительным раствором на основе перманганата калия (в щелочной среде или, что наиболее эффективно, в кислой среде), на втором этапе проводят обработку восстановительным раствором на основе различных кислот. В современной ядерной энергетике для этих целей широко используют органические кислоты и комплексоны, причем наиболее эффективным дезактивирующим реагентом является щавелевая кислота и ее соли. The decontamination process is reduced, as a rule, to the removal of solutions of chemical reagents deposits of corrosion products of structural materials (mainly iron oxides) from the surface of the equipment. Due to the presence of chromium and nickel compounds in the oxide film, the equipment is decontaminated in 2 stages (two-method): at the first stage, the equipment is treated with an oxidizing solution based on potassium permanganate (in an alkaline medium or, most effectively, in an acidic environment), at the second the stage is treated with a reducing solution based on various acids. In modern nuclear energy, organic acids and complexones are widely used for these purposes, with oxalic acid and its salts being the most effective deactivating agent.
Для повышения эффективности дезактивации в растворы кислот и комплексонов вводят такие активирующие добавки как фториды, перекись водорода, гидразин и др. Добавление к растворам кислот и комплексонов известных активирующих добавок, как правило, улучшает лишь одну характеристику раствора и отрицательно сказывается на других его параметрах. Так, например, добавление фторидов повышает эффективность дезактивации, но приводит к резкому увеличению коррозионного воздействия, добавление перекиси водорода к раствору щавелевой кислоты позволяет предотвратить образование вторичных оксалатных отложений двухвалентного железа, препятствующих очистке, но заметно снижает эффективность дезактивации. In order to increase the effectiveness of decontamination, activating additives such as fluorides, hydrogen peroxide, hydrazine, etc. are introduced into solutions of acids and complexones. Adding known activating additives to acids and complexones, as a rule, improves only one characteristic of the solution and negatively affects its other parameters. For example, the addition of fluorides increases the decontamination efficiency, but leads to a sharp increase in the corrosive effect, the addition of hydrogen peroxide to an oxalic acid solution prevents the formation of secondary oxalate deposits of ferrous iron, which impede purification, but significantly reduces the deactivation efficiency.
Известен принятый за прототип способ двухванной дезактивации, заключающийся в попеременной обработке поверхностей оборудования окислительным раствором на основе перманганата калия и восстановительным раствором, содержащим щавелевую и лимонную кислоты в равном соотношении, процесс "Цитрокс". Known adopted for the prototype method of two-way decontamination, which consists in alternately treating the surfaces of the equipment with an oxidizing solution based on potassium permanganate and a reducing solution containing oxalic and citric acids in equal proportions, the process "Citrox".
Одновременное присутствие в растворе оксалат и нитрат ионов оказывает благоприятное влияние на процесс дезактивации. Этот способ характеризуется невысокой эффективностью дезактивации и образованием на восстановительной стадии вторичных оксалатных отложений двухвалентного железа и никеля, сорбирующих радионуклиды и снижающих тем самым эффективность обработки. The simultaneous presence of oxalate and nitrate ions in the solution has a beneficial effect on the decontamination process. This method is characterized by low deactivation efficiency and the formation of secondary oxalate deposits of ferrous iron and nickel at the recovery stage, which sorb radionuclides and thereby reduce processing efficiency.
Задачей изобретения является разработка способа дезактивации оборудования водоохлаждаемых реакторов, позволяющего повысить эффективность дезактивации оборудования. The objective of the invention is to develop a method of decontamination of equipment of water-cooled reactors, which improves the efficiency of decontamination of equipment.
Это достигается тем, что дезактивируемые поверхности оборудования подвергают попеременой обработке окислительным раствором на основе перманганата калия и восстановительным раствором, содержащим кислоты, причем в качестве восстановительного раствора используют водный раствор, содержащий реагент, представляющий собой жидкую фазу продуктов взаимодействия лигнина с азотной кислотой, причем в последнем цикле обработки в раствор реагента вводят щелочь до рН 8,2-10,0 и продолжают обработку в течение 0,5-2 ч. Реагент получают путем взаимодействия гидролизного лигнина с азотной кислотой. Продукты реакции содержат две фазы жидкую и твердую мелкодисперсную. Жидкая фаза имеет коричневый цвет и содержит около 50 г/л растворенных в воде веществ в пересчете на сухой остаток. Реагент имеет следующий состав по основным продуктам, г-экв/л: общая кислотность 1,07; в том числе гуминовой и фульвовой кислот 0,24; щавелевой кислоты 0,36. This is achieved by the fact that the deactivated surfaces of the equipment are subjected to alternate treatment with an oxidizing solution based on potassium permanganate and a reducing solution containing acids, moreover, an aqueous solution containing a reagent representing the liquid phase of the products of the interaction of lignin with nitric acid is used as a reducing solution during the treatment cycle, alkali is added to the reagent solution to a pH of 8.2-10.0 and treatment is continued for 0.5-2 hours. The reagent is obtained by reacting hydrolysis lignin with nitric acid. The reaction products contain two phases, liquid and solid finely divided. The liquid phase is brown and contains about 50 g / l of substances dissolved in water, calculated on the dry residue. The reagent has the following composition for the main products, g-equiv / l: total acidity 1.07; including humic and fulvic acids 0.24; oxalic acid 0.36.
Содержание щавелевой кислоты в реагенте составляет 16,2 г/л или 0,18 м/л, использование в восстановительном растворе указанного реагента приводит к повышению эффективности дезактивации в среднем в 1,5 раза. The content of oxalic acid in the reagent is 16.2 g / l or 0.18 m / l, the use of the specified reagent in the reducing solution leads to an increase in decontamination efficiency by an average of 1.5 times.
Экспериментально также установлено, что при увеличении рН раствора реагента до значения 8,2-10,0 вторичные оксалатные отложения железа и никеля, растворяются, что приводит к повышению эффективности дезактивации в 2 раза. It was also experimentally established that when the pH of the reagent solution is increased to a value of 8.2-10.0, the secondary oxalate deposits of iron and nickel dissolve, which leads to a 2-fold increase in the decontamination efficiency.
П р и м е р 1. Обоснование условий применения реагента при удалении вторичных оксалатных отложений. PRI me
Эксперименты по обоснованию условий применения реагента проводили путем растворения вторичных оксалатных отложений двухвалентного железа (FeC2O4+2H2O) и никеля (NiC2O4+2H2O) следующим образом.The experiments to substantiate the conditions for the use of the reagent were carried out by dissolving the secondary oxalate deposits of ferrous iron (FeC 2 O 4 + 2H 2 O) and nickel (NiC 2 O 4 + 2H 2 O) as follows.
Навески отложений (100 мг) помещали в термостатируемые сосуды, заливали 25 мл раствора, выдерживали заданное время при температуре 65оС, фильтровали раствор и определяли содержание железа и никеля в пробах раствора на атомноабсорбционном спектрофотометре. В экспериментах использовали водный раствор реагента с концентрацией 5 г/л (в пересчете на сухой остаток).Fat sample (100 mg) was placed in a thermostatic vessels, filled with 25 ml of a solution kept the predetermined time at a temperature of 65 ° C, the solution was filtered and the iron content was determined in samples and nickel solution onto atomnoabsorbtsionnom spectrophotometer. In the experiments, an aqueous reagent solution with a concentration of 5 g / l (in terms of dry residue) was used.
Результаты экспериментов приведены в табл. 1 и 2. The experimental results are given in table. 1 and 2.
Растворение оксалатов железа и никеля в водном растворе реагента (концентрация 5 г/л в пересчете на сухой остаток) в зависимости от рН при следующих условиях: масса навески 100 мг, объем раствора 25 мл, температура 65оС, время 1 ч (см. табл. 1).Dissolution of iron oxalate and nickel in the aqueous reagent solution (concentration 5 g / l, based on the dry residue) in function of pH under the following conditions: sample weight of 100 mg, the volume of solution 25 ml, temperature 65 ° C,
Растворение оксалатов железа и никеля в водном растворе реагента (концентрация 5 г/л) в зависимости от времени (условия эксперимента см. табл. 3) при рН 8,2 (см. табл. 2). The dissolution of iron and nickel oxalates in an aqueous reagent solution (concentration of 5 g / l) as a function of time (experimental conditions, see table 3) at pH 8.2 (see table 2).
Из приведенных данных следует, что оптимальные условия обработки при удалении вторичных оксалатных отложений реагентом следующие: рН 8,2-10,0, время 0,5-2 ч. From the above data it follows that the optimal processing conditions when removing secondary oxalate deposits with the reagent are as follows: pH 8.2-10.0, time 0.5-2 hours
П р и м е р 2. Сравнение дезактивирующего воздействия методом прототипа и предлагаемого способа. PRI me
Методика экспериментов следующая. The experimental procedure is as follows.
Серию образцов (не менее трех), вырезанных из оборудования 1-го контура ВВЭР (1-й тип) и КМПЦ РБМК (2-й тип), помещали в растворы, находящиеся в термостатируемых сосудах, и выдерживали при температуре 90оС в течение 2 ч.A series of samples (at least three) cut from equipment 1st PWR circuit (type 1) and MFCC RBMK (Type 2), was placed in the solution in a constant-temperature vessel and kept at 90 ° C for 2 hours
Отношение объема раствора к обрабатываемой поверхности составляло 10 л/м3. Дезактивирующую способность оценивали по коэффициенту дезактивации (КД), равному отношению начальной активности образца к конечному значению.The ratio of the volume of the solution to the treated surface was 10 l / m 3 . The deactivating ability was evaluated by the coefficient of deactivation (CD) equal to the ratio of the initial activity of the sample to the final value.
Состав растворов при обработке по стадиям следующий;
ЦИТРОКС (прототип).The composition of the solutions during the processing of the stages is as follows;
CITROX (prototype).
Цикл а) 25 г/л азотной кислоты, 2,5 г/л перманганата калия,
б) 20 г/л щавелевой кислоты, 20,0 г/л лимонной кислоты:
в) водная промывка.Cycle a) 25 g / l nitric acid, 2.5 g / l potassium permanganate,
b) 20 g / l of oxalic acid, 20.0 g / l of citric acid:
c) water washing.
Предлагаемый способ. The proposed method.
Цикл а) 25 г/л азотной кислоты, 2,5 г/л перманганата калия,
б) водный раствор реагента с концентрацией 12,5 г/л (в пересчете на сухой остаток),
в) после двух стадий в раствор вводят щелочь до рН 9,0 и продолжают обработку в течение 1 ч с целью удаления вторичных оксалатных отложений.Cycle a) 25 g / l nitric acid, 2.5 g / l potassium permanganate,
b) an aqueous solution of the reagent with a concentration of 12.5 g / l (in terms of dry residue),
c) after two stages, alkali is introduced into the solution to a pH of 9.0 and treatment is continued for 1 h in order to remove secondary oxalate deposits.
Результаты экспериментов приведены в табл. 3. The experimental results are given in table. 3.
Из данных табл. 3 видно, что использование в качестве восстановительного раствора водного раствора реагента приводит к повышению эффективности дезактивации в 1,5 раза, а дополнительно обработка в том же растворе при рН 9,0 увеличивает КД еще в 2 раза. Таким образом предлагаемый двухванный способ позволяет повысить эффективность дезактивации оборудования ядерных реакторов. Используемые для осуществления данного способа дезактивации вещества являются доступными промышленными продуктами, причем предложенный для целей дезактивации новый реагент получают из отхода гидролизного производства-лигнина. From the data table. Figure 3 shows that the use of an aqueous reagent solution as a reducing solution leads to a 1.5-fold increase in the decontamination efficiency, and additionally, treatment in the same solution at pH 9.0 increases the CD by a further 2 times. Thus, the proposed two-way method can improve the efficiency of decontamination of equipment of nuclear reactors. The substances used for the implementation of this method of decontamination are available industrial products, and the new reagent proposed for the purpose of decontamination is obtained from the waste from the hydrolysis production of lignin.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015862A RU2059313C1 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94015862A RU2059313C1 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94015862A RU94015862A (en) | 1995-12-27 |
RU2059313C1 true RU2059313C1 (en) | 1996-04-27 |
Family
ID=20155404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94015862A RU2059313C1 (en) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2059313C1 (en) |
-
1994
- 1994-04-28 RU RU94015862A patent/RU2059313C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ампелогова Н.И. и др. Дезактивация в ядерной энергетике. М.: Энергоиздат, 1982, с.124-125, 127-130. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3873362A (en) | Process for cleaning radioactively contaminated metal surfaces | |
US4481040A (en) | Process for the chemical dissolution of oxide deposits | |
US4508641A (en) | Process for the decontamination of steel surfaces and disposal of radioactive waste | |
US4729855A (en) | Method of decontaminating radioactive metal surfaces | |
RU2072397C1 (en) | Solution and process for etching stainless steel | |
US4713119A (en) | Process for removing alkali metal aluminum silicate scale deposits from surfaces of chemical process equipment | |
WO1994011884A1 (en) | Removal of radioactive or heavy metal contaminants by means of non-persistent complexing agents | |
US5386078A (en) | Process for decontaminating radioactive metal surfaces | |
EP0164937A1 (en) | Method of decontaminating metal surfaces | |
US3507795A (en) | Composition for removal of copper and copper oxide scales from boilers | |
RU2059313C1 (en) | Method of decontamination of equipment of water-cooled nuclear reactors | |
JP4372418B2 (en) | Method for dissolving solids formed in nuclear facilities | |
WO1997017146A1 (en) | Method for decontamination of nuclear plant components | |
JPH0765204B2 (en) | Method for dissolving and removing iron oxide | |
RU2147780C1 (en) | Method for decontaminating contaminated steel surfaces | |
JPS605888A (en) | Chemical washing method of iron oxide scale | |
JPH0763893A (en) | Chemical decontamination of radioactive crud | |
RU2195728C2 (en) | Decontamination method using small amount of chemical agents | |
RU1783585C (en) | Radioactive decontamination of stainless steel | |
JP3034796B2 (en) | Chemical cleaning method | |
RU2078387C1 (en) | Surface-contaminated metals deactivating method | |
SU730156A1 (en) | Method of deactivation of metal surfaces | |
RU2169957C2 (en) | Method for decontaminating water-cooled reactor circuits | |
JPH0514027B2 (en) | ||
RU2197027C2 (en) | Method for recovering waste water containing permanganates of alkali metals |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |