RU2680960C2 - Automated device for cleaning natural and waste waters containing radio contamination - Google Patents
Automated device for cleaning natural and waste waters containing radio contamination Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680960C2 RU2680960C2 RU2016150858A RU2016150858A RU2680960C2 RU 2680960 C2 RU2680960 C2 RU 2680960C2 RU 2016150858 A RU2016150858 A RU 2016150858A RU 2016150858 A RU2016150858 A RU 2016150858A RU 2680960 C2 RU2680960 C2 RU 2680960C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cleaning
- radioactive
- filter
- automated device
- control
- Prior art date
Links
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 title claims abstract description 7
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title description 3
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 claims abstract description 31
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 claims abstract 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 8
- 238000001471 micro-filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 239000008239 natural water Substances 0.000 claims description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 25
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 7
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 abstract description 4
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 11
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 9
- HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N aluminum;trihydroxy(trihydroxysilyloxy)silane;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O[Si](O)(O)O HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 7
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 5
- -1 cesium ions Chemical class 0.000 description 5
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 5
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000036541 health Effects 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 2
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010857 liquid radioactive waste Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 229910001427 strontium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 2
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 description 1
- 206010000372 Accident at work Diseases 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 241000556204 Huso dauricus Species 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M caesium chloride Chemical compound [Cl-].[Cs+] AIYUHDOJVYHVIT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005115 demineralization Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000010603 microCT Methods 0.000 description 1
- 239000011859 microparticle Substances 0.000 description 1
- 230000001343 mnemonic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 1
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/307—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps specially adapted for liquids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/024—Hollow fibre modules with a single potted end
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D63/00—Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
- B01D63/02—Hollow fibre modules
- B01D63/04—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies
- B01D63/043—Hollow fibre modules comprising multiple hollow fibre assemblies with separate tube sheets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области разработки методов и устройств очистки низкоактивных поверхностных и сточных вод, содержащих радиоактивные загрязнения, в условиях техногенных катастроф и чрезвычайных ситуаций, а также систем контроля и управления, обеспечивающих процесс эксплуатации указанных устройств, и может быть использовано в атомной науке и технике, коммунальном хозяйстве, на транспорте.The invention relates to the development of methods and devices for the treatment of low-level surface and wastewater containing radioactive contaminants in the conditions of technological disasters and emergencies, as well as monitoring and control systems that ensure the operation of these devices, and can be used in atomic science and technology, public utilities, transport.
Поверхностные и сточные воды (ПВ и СВ, соответственно) могут содержать радиоактивные примеси естественного и искусственного происхождения. Естественной радиоактивностью воды обогащаются, проходя через породы, содержащие радиоактивные элементы (изотопы урана, радия, тория, калия и проч.). Радиоактивные загрязнения искусственного происхождения попадают в ПВ и СВ в результате деятельности промышленных предприятий, исследовательских и медицинских учреждений. ПВ также загрязняется солями радиоактивных элементов в результате техногенных катастроф на АЭС и чрезвычайных ситуаций.Surface and waste water (PV and SV, respectively) may contain radioactive impurities of natural and artificial origin. Water is enriched with natural radioactivity, passing through rocks containing radioactive elements (isotopes of uranium, radium, thorium, potassium, etc.). Artificial radioactive contaminants enter the MF and MF as a result of the activities of industrial enterprises, research and medical institutions. PV is also contaminated with salts of radioactive elements as a result of industrial accidents at nuclear power plants and emergency situations.
Известен способ обезвреживания маломинерализованных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) мембранно-сорбционным методом в полевых условиях [Патент РФ №2391727 МПК G21F 9/04 Дата приоритета 08.12.2008; Патент РФ №2412494. МПК G21F 9/04 Дата приоритета 01.12.2009], включающий технологические стадии очистки на механических и ультрафильтрах, обессоливание на обратноосмотических фильтрах и доочистку на ионитовых фильтрах с доупариванием образующихся радиоактивных концентратов до насыщения по солям при температуре менее 100°C в емкости и последующим включением насыщенных солевых концентратов в портландцементы. Дополнительно производят очистку отходов от радионуклидов на фильтрах селективными сорбентами с защитой от ионизирующего излучения.A known method for the disposal of low-mineralized liquid radioactive waste (LRW) by the membrane sorption method in the field [RF Patent No. 2391727 IPC
Недостатками известного способа являются многостадийность, низкая производительность, высокие затраты энергии, сложность в эксплуатации, низкая продолжительность фильтроцикла, отсутствие автоматизированной системы управления (АСУ) и возможности эксплуатации устройства в дистанционном режиме.The disadvantages of this method are multi-stage, low productivity, high energy costs, difficulty in operation, low duration of the filter cycle, the absence of an automated control system (ACS) and the possibility of operating the device remotely.
Указанные недостатки обусловлены наличием стадии доупаривания, низкой сорбционной емкостью ионитовых и обратноосмотических фильтров, и селективных сорбентов.These drawbacks are due to the presence of an additional evaporation stage, low sorption capacity of ionite and reverse osmosis filters, and selective sorbents.
Известен способ и устройство для удаления ионов стронция из водных растворов [Европейская патентная заявка №0244922 (А1) (ЕРА). МПК4 G21F 9/12. Дата приоритета - 06.01.1987], включающий контейнер, твердые частицы цеолита, по крайней мере, частично заполняющие контейнер, средство для постоянного впуска водного раствора в контейнер к верхней части цеолита, микропористый фильтр внутри цеолита, расположенный под водным раствором в контейнере, и средство для прохождения водного раствора через микропористый фильтр и из контейнера. Предложен метод удаления ионов стронция из водного раствора, содержащего твердые частицы загрязнений, путем корректировки рН водного раствора от 6,5 до 7,5, предварительной промывки цеолита раствором соли натрия, и пропусканием водного раствора сквозь предварительно смоченный цеолит, а затем через пористый фильтр. Показано, что максимальной сорбционной емкостью по ионам стронция и цезия обладает клиноптилолит производства компании Tenneco Minerals (ранее - Phelps Dodge Zeolites).A known method and device for removing strontium ions from aqueous solutions [European patent application No. 0244922 (A1) (EPA). IPC 4 G21F 9/12. Priority date - 01/06/1987], including a container, zeolite solids at least partially filling the container, means for continuously introducing an aqueous solution into the container to the upper part of the zeolite, a microporous filter inside the zeolite located under the aqueous solution in the container, and means for passing an aqueous solution through a microporous filter and from the container. A method is proposed for removing strontium ions from an aqueous solution containing solid particles of contaminants by adjusting the pH of the aqueous solution from 6.5 to 7.5, pre-washing the zeolite with a sodium salt solution, and passing the aqueous solution through a pre-moistened zeolite, and then through a porous filter. It was shown that clinoptilolite manufactured by Tenneco Minerals (formerly Phelps Dodge Zeolites) has the maximum sorption capacity for strontium and cesium ions.
Недостатками известного способа является отсутствие в составе устройства АСУ технологическими процессами (ТП), протекающими при очистке ПВ и СВ от ионов стронция и цезия, неконтролируемым распределением в объеме устройства частиц цеолита, низкой продолжительностью фильтроцикла.The disadvantages of this method is the lack of an ACS device as part of technological processes (TP) that occur during the purification of PV and CB from strontium and cesium ions, uncontrolled distribution of zeolite particles in the device’s volume, and a low filter cycle duration.
Указанные недостатки обусловлены тем что, известное устройство представляет собой нутч-фильтр, особенностью фильтроцикла в котором является создание намывного фильтрующего слоя из нано-/микрочастиц цеолита на поверхности пористого фильтра, отсутствием рассмотрения возможности применения высокоэффективных силикатных добавок нового поколения на основе природных минералов (галлуазит) для поглощения ионов стронция и цезия.These disadvantages are due to the fact that the known device is a nutsche filter, a feature of the filter cycle in which is the creation of a pre-filtering layer of nano / microparticles of zeolite on the surface of a porous filter, lack of consideration of the possibility of using highly effective silicate additives of a new generation based on natural minerals (halloysite) for absorption of strontium and cesium ions.
Известен способ очистки воды водоема, загрязненного радиоактивными и вредными химическими веществами [Патент РФ №2455716 МПК G21F 9/04 Дата приоритета - 09.02.2011]. Известный способ состоит из следующих технологических операций: забор исходной воды, ее предварительная очистка и основная очистка методом двухступенчатого обратного осмоса с получением фильтрата, направляемого потребителю в качестве очищенной воды, и концентрата, возвращаемого в водоем.A known method of treating the water of a reservoir contaminated with radioactive and harmful chemicals [RF Patent No. 2455716 IPC
Недостатками известного технического решения являются низкий уровень радиационной безопасности обслуживающего персонала, обусловленный необходимостью управления ТП в «ручном» режиме, отсутствие автоматизированной системы управления технологическим процессом (АСУ ТП), низкая продолжительность фильтроцикла, экологическая опасность при эксплуатации ТП, обусловленная сливом радиоактивного рассола в окружающую среду.The disadvantages of the known technical solutions are the low level of radiation safety of staff due to the need for TP control in “manual” mode, the absence of an automated process control system (ACS TP), low filter cycle duration, environmental hazard during TP operation, caused by the discharge of radioactive brine into the environment .
Указанные недостатки обусловлены принципом действия и низкой сорбционной емкостью обратноосмотических мембран, примененных в устройстве для очистки ПВ и СВ, содержащих радиоактивные микрозагрязнения, недостаточным уровнем автоматизации ТП в целом.These drawbacks are due to the principle of action and low sorption capacity of reverse osmosis membranes used in the device for cleaning PV and CB containing radioactive microcontaminants, insufficient automation level of TP in general.
Известен способ и устройство для удаления железа из водных сред [Международная заявка WO 9710047 (А1). МПК B01D 39/06; B01D 39/16; B01D 61/14; B01D 63/06; B01D 71/26; C02F 1/44; G21C 19/307; (IPC1-7): B01D 71/26; C02F 1/44. Дата приоритета - от 13.09.1996], который включает фильтр на основе пористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМ ПЭ). Фильтр состоит из корпуса, в которой может быть установлен, по крайней мере, один фильтрующий элемент из СВМ ПЭ и устройство для деминерализации воды (ионно-обменная смола). Структура фильтра на основе пористого СВМ ПЭ должна представлять собой систему взаимосвязанных пор и каналов размерами от 0,001 до 10 мкм. Фильтр применяется для очистки воды от примесей железа в первом контуре водо-водяного реактора.A known method and device for removing iron from aqueous media [International application WO 9710047 (A1). IPC B01D 39/06; B01D 39/16; B01D 61/14; B01D 63/06; B01D 71/26;
Недостатками известного способа и устройства являются: отсутствие АСУ ТП, сложная конструкция устройства, включающего полимерный фильтр и ионно-обменную смолу.The disadvantages of the known method and device are: the lack of automatic process control system, the complex design of the device, including a polymer filter and ion-exchange resin.
Указанные недостатки обусловлены тем, что известное устройство является частью системы водоочистки и водоподготовки для первого контура водо-водяного реактора.These disadvantages are due to the fact that the known device is part of a water treatment and water treatment system for the primary circuit of a water-water reactor.
Наиболее близким, по технической сути, к заявляемому устройству, является аппарат для фильтрации воды на атомных электростанциях (АЭС), содержащей радиоактивные загрязнения [Патент США 4,756,875. МПК4 G21C 19/30; B01D 39/02. НПК 376/313; 376/310; 210/500.23. Дата приоритета - 07.08.1986], в котором известное устройство состоит из цилиндрического корпуса, крышки с выходным фланцем для трубопровода очищенной воды, трубопровода для ввода ПВ и СВ, содержащих радиоактивные загрязнения, и воздухопровода для подачи сжатого воздуха. Крышка эллиптической формы отделена от корпуса фильтра плитой, к которой прикреплены многочисленные цилиндрические трубки. Внутри каждой цилиндрической трубки подвешены пучки полых ПЭ перфорированных волокон U-образной формы, содержащих поры с диаметром 0,1 мкм, причем оба конца ПЭ-волокна прикреплены изнутри объема цилиндрической трубки к плите. Пространство между крышкой и плитой представляет собой сборник очищенной воды, куда она поступает, пройдя сквозь микропоры и полую часть волокна, откуда затем выводится наружу через трубопровод, прикрепляемый к выходному фланцу.The closest, in technical essence, to the claimed device is an apparatus for filtering water at nuclear power plants (NPPs) containing radioactive contamination [US Patent 4,756,875. IPC 4
Недостатками известного устройства являются стационарное исполнение, отсутствие АСУ ТП, сложность в эксплуатации, низкая продолжительность фильтроцикла, невозможность извлечения катионов радиоактивных элементов, растворенных в СВ.The disadvantages of the known device are stationary performance, lack of industrial control system, difficulty in operation, low duration of the filter cycle, the inability to extract cations of radioactive elements dissolved in NE.
Указанные недостатки обусловлены тем, что известное устройство предназначено для очистки воды на АЭС методом фильтрации, и раскрытая конструкция фильтра, возможно, является частью системы водоочистки и водоподготовки ядерной энергетической установки (ЯЭУ). Низкая продолжительность фильтроцикла обусловлена возможностью забивки микропор фильтрующего материала частицами загрязнений. Отсутствие сорбентов в конструкции известного устройства не позволяет осуществлять удаление катионов радиоактивных элементов, растворенных в очищаемых ПВ и СВ.These disadvantages are due to the fact that the known device is intended for water purification at nuclear power plants by the filtration method, and the disclosed filter design is probably part of the water treatment and water treatment system of a nuclear power plant (NPP). The low duration of the filter cycle is due to the possibility of clogging of the micropores of the filter material with pollution particles. The absence of sorbents in the design of the known device does not allow the removal of cations of radioactive elements dissolved in the cleaned PV and CB.
Технической задачей заявленного устройства является повышение эффективности очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, повышение уровня радиационной безопасности персонала при эксплуатации аппаратного комплекса, упрощение технологического процесса очистки, устранение недостатков, присущих устройствам по прототипу, а именно: применение только метода фильтрации для очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, и «ручной» режим управления устройством во время проведения ТП;The technical task of the claimed device is to increase the efficiency of cleaning PV and SV from radioactive microcontaminations, increase the level of radiation safety of personnel during the operation of the hardware complex, simplify the cleaning process, eliminate the disadvantages inherent in the devices of the prototype, namely: using only the filtering method for cleaning PV and SV from radioactive microcontaminations, and the “manual” device control mode during the TP;
Для решения указанной технической задачи в устройстве, содержащем емкость для сбора очищенной воды, фильтр для очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, систему трубопроводов для подачи загрязненной и отвода очищенной воды, воздухопровод для подачи сжатого воздуха на стадии регенерации фильтрующих материалов, введены новые элементы:To solve this technical problem, in a device containing a container for collecting purified water, a filter for cleaning PV and CB from radioactive microcontaminations, a piping system for supplying contaminated and discharging purified water, an air duct for supplying compressed air at the stage of regeneration of filtering materials, new elements were introduced:
- на стадии очистки применяются фильтрующие элементы на основе наноком позиционного материала, изготовленного методом спекания из порошкообразного СВМ ПЭ с добавкой наполнителя - галлуазита в концентрации в пределах не более 3% (масс), пористая структура которого представляет собой систему взаимосвязанных щелевидных микропор размером от 1 до 10 мкм, а сама очистка ПВ и СВ осуществляется методом сорбционной микрофильтрации;- at the stage of cleaning, filter elements based on a nanocom positional material made by sintering from powdered CBM PE with the addition of filler - halloysite in a concentration of not more than 3% (mass) are used, the porous structure of which is a system of interconnected slit-like micropores ranging in size from 1 to 10 microns, and the cleaning of PV and CB is carried out by sorption microfiltration;
- для управления устройством в дистанционном режиме и повышения уровня радиационной безопасности обслуживающего персонала в состав устройства - аппаратно-технического комплекса введена АСУ ТП,- to control the device in remote mode and to increase the level of radiation safety of maintenance personnel, an automated process control system has been introduced into the structure of the hardware-technical complex,
- для обеспечения мобильности устройство смонтировано на передвижной платформе.- to ensure mobility, the device is mounted on a mobile platform.
В заявляемом устройстве на стадии очистки используют фильтр на основе композиционного пористого материала, полученного путем спекания смеси из порошкообразного СВМ ПЭ/галлуазит (3% (масс.)), который предназначен для очистки ПВ и СВ от наиболее часто встречаемых и самых опасных для человека видов радиоактивных микрозагрязнений: изотопов стронция и цезия, - как посредством захвата частиц загрязнений в микропоры, так и путем замещения катионов кальция в кристаллической решетке галлуазита катионами стронция и цезия, содержащихся в составе ПВ и СВ, поступающих на очистку. Следовательно, применяемый в устройстве фильтрующий материал на основе пористого СВМ ПЭ является многофункциональным и позволяет одновременно реализовывать два механизма очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений: фильтрационный и сорбционный, что позволяет достичь технического результата в виде создания эффективного устройства очистки воды.In the claimed device at the stage of cleaning, a filter is used based on a composite porous material obtained by sintering a mixture of powdered CBM PE / halloysite (3% (mass.)), Which is designed to purify PV and CB from the most common and most dangerous types for humans radioactive microcontaminations: strontium and cesium isotopes, both by trapping particles of contaminants in micropores, and by replacing calcium cations in the halloysite crystal lattice with strontium and cesium cations contained in PV and CB coming in for cleaning. Consequently, the filtering material used in the device based on porous CBM PE is multifunctional and allows you to simultaneously implement two mechanisms for purifying PV and CB from radioactive microcontaminations: filtering and sorption, which allows to achieve a technical result in the form of an effective water purification device.
Таким образом, введение в конструкцию устройства следующих новых элементов:Thus, the introduction to the design of the device of the following new elements:
- фильтрующих элементов на основе композиционного пористого материала, изготовленного методом спекания из порошкообразного СВМ ПЭ с добавкой наполнителя - галлуазита в концентрации не более 3% (масс), пористая структура которого представляет собой систему взаимосвязанных щелевидных микропор размером от 1 до 10 мкм;- filtering elements based on a composite porous material made by sintering from powdered CBM PE with the addition of filler - halloysite in a concentration of not more than 3% (mass), the porous structure of which is a system of interconnected slit-like micropores ranging in size from 1 to 10 microns;
- применения метода сорбционной микрофильтрации;- application of the sorption microfiltration method;
- применения АСУ ТП,- application of industrial control systems,
- размещения устройства на передвижной платформе для обеспечения его мобильности,- placing the device on a mobile platform to ensure its mobility,
- позволяет достичь заявляемого технического результата: повышения эффективности очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений и повышения уровня радиационной безопасности персонала при эксплуатации устройства, а также упрощения ТП.- allows to achieve the claimed technical result: increasing the efficiency of cleaning PV and SV from radioactive microcontaminations and increasing the level of radiation safety of personnel during operation of the device, as well as simplifying the TP.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
Фиг. 1 Чертеж общего вида устройства для очистки природных и сточных вод от радиоактивных загрязнений: 1 - блок управления, 2-5 - емкости C1-С4, 6-9 - насосы H1-Н4FIG. 1 Drawing of a general view of a device for treating natural and waste waters from radioactive contamination: 1 - control unit, 2-5 - capacities C1-C4, 6-9 - pumps H1-H4
Фиг. 2 Схема принципиальная комбинированная автоматизированного устройства для очистки природных и сточных вод, содержащих радиоактивные микрозагрязнения: 1 - блок управления; 2-5 - емкости C1-С4; 6-9 - насосы H1-Н4, 10-19 - клапаны электромагнитные К1-К10, 20 - клапан регулирующий К11, 21-25 - клапаны обратные К01-К05, 26-30 - вентили ручные B1-В5, 31 - расходомер РР, 32-36 - манометр ДД1-ДД5, 37-40 - уровнемеры ДУ1-ДУ4, 41, 42 - фильтры Ф1, Ф2FIG. 2 Schematic diagram of a combined automated device for the purification of natural and wastewater containing radioactive microcontaminants: 1 - control unit; 2-5 - tanks C1-C4; 6-9 - pumps H1-H4, 10-19 - electromagnetic valves K1-K10, 20 - control valve K11, 21-25 - check valves K01-K05, 26-30 - manual valves B1-B5, 31 - PP flowmeter, 32-36 - pressure gauge DD1-DD5, 37-40 - level gauges ДУ1-ДУ4, 41, 42 - filters Ф1, Ф2
Фиг. 3 Электронное изображение пористой микроструктуры фильтрующего материала на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена с добавкой 3% галлуазита, полученное методами растровой электронной микроскопии (а) и рентгеновской компьютерной микротомографии (б). Белые точки на рисунке (б) обозначают частицы наполнителя. Реконструкция распределения частиц галлуазита в объеме спеченного пористого сверхвысокомолекулярного полиэтилена (в) и функция распределения частиц галлуазита по размерам в исследованном образце фильтрующего материала (г)FIG. 3 Electronic image of the porous microstructure of the filter material based on ultra-high molecular weight polyethylene with the addition of 3% halloysite, obtained by scanning electron microscopy (a) and X-ray computer microtomography (b). White dots in figure (b) denote filler particles. Reconstruction of the distribution of halloysite particles in the volume of sintered porous ultra-high molecular weight polyethylene (c) and the size distribution function of halloysite particles in the studied filter material sample (g)
Как следует из Фиг. 1, 2, устройство предназначено для очистки ПВ и СВ от содержащихся в них радиоактивных микрозагрязнений, присутствующих как в виде механических примесей, так и растворенных в ней солей радиоактивных элементов.As follows from FIG. 1, 2, the device is intended for cleaning PV and CB from the radioactive microcontaminants contained in them, present both in the form of mechanical impurities and salts of radioactive elements dissolved in it.
Устройство представляет собой мобильную систему из модульных конструкций, в состав которой входят непосредственно сам модуль очистки, технологические емкости, защитный металлический контейнер, модуль управления.The device is a mobile system of modular designs, which directly includes the cleaning module itself, technological tanks, a protective metal container, and a control module.
Модуль очистки представляет собой комплекс оборудования, а именно насосы, фильтры, соединенные между собой посредством трубопроводов. Все оборудование установлено на платформе, перемещение которой возможно с помощью вилочного погрузчика.The cleaning module is a complex of equipment, namely pumps, filters, interconnected by pipelines. All equipment is installed on a platform, the movement of which is possible using a forklift.
Технологические емкости C1, С4 (Фиг. 1, Фиг. 2) предназначены для промежуточного аккумулирования неочищенной и очищенной воды. Технологические емкости соединены с модулем очистки посредством трубопроводов. Промежуточные емкости (С2 и С3) установлены на платформе, перемещение которой возможно с помощью вилочного погрузчика. Емкости С1 и С4 установлены в защитном контейнере.Technological tanks C1, C4 (Fig. 1, Fig. 2) are designed for intermediate accumulation of untreated and purified water. Technological tanks are connected to the cleaning module via pipelines. Intermediate tanks (C2 and C3) are installed on a platform, the movement of which is possible with the help of a forklift. Capacities C1 and C4 are installed in a protective container.
Защитный контейнер представляет собой модернизацию стандартного контейнера УК-3 и предназначен для радиационной защиты обслуживающего персонала от воздействия ионизирующих излучений (ИИ).The protective container is an upgrade of the standard UK-3 container and is intended for radiation protection of service personnel from exposure to ionizing radiation (II).
Модуль управления предназначен для контроля и управления технологическим процессом очистки воды.The control module is designed to control and manage the technological process of water purification.
Схема комбинированная принципиальная устройства представлена на Фиг. 2.A schematic of a combined circuit device is shown in FIG. 2.
В таблице 2 приведены сведения о применяемом в составе устройства оборудовании.Table 2 provides information on the equipment used as part of the device.
Электропитание устройства должно осуществляться от источника переменного тока с напряжением 230 В и частотой (50±1) Гц.The device must be powered from an alternating current source with a voltage of 230 V and a frequency (50 ± 1) Hz.
Устройство должно устанавливаться на заранее подготовленной горизонтальной площадке. Решение о возможности установки на грунт принимается на основе данных о технических характеристиках грунта.The device must be installed on a previously prepared horizontal platform. The decision on the possibility of installation on the ground is made on the basis of data on the technical characteristics of the soil.
Функциональная структура АСУ ТП включает в себя следующие функциональные подсистемы:.The functional structure of industrial control system includes the following functional subsystems :.
а) информационные, в том числе:a) informational, including:
- подсистему автоматического централизованного контроля;- subsystem of automatic centralized control;
- подсистему ситуационного анализа;- a subsystem of situational analysis;
- подсистему оперативного отображения и регистрации хода технологического процесса;- subsystem of operational display and registration of the process flow;
б) управляющие, в том числе:b) managers, including:
- подсистему автоматического регулирования;- subsystem of automatic regulation;
- подсистему дискретного логического управления, включая автоматическую реализацию задаваемой циклограммы работы установки;- a subsystem of discrete logical control, including the automatic implementation of a given sequence diagram of the installation;
- подсистему дистанционного управления;- remote control subsystem;
в) вспомогательные, в том числе:c) auxiliary, including:
- подсистему диагностики.- a subsystem of diagnostics.
Подсистема автоматического централизованного контроля предназначена для приема аналоговых и дискретных сигналов от датчиков, установленных на технологическом оборудовании. Первичная обработка информации, поступающей от датчиков, производится программируемым логическим контроллером (ПЛК) и включает в себя нормализацию, усреднение и анализ достоверности измеренных значений параметров. Цикл опроса параметров должен быть не более 0,5 сек.The automatic centralized control subsystem is designed to receive analog and discrete signals from sensors installed on technological equipment. The primary processing of information from sensors is performed by a programmable logic controller (PLC) and includes normalization, averaging, and analysis of the reliability of the measured parameter values. The parameter polling cycle should be no more than 0.5 seconds.
Подсистема оперативного отображения и регистрации хода ТП предназначена для отображения информации о ходе ТП на экране видеотерминала в виде:The subsystem of the operational display and registration of the TP progress is intended to display information on the TP progress on the screen of the video terminal in the form of:
- фрагментов мнемосхем с цифровыми индикаторами для представления численных значений технологических параметров, индикаторами нарушения норм технологического режима (НТР) и индикаторами состояния технологического оборудования;- fragments of mnemonic diagrams with digital indicators to represent the numerical values of technological parameters, indicators of violation of the norms of the technological regime (NTR) and indicators of the state of technological equipment;
- таблиц текущих значений технологических параметров;- tables of current values of technological parameters;
- графиков изменения технологических параметров в режиме «реального времени»;- schedules for changing technological parameters in the "real time" mode;
- панелей управления регуляторами и оборудованием.- control panels for regulators and equipment.
Время реакции системы на изменение состояния ТП - не более 1 сек.The reaction time of the system to a change in the state of TP is no more than 1 second.
Подсистема оперативного учета работы устройства обеспечивает реализацию следующих функциональных задач:The operational accounting subsystem of the device provides the implementation of the following functional tasks:
- архивирование информации (хранение не менее 30 суток);- archiving information (storage for at least 30 days);
- регистрацию нарушений норм технологического режима;- registration of violations of technological standards;
- регистрацию состояния оборудования;- registration of equipment status;
- формирование выходных документов.- formation of output documents.
Подсистема автоматического регулирования и подсистема дискретного логического управления предназначены для реализации задач автоматического управления заданным стационарным режимом работы и автоматической аварийной защиты оборудования. Подсистема обеспечивают безударный переход с автоматического режима работы на ручной и обратно.The automatic control subsystem and the discrete logical control subsystem are designed to implement the tasks of automatic control of a given stationary mode of operation and automatic emergency protection of equipment. The subsystem provides a shock-free transition from automatic to manual mode and vice versa.
Подсистема дистанционного управления предназначена для пуска оборудования, переключения агрегатов и узлов и останова процесса. При этом АСУ переводится в информационный режим работы.The remote control subsystem is designed to start equipment, switch units and assemblies and stop the process. In this case, the ACS is transferred to the information mode of operation.
Подсистема диагностики предназначена для непрерывного контроля, за состоянием комплекса технических средств АСУ. Основной задачей подсистемы является надежное и своевременное выявление, сигнализация и регистрация сбоев и отказов аппаратных средств АСУ.The diagnostic subsystem is designed for continuous monitoring of the state of the complex of technical means of automated control systems. The main objective of the subsystem is reliable and timely detection, signaling and registration of failures and failures of ACS hardware.
Все регистрируемые параметры процесса должны выводиться на экран переносного промышленного компьютера. Должна быть предусмотрена возможность вывода необходимой информации на бумажный носитель.All recorded process parameters should be displayed on the screen of a portable industrial computer. It should be possible to display the necessary information on paper.
Вся информация, представляемая на экран должна отражаться на русском языке и в реальном режиме времени. Допускается использовать условные обозначения и аббревиатуры на иностранном языке, только если они приняты на международном уровне. Общие эргономические требования к представлению информации устанавливаются согласно ГОСТ 21829-76.All information presented on the screen should be reflected in Russian and in real time. It is allowed to use symbols and abbreviations in a foreign language only if they are accepted at the international level. General ergonomic requirements for the presentation of information are established in accordance with GOST 21829-76.
Система фиксирует показания всех приборов, установку параметров ТП, изменения, вносимые оператором.The system captures the readings of all devices, setting TP parameters, changes made by the operator.
Система оснащена средствами физического и программного ограничения доступа.The system is equipped with physical and software access restrictions.
Система позволяет сохранять технологические параметры и режимы в виде программ.The system allows you to save technological parameters and modes in the form of programs.
Система является наглядной и удобной в использовании, исключает двоякость толкования выводимой на экран монитора информации.The system is intuitive and easy to use, eliminates the ambiguity of interpretation of information displayed on the monitor screen.
Система оснащена автономным источником питания, который позволяет поддерживать ее автономную работоспособность в течение 1 (одного) часа.The system is equipped with an autonomous power supply, which allows you to maintain its autonomous performance for 1 (one) hour.
Система управления устройством позволяет осуществлять аварийную остановку всех процессов, как с пульта управления, так и нажатием кнопок аварийной остановки, находящихся во всех модулях.The device control system allows for an emergency stop of all processes, both from the control panel and by pressing the emergency stop buttons located in all modules.
При эксплуатации устройства предусмотрена возможность ручного управления, индикация работы насосов, регистрация значений с датчиков давлений, сигналов с датчиков уровня.When using the device, it is possible to manually control, indicate the operation of the pumps, register values from pressure sensors, signals from level sensors.
Электромонтаж АСУ выполнен с учетом требований ГОСТ Р 51330.10-99. Основной функцией программы, обеспечивающей функционирование АСУ ТП устройства, является автоматизированное управление исполнительными механизмами испытательного стенда для очистки воды от механических примесей, а также растворенных в ней солей радиоактивных элементов.The ACS electrical installation is performed taking into account the requirements of GOST R 51330.10-99. The main function of the program that ensures the functioning of the automatic process control system of the device is the automated control of the actuators of the test bench for the purification of water from mechanical impurities, as well as salts of radioactive elements dissolved in it.
Основная задача вызываемой программы управления (версия 1.0) - безаварийное ведение процесса очистки воды.The main task of the called control program (version 1.0) is the trouble-free operation of the water treatment process.
Программа управления реализует следующие функции:The management program implements the following functions:
- сбор и обработка технологических параметров, предоставленных аналоговыми сигналами;- collection and processing of technological parameters provided by analog signals;
- сбор и обработка технологических параметров, параметров состояния оборудования и исполнительных механизмов, предоставленных дискретными сигналами, в том числе о неисправности и неготовности устройств;- collection and processing of technological parameters, state parameters of equipment and actuators provided by discrete signals, including about malfunction and unavailability of devices;
- программно-логическое управление пуском, остановом;- program-logic control of start, stop;
- предаварийный автоматический останов технологических объектов по сигналам устройств защиты или по команде оператора;- pre-emergency automatic shutdown of technological objects according to the signals of protection devices or at the command of the operator;
- экстренный останов по команде оператора;- emergency stop at the command of the operator;
- регламентный останов по команде оператора.- scheduled shutdown at the operator’s command.
К классам задач, решаемым программой управления в процессе эксплуатации устройства, относится задача обеспечения возможности функционирования устройства в следующих режимах: «Подготовка к работе», «Работа», «Кратковременная остановка», «Промывка фильтра Ф1», «Промывка фильтра Ф2», «Полная штатная остановка», «Переполнение».The classes of tasks solved by the control program during the operation of the device include the task of ensuring that the device can function in the following modes: “Preparing for work”, “Work”, “Short stop”, “Flushing filter F1”, “Flushing filter F1”, “ Full regular stop ”,“ Overflow ”.
В состав используемых технических средств входит персональный компьютер на базе процессора Intel Corel i3 и выше, ОЗУ не менее 1 Гб, 256 Мб видеопамяти, наличие свободного места на жестком диске 500 Мб.The hardware used includes a personal computer based on an Intel Corel i3 processor or higher, RAM of at least 1 GB, 256 MB of video memory, and 500 MB of free hard disk space.
Для подготовки установки к работе необходимо выполнить следующие мероприятия:To prepare the installation for work, you must perform the following activities:
1 Подготовить площадку для установки платформы с устройством.1 Prepare the site for installing the platform with the device.
2 Разместить устройство на площадке.2 Place the device on site.
3. Подключить устройство к источнику электрического питания.3. Connect the device to an electrical power source.
4 Проверить исправность заземления.4 Check that the earth is working properly.
5 Подключить стенд к системе электропитания.5 Connect the stand to the power supply system.
6 Осуществить запуск системы управления.6 Start the control system.
7 Проверить исправность всех систем устройства.7 Check the health of all device systems.
8 Осуществить настройку всех ТП путем ручного ввода в АСУ требуемых значений параметров, определяющих функционирование программы управления.8 Set up all the TPs by manually entering the required parameter values in the automatic control system that determine the operation of the control program.
9 Регулирование работы АСУ осуществлять по мере необходимости. Величина значения того или иного параметра зависит от условий эксплуатации, в том числе, - от состава ПВ и СВ, подвергаемых очистке.9 Regulation of the ACS to carry out as necessary. The value of one or another parameter depends on the operating conditions, including the composition of the PV and CB subjected to cleaning.
10 В процессе эксплуатации возможны следующие режимы работы устройства:10 During operation, the following modes of operation of the device are possible:
10.1 Режим «Подготовка к работе».10.1 "Preparing for work" mode.
1) Заполнить емкость С1 очищаемой ПВ и/или СВ до срабатывания ДУ11) Fill the tank C1 of the cleaned PV and / or CB before triggering DN1
2) Вручную открыть вентиль В1.2) Manually open valve B1.
3) Вручную закрыть вентили В2, В3, В4.3) Manually close valves B2, B3, B4.
4) Открыть клапаны К1, К3, К5.4) Open the valves K1, K3, K5.
5) Закрыть клапаны К2, К4, К9, К10, К6, К7, К8, К11.5) Close the valves K2, K4, K9, K10, K6, K7, K8, K11.
10.2 Режим «Работа».10.2 "Work" mode.
1) Включить насос H1.1) Turn on the pump H1.
2) Вручную открыть вентиль В2.2) Manually open valve B2.
3) Вручную закрыть вентиль В1.3) Manually close valve B1.
4) После достижения заранее заданной величины давления в ДД1, через заранее заданный оператором интервал времени (от 0,1 до 2,0 мин), открыть К6, К11.4) After reaching a predetermined pressure value in DD1, after a time interval pre-set by the operator (from 0.1 to 2.0 minutes), open K6, K11.
5) Через две секунды включить насос Н3.5) After two seconds, turn on the pump H3.
Продолжительность работы насоса заранее устанавливается оператором.The duration of the pump is pre-set by the operator.
10.3 Режим «Промывка фильтра Ф1» (только из режима «Работа»)10.3 “Flushing filter F1” mode (only from the “Operation” mode)
При превышении давления, диагностируемого датчиком ДД1 над величиной давления, регистрируемого датчиком ДД2 на величину, указанную оператором, или по команде оператора:If the pressure diagnosed by the DD1 sensor exceeds the pressure recorded by the DD2 sensor by the value specified by the operator, or at the command of the operator:
1) Выключить насос H1.1) Turn off pump H1.
2) Открыть К2, К9.2) Open K2, K9.
3) Закрыть К1, К3, К5, К8, К10, К11.3) Close K1, K3, K5, K8, K10, K11.
4) Через 2 секунды включить насос Н2 либо на время, заданное оператором, либо до срабатывания ДУ4.4) After 2 seconds, turn on the H2 pump either for the time specified by the operator, or until the DN4 is activated.
10.4 Режим «Промывка фильтра Ф2» (только из режима «Работа»).10.4 “Flushing filter Ф2” mode (only from the “Operation” mode).
В случае превышения давления ДД2 над величиной давления, регистрируемой ДД3, на величину, указанную оператором, или по команде оператора:If the pressure DD2 exceeds the pressure recorded by DD3 by the value specified by the operator, or at the command of the operator:
1) Выключить насос H1.1) Turn off pump H1.
2) Открыть К10, К4.2) Open K10, K4.
3) Закрыть К1, К3, К5, К8, К9, К11.3) Close K1, K3, K5, K8, K9, K11.
4) Через две секунды включить насос Н2 либо на время, заданное оператором, либо до срабатывания ДУ4.4) After two seconds, turn on the H2 pump either for the time specified by the operator or until the DN4 is activated.
10.5 Режим «Переполнение».10.5 Overflow mode.
1) При сигнале с ДУ2 о заполнении емкости С2 отключить H1.1) When the signal from DN2 on the filling of the tank C2 is turned off, H1.
2) При исчезновении сигнала с ДУ2 о заполнении емкости С2 с выдержкой от 0,3 до 1 мин включить H1.2) If the signal from DN2 about the filling of the C2 tank with a shutter speed of 0.3 to 1 min disappears, turn on H1.
3) При сигнале ДУ3 о заполнении емкости С3 отключить Н3.3) With the signal ДУ3 about filling the capacity С3, turn off Н3.
4) При исчезновении сигнала с ДУЗ о заполнении емкости С3 с выдержкой от 0,3 до 1 мин включить Н3.4) If the signal from the remote sensing device about the filling of the C3 tank with a shutter speed of 0.3 to 1 min disappears, turn on H3.
5) При сигнале с ДУ4 о заполнении емкости С4 отключить Н2, Н4.5) When the signal from DU4 is about filling the capacity of C4, turn off H2, H4.
6) При исчезновении сигнала с ДУ4 о заполнении емкости С4 с выдержкой от 0,3 до 1 мин включить Н2, Н4.6) If the signal from the DN4 about the filling of the C4 tank with a shutter speed of 0.3 to 1 min disappears, turn on H2, H4.
10.6 Режим «Кратковременный штатный останов».10.6 “Short-term regular stop” mode.
1) Выключить насосы Н1-Н4.1) Turn off the pumps H1-H4.
2) С выдержкой 2 с закрыть клапаны К1-К11.2) Close the valves K1-K11 with a shutter speed of 2 s.
10.7 Режим «Полный штатный останов».10.7 "Full regular stop" mode.
1) В режиме 2 полностью удалить ПВ и СВ из емкости С1.1) In
2) Вручную выключить насос H1.2) Manually turn off the pump H1.
3) Включить Н3 и полностью и удалить содержимое емкости С2.3) Turn on H3 and completely and delete the contents of the tank C2.
4) Вручную выключить Н3.4) Manually turn off the H3.
5) Открыть клапаны К1-К11.5) Open the valves K1-K11.
6) Вручную открыть вентили В3, В4 и слить воду из емкостей С3, С4.6) Manually open valves B3, B4 and drain the water from tanks C3, C4.
11 В процессе эксплуатации устройства программа управления:11 During operation of the device, the control program:
1) Анализирует и обрабатывает состояния исполнительных механизмов устройства (клапаны К1-К11, насосы H1-Н4, компрессор), а также состояния датчиков уровня, температуры, давления.1) Analyzes and processes the state of the actuators of the device (valves K1-K11, pumps H1-H4, compressor), as well as the status of the sensors of level, temperature, pressure.
2) Выдает управляющие воздействия на клапана К1-К11, насосы Н1-Н4.2) Provides control actions on valves K1-K11, pumps H1-H4.
3) Время выполнения программы - менее 100 мс, включая сбор, обработку и выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы.3) The program execution time is less than 100 ms, including the collection, processing and issuance of control actions on the actuators.
4) Программа не имеет видимого графического интерфейса и не предоставляет пользователю возможности своего выключения.4) The program does not have a visible graphical interface and does not provide the user with the ability to turn it off.
12 Осуществить проверку работоспособности устройства, в том числе:12 Perform a device health check, including:
1) Включить устройство и проверить его функционирование.1) Turn on the device and check its functioning.
2) С применением специального аналитического оборудования (дозиметры, концентратомеры и т.д.) проверить качество очистки ПВ и СВ на всех режимах функционирования устройства.2) Using special analytical equipment (dosimeters, concentrometers, etc.), check the quality of the cleaning of the PV and CB at all operating modes of the device.
3) После выхода устройства на стационарный режим работы провести проверку его производительности.3) After the device enters stationary operation, check its performance.
13 Выполнить работы по очистке ПВ и СВ, содержащих радиоактивные микрозагрязнения.13 To carry out work on the cleaning of PV and CB containing radioactive micro-pollution.
14 После окончания работы устройства необходимо выполнить следующие мероприятия:14 After the operation of the device, the following measures must be performed:
1) Слить все жидкости из емкостей установки.1) Drain all liquids from the tanks of the installation.
2) Удалить весь твердый остаток со стенок емкостей, корпусов фильтров и т.д.2) Remove all solid residue from the walls of containers, filter housings, etc.
3) Проверить надежность крепления всего оборудования на платформе.3) Check the reliability of the attachment of all equipment to the platform.
4) Отсоединить стенд от источника электрической энергии.4) Disconnect the stand from the source of electrical energy.
Как показали испытания устройства, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить повышение уровня радиационной безопасности персонала при эксплуатации устройства, упрощение ТП и повышение эффективности очистки ПВ и СВ от радиоактивных микрозагрязнений, мобильность устройства. Использование фильтрующих элементов на основе спеченного порошка СВМ ПЭ с добавкой 3% (масс.) галлуазита (размер сферических частиц порошка СВМ ПЭ - от 130 до 180 мкм, эффективный размер частиц галлуазита - от 4 до 12 мкм (Фиг. 3)), содержащих систему взаимосвязанных щелевидных пор с размером от 3 до 10 мкм, позволило получить (таблица 3) следующие результаты при очистке модельных растворов водопроводной воды с добавкой хлорида цезия (концентрация - 10-4 моль/литр, продолжительность испытаний - 8 часов). Активацию водных растворов производили потоком тепловых нейтронов в канале реактора ВВР-Ц АО «НИФХИ им. Л.Я. Карпова» (г. Обнинск, Калужская область). После активации водные растворы хранили при комнатной температуре, на воздухе в отстойной камере реактора ВВР-Ц в течение трех месяцев.As shown by tests of the device, the present invention allows to increase the level of radiation safety of personnel during operation of the device, simplification of TP and increase the efficiency of cleaning PV and CB from radioactive micro-pollution, the mobility of the device. The use of filter elements based on sintered CBM PE powder with the addition of 3% (mass.) Halloysite (the size of spherical particles of CBM PE powder is from 130 to 180 microns, the effective particle size of halloysite is from 4 to 12 microns (Fig. 3)) containing a system of interconnected slit-like pores with a size of 3 to 10 μm, allowed to obtain (table 3) the following results when cleaning model solutions of tap water with the addition of cesium chloride (concentration - 10 -4 mol / liter, test duration - 8 hours). The activation of aqueous solutions was carried out by a thermal neutron flux in the channel of the VVR-Ts reactor of NIPHI im. L.Ya. Karpova ”(Obninsk, Kaluga Region). After activation, aqueous solutions were stored at room temperature, in air, in a settling chamber of the WWR-C reactor for three months.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150858A RU2680960C2 (en) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Automated device for cleaning natural and waste waters containing radio contamination |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016150858A RU2680960C2 (en) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Automated device for cleaning natural and waste waters containing radio contamination |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016150858A RU2016150858A (en) | 2018-06-25 |
| RU2016150858A3 RU2016150858A3 (en) | 2019-01-15 |
| RU2680960C2 true RU2680960C2 (en) | 2019-03-01 |
Family
ID=62713312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016150858A RU2680960C2 (en) | 2016-12-23 | 2016-12-23 | Automated device for cleaning natural and waste waters containing radio contamination |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680960C2 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4161447A (en) * | 1974-06-13 | 1979-07-17 | Daicel Ltd. | Process for treating waste water containing radioactive substances |
| US4756875A (en) * | 1983-09-29 | 1988-07-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for filtering water containing radioactive substances in nuclear power plants |
| FR2672420A1 (en) * | 1991-01-31 | 1992-08-07 | Framatome Sa | PROCESS AND DEVICE FOR TREATING LIQUID RADIO-ACTIVE EFFLUENTS FROM A NUCLEAR POWER PLANT. |
| RU2357784C2 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-10 | Александра Анатольевна Ревина | Material with polyfunctional activity based on open-porous polyethylene containing nanoparticles of silver, and method for its production |
| RU2541357C2 (en) * | 2010-10-15 | 2015-02-10 | Диверсифайд Текнолоджиз Сервисез, Инк | System for concentrate purification |
-
2016
- 2016-12-23 RU RU2016150858A patent/RU2680960C2/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4161447A (en) * | 1974-06-13 | 1979-07-17 | Daicel Ltd. | Process for treating waste water containing radioactive substances |
| US4756875A (en) * | 1983-09-29 | 1988-07-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Apparatus for filtering water containing radioactive substances in nuclear power plants |
| FR2672420A1 (en) * | 1991-01-31 | 1992-08-07 | Framatome Sa | PROCESS AND DEVICE FOR TREATING LIQUID RADIO-ACTIVE EFFLUENTS FROM A NUCLEAR POWER PLANT. |
| RU2357784C2 (en) * | 2007-12-17 | 2009-06-10 | Александра Анатольевна Ревина | Material with polyfunctional activity based on open-porous polyethylene containing nanoparticles of silver, and method for its production |
| RU2541357C2 (en) * | 2010-10-15 | 2015-02-10 | Диверсифайд Текнолоджиз Сервисез, Инк | System for concentrate purification |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016150858A3 (en) | 2019-01-15 |
| RU2016150858A (en) | 2018-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101229949B (en) | Mobile radioactive liquid waste treatment equipment | |
| US10689281B2 (en) | Mobile processing system for hazardous and radioactive isotope removal | |
| CN109346203B (en) | Nuclear biochemical decontamination waste liquid treatment system | |
| CN112233831A (en) | Radioactive sewage and waste water decay treatment system and treatment method thereof | |
| CN201965936U (en) | Radioactive sewage emergency treatment system with three-prevention function | |
| RU2680960C2 (en) | Automated device for cleaning natural and waste waters containing radio contamination | |
| JP2017187392A (en) | Pump device | |
| CN101074119B (en) | System for treating cobalt-source well water circulation | |
| CN209312448U (en) | One seed nucleus biochemical decontamination liquid waste treatment system | |
| CA3031631C (en) | Tank closure cesium removal | |
| CN201154931Y (en) | Mobile radioactive liquid waste treatment device | |
| CN208970190U (en) | A kind of processing system of second-order activity decontamination waste liquid | |
| RU191233U1 (en) | Sampling installation | |
| Rosell | Purification of radioactive waste water using a ceramic membrane | |
| CN118221318B (en) | Direct drinking water regeneration circulation water supply system | |
| CN215627320U (en) | Radioactive decontamination waste liquid recycling and disposing vehicle | |
| RU2675787C1 (en) | Method for processing liquid radioactive wastes | |
| MAREI | Atomic Energy Authority | |
| Epimakhov et al. | Membrane–sorption technology for reprocessing liquid radioactive waste from nuclear reactors | |
| Zhu et al. | Prospect Research on Application of Mobile Liquid Radwaste Treatment Unit in Nuclear Power Plant | |
| Milner et al. | Application of Modular Design in Abatement of Fuel Element Debris (FED) Liquid Waste Stream-16635 | |
| Kent et al. | Deployment of a Modular Cross-Flow Filter for Radioactive Waste | |
| CN109243658A (en) | A kind of processing system and processing method of second-order activity decontamination waste liquid | |
| Walton et al. | Utilization and Application of Kurion Mobile Processing System in Remediation of Radioactively Contaminated Water–16370 | |
| JP2014077647A (en) | Radioactive contaminated water removal device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20190730 Effective date: 20190730 |