RU2568895C1

RU2568895C1 - Method to clean downflow pipes of drum separators of nuclear channel-type reactor

Info

Publication number: RU2568895C1
Application number: RU2014119398/07A
Authority: RU
Inventors: Владимир Иванович Перегуда; Сергей Минаевич Ковалев; Сергей Николаевич Харахнин; Сергей Иванович Губин; Владимир Александрович Тимаков; Евгений Петрович Козлов; Юрий Александрович Елисеев
Priority date: 2014-05-13
Filing date: 2014-05-13
Publication date: 2015-11-20

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: in the method of cleaning of downflow pipes of drum separators of a nuclear channel-type reactor by means of flushing with water, downflow pipes are flushed in each drum separator in turns by pure chemically desalinated water supplied with a flow rate of 200…250 m³/hr for 12…14 minutes. Besides, the total time of flushing is divided into two stages. The first flushing is to be carried out with a flow rate of 240…250 m³/hr for 7…8 minutes, and the second one - with a flow rate of 200…210 m³/hr for 5…6 minutes.

EFFECT: reduced duration of cleaning, reduced volume of used water for cleaning of downflow pipes of all drum separators.

2 cl, 3 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области атомной энергетики, а именно к способам очистки внутренних поверхностей трубопроводов от радиоактивных загрязнений, например, опускных трубопроводов барабан-сепараторов контура многократной принудительной циркуляции ядерного канального реактора, и может быть использовано при проведении ремонтных и регламентных работ на энергоблоках атомных электростанций.The claimed invention relates to the field of nuclear energy, and in particular to methods for cleaning the inner surfaces of pipelines from radioactive contamination, for example, downpipes of drum-separators of the multiple forced circulation circuit of a nuclear channel reactor, and can be used for repair and routine maintenance at nuclear power plant units.

Ионизирующее излучение оказывает влияние на безопасное выполнение ремонтных и регламентных работ, зависит от степени загрязненности теплоносителя и мощности дозы. Для решения проблемы доступа в зону проведения работ необходимо снижать мощность дозы излучения до уровня, обеспечивающего безопасность персонала. В общем случае снижение радиационного воздействия обеспечивают посредством реализации мероприятий, направленных на снижение активности теплоносителя и удаления с поверхности оборудования радиоактивного загрязнения. Снижение активности теплоносителя и мощности дозы ионизирующего излучения выполняют путем проведения кислотной промывки контура многократной принудительной циркуляции (КМПЦ) с использованием химических реагентов. Однако при кислотной промывке химически активные растворы оказывают негативное воздействие на оборудование. Из уровня техники известны способы очистки КМПЦ ядерного канального реактора путем промывки. Один из них приведен в патенте РФ на изобретение №2245587. Для получения эффекта дезактивации КМПЦ по снижению негативного влияния реагентов на оборудование в определенной последовательности выполняют динамическое и химическое рыхление. Недостатками указанного способа является значительное время проведения этапов промывки (порядка 25 часов). В другом известном способе по патенту РФ на изобретение №2126182 время промывки составляет 35 часов, при этом наблюдаются высокие коррозионные потери углеродистой стали и цветных металлов. Дальнейшим усовершенствованием данного способа является решение, основанное на использовании химических реагентов при температуре 85…100°С в две стадии с общей продолжительностью 35 часов, изложенное в книге «Атомные станции», Санкт-Петербург, издание Политехнического университета, 2007, с. 169…198 и патенте РФ на изобретение №2126182. Недостатками способа являются также значительные коррозионные потери углеродистой стали и цветных металлов, химическая активация металла при обработке перекисью водорода, что приводит к депассивации (интенсивной коррозии) оборудования. Учитывая влияние кислотной промывки на возникновение дефектов оборудования, реагентную промывку на энергоблоках в настоящее время не проводят.Ionizing radiation affects the safe performance of repair and maintenance work, depending on the degree of contamination of the coolant and dose rate. To solve the problem of access to the work area, it is necessary to reduce the radiation dose rate to a level that ensures personnel safety. In the General case, the reduction of radiation exposure is ensured through the implementation of measures aimed at reducing the activity of the coolant and removing radioactive contamination from the surface of the equipment. Reducing the activity of the coolant and the dose rate of ionizing radiation is carried out by carrying out an acid flushing of the multiple forced circulation circuit (CMPC) using chemical reagents. However, with acid washing, chemically active solutions have a negative effect on the equipment. The prior art methods are known for purifying the CMPF of a nuclear channel reactor by washing. One of them is shown in the patent of the Russian Federation for invention No. 2245587. To obtain the effect of decontamination of KMPTs to reduce the negative impact of reagents on the equipment, dynamic and chemical loosening is performed in a certain sequence. The disadvantages of this method is the significant time of the washing stages (about 25 hours). In another known method according to the patent of the Russian Federation for invention No. 2126182, the washing time is 35 hours, while high corrosion losses of carbon steel and non-ferrous metals are observed. A further improvement of this method is a solution based on the use of chemicals at a temperature of 85 ... 100 ° C in two stages with a total duration of 35 hours, outlined in the book "Nuclear Power Plants", St. Petersburg, publication of the Polytechnic University, 2007, p. 169 ... 198 and the RF patent for the invention No. 2126182. The disadvantages of the method are significant corrosion losses of carbon steel and non-ferrous metals, chemical activation of the metal during processing with hydrogen peroxide, which leads to depassivation (intense corrosion) of the equipment. Considering the effect of acid flushing on the occurrence of equipment defects, reagent flushing at power units is currently not carried out.

Ближайшим аналогом заявленного изобретения является процесс промывки КМПЦ, описанный в инструкции по эксплуатации КМПЦ и его вспомогательных систем инв. № Р-110ИЭ, ЛАЭС, г. Сосновый Бор от 20.06.2013, стр. 77-81. В соответствии с указанной инструкцией после останова реактора перед началом выполнения ремонтных работ производят промывку КМПЦ, включающего все четыре барабана-сепаратора с 48 опускными трубопроводами теплоносителя контура реактора.The closest analogue of the claimed invention is the washing process KMPTs described in the operating instructions KMPTs and its auxiliary systems inv. No. R-110IE, Leningrad NPP, Sosnovy Bor dated 06/20/2013, pp. 77-81. In accordance with the specified instruction, after shutting down the reactor before starting repair work, the KMPT is flushed, which includes all four drum-separators with 48 lowering pipes of the reactor coolant.

Недостатками ближайшего аналога являются высокая продолжительность (40…50 часов) и низкая эффективность промывки из-за использования воды, загрязненной радиоактивными продуктами. Значительную часть КМПЦ составляют опускные трубопроводы барабан-сепараторов, имеющие протяженные горизонтальные участки, трудно поддающиеся очистке от радиоактивных загрязнений. Другим недостатком являются большие энергозатраты, связанные с продолжительной работой главных циркуляционных насосов (ГЦН), т.к. расход воды, прокачиваемой в период промывки, составляет 13…14 тыс. м³/ч.The disadvantages of the closest analogue are the high duration (40 ... 50 hours) and low washing efficiency due to the use of water contaminated with radioactive products. A significant part of KMPTs is made up of downpipes of drum-separators having extended horizontal sections that are difficult to clean from radioactive contamination. Another disadvantage is the large energy costs associated with the continuous operation of the main circulation pumps (MCP), as the flow rate of water pumped during the washing period is 13 ... 14 thousand m ³ / h.

Целью предлагаемого изобретения является повышение эффективности очистки опускных трубопроводов барабан-сепараторов КМПЦ путем снижения мощности дозы излучения, сокращения процесса промывки и расхода воды.The aim of the invention is to increase the efficiency of cleaning the downpipes of drum-separators KMPTs by reducing the dose rate of radiation, reducing the washing process and water consumption.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в том, что в способе очистки опускных трубопроводов барабан-сепараторов ядерного канального реактора путем промывки водой предложено промывку опускных трубопроводов каждого барабан-сепаратора производить поочередно чистой, химически обессоленной водой, подаваемой с расходом 200…250 м³/ч в течение 12…14 минут. Кроме того, предложено разделить общее время промывки на две стадии. Первую промывку проводить с расходом 240…250 м³/ч в течение 7…8 минут, а вторую - с расходом 200…210 м³/ч в течение 5…6 минут.The essence of the invention lies in the fact that in the method of cleaning the downpipes of the drum-separators of a nuclear channel reactor by washing with water, it is proposed to flush the downpipes of each drum-separator to produce alternately clean, chemically desalted water supplied at a flow rate of 200 ... 250 m ³ / h for 12 ... 14 minutes. In addition, it was proposed to divide the total washing time into two stages. The first washing should be carried out with a flow rate of 240 ... 250 m ³ / h for 7 ... 8 minutes, and the second with a flow rate of 200 ... 210 m ³ / h for 5 ... 6 minutes.

В обоснование способа приводим следующее. По способу, изложенному в ближайшем аналоге, промывали весь КМПЦ, включающий четыре барабана-сепаратора (БС) с 48 опускными трубопроводами в течение длительного времени. При очистке предложенным способом промывают опускные трубопроводы (локальные участки КМПЦ) каждого БС в течение 12…14 минут, что позволяет снизить мощность дозы на опускных трубопроводах: со 100 до 20 мЗв/ч для ближнего по ходу подачи промывочной воды ОТ-1, со 100 до 50 мЗв/ч для дальнего по ходу подачи промывочной воды ОТ-12. Значительно меньший по сравнению с ближайшим аналогом расход промывочной воды (200-250 м³/ч) по предложенному способу позволяет использовать чистую, химически обессоленную воду (ХОВ). Оптимальность промывки достигается за счет поочередной промывки каждого БС в отдельности.In support of the method, the following. According to the method described in the closest analogue, the entire KMPT was washed, including four drum-separators (BS) with 48 down pipes for a long time. When cleaning by the proposed method, the drain pipelines (local sections of the KMPTs) of each BS are washed for 12 ... 14 minutes, which allows to reduce the dose rate on the drain pipelines: from 100 to 20 mSv / h for the OT-1 washing water flowing downstream, from 100 up to 50 mSv / h for long-distance downstream flushing water supply OT-12. Significantly lower compared with the closest analogue, the flow rate of washing water (200-250 m ³ / h) according to the proposed method allows the use of clean, chemically desalinated water (HOV). The washing optimality is achieved due to the washing of each BS individually.

Графический материал, иллюстрирующий изобретение, представлен на фиг. 1, 2, 3, где на фиг. 1 изображена схема промывки (выделено жирным), которая состоит из источника ХОВ 1, задвижки 2, насоса 3, задвижки 4, питательного трубопровода 5, обратного клапана (ОК) 6, БС 7, коллектора питательной воды 8, двенадцати опускных трубопроводов (ОТ) 9 (показаны одной линией), промежуточной приемной емкости (коллектор) 10, задвижки 11, резервуара трапных вод (РТВ) 12. На фиг. 2 представлена таблица, отображающая дозы на ОТ 9 после каждой промывки. На фиг. 3 изображен график зависимости эффективности очистки от количества промывок.Graphic material illustrating the invention is shown in FIG. 1, 2, 3, where in FIG. 1 shows the flushing scheme (highlighted in bold), which consists of a source of HOB 1, gate valve 2, pump 3, gate valve 4, feed pipe 5, check valve (OK) 6, BS 7, feed water collector 8, twelve downstream pipelines (OT) 9 (shown by one line), an intermediate receiving tank (collector) 10, gate valve 11, floor drain tank (RTB) 12. In FIG. 2 is a table showing doses at RT 9 after each wash. In FIG. 3 shows a graph of the cleaning efficiency versus the number of washes.

Способ осуществляется следующим образом. Экспериментально определяют оптимальные параметры расхода и времени подачи ХОВ. Затем опорожняют участок, включающий ОТ 9 одного из БС и коллектор 10. Для очистки ОТ 9 используют химически обессоленную воду ХОВ, которую из емкости 1 (фиг. 1) подают на всасывающую часть насоса 3, при этом задвижки 2, 4 открывают, обратный клапан 6 другого БС 7, не участвующего в промывке, закрывают. Включают насос 3 и в течение 12…14 минут подают промывочную воду по питательному трубопроводу 5 в коллектор питательной воды 8 промываемого БС 7, а из коллектора питательной воды 8 в ОТ 9. При промывке продукты радиоактивного загрязнения смывают в коллектор 10 и далее при открытой задвижке 11 в РТВ 12. Промывку осуществляют в две стадии последовательно с расходом 240…250 м³/ч и 200…210 м³/ч. После проведения каждой промывки выполняют дозиметрический контроль ОТ 9 по всей протяженности. После завершения промывки ОТ 9 БС 7 выполняют промывку ОТ 9 следующего БС 7 и так до завершения промывки ОТ 9 всех БС 7.The method is as follows. Experimentally determine the optimal parameters of the flow rate and time of supply of HOB. Then empty the area, including OT 9 of one of the BS and the collector 10. To clean OT 9 use chemically demineralized water HOV, which is supplied from the tank 1 (Fig. 1) to the suction part of the pump 3, while the valves 2, 4 open the check valve 6 of another BS 7 not participating in the washing is closed. Turn on pump 3 and for 12 ... 14 minutes rinse water is supplied through feed pipe 5 to the collector of feed water 8 of the washed BS 7, and from the collector of feed water 8 to the OT 9. When flushing, the products of radioactive contamination are washed off into the collector 10 and then with the valve open 11 in RTV 12. Flushing is carried out in two stages in series with a flow rate of 240 ... 250 m ³ / h and 200 ... 210 m ³ / h. After each washing, the OT 9 dosimetric control is performed over the entire length. After completing the washing of OT 9 BS 7, the washing of OT 9 of the next BS 7 is performed and so on until the completion of washing of OT 9 of all BS 7.

Использование предложенного способа позволяет снизить мощность дозы на опускных трубопроводах БС в 2…3 раза, сократить продолжительность очистки в 4…5 раз. Заявленный способ в 8…10 раз снижает объем используемой воды для очистки опускных трубопроводов всех барабан-сепараторов, а также затраты на ее подачу и последующую очистку. Экономический эффект от использования данного изобретения составит порядка 10 млн. руб. в год.Using the proposed method allows to reduce the dose rate at the lowering pipelines BS 2 ... 3 times, reduce the duration of the cleaning 4 ... 5 times. The claimed method in 8 ... 10 times reduces the amount of water used to clean the drain pipelines of all drum separators, as well as the cost of its supply and subsequent cleaning. The economic effect of using this invention will be about 10 million rubles. in year.

Claims

1. A method of cleaning the downpipes of the drum-separators of a nuclear channel reactor by washing with water, characterized in that the washing of the downpipes of each drum-separator is carried out alternately with clean, chemically desalinated water supplied at a flow rate of 200 ... 250 m ³ / h for 12 ... 14 minutes.

2. The method according to p. 1, characterized in that the washing is carried out in two stages, the first washing being carried out with a flow rate of 240 ... 250 m ³ / h for 7 ... 8 minutes, and the second with a flow rate of 200 ... 210 m ³ / h within 5 ... 6 minutes.