RU2794722C1

RU2794722C1 - Unit for handling radioactive spent ion exchange resins

Info

Publication number: RU2794722C1
Application number: RU2022126042A
Authority: RU
Inventors: Григорий Анатольевич Богданов; Андрей Геннадьевич Амосов; Елена Николаевна Пьянкова; Сергей Александрович Сосин; Андрей Игоревич Тепляков
Original assignee: Акционерное общество "Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро "Онега" (АО "НИПТБ"Онега")
Filing date: 2022-10-06
Publication date: 2023-04-24

Abstract

FIELD: processing materials.

SUBSTANCE: invention can be used for processing liquid radioactive waste, in particular to reduce the specific activity of spent radioactive ion-exchange resins of medium activity. The facility for handling radioactive spent ion-exchange resins includes a hopper, on the walls and lid of which a biological shield is installed, in which openings with folding doors are made. The hopper is equipped with a device for capturing the removed bottom, a locking device, and a fitting for removing compressed air. The hopper has two collection containers for ion-exchange resins. Each ion exchange resin collection container includes a disposable removable head and a detachable head. On the cover of the hopper there is a connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air.

EFFECT: invention provides protection of personnel from ionizing radiation when handling spent radioactive ion-exchange resins.

1 cl, 1 dwg

Description

Заявляемое техническое решение относится к области обработки материалов с радиоактивным заражением и может использоваться для переработки жидких радиоактивных отходов, в частности для снижения удельной активности отработавших радиоактивных ионообменных смол среднего уровня активности.The claimed technical solution relates to the field of processing materials with radioactive contamination and can be used for processing liquid radioactive waste, in particular to reduce the specific activity of spent radioactive ion-exchange resins of medium activity.

Известна установка для осуществления способа обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами (Патент на изобретение № 2758913 Способ обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами/Богданов Г.А., Соснина Ю.Н., Поспелова А.В., Амосов А.Г; заявитель и патентообладатель Акционерное общество «Научно-исследовательское проектно-технологическое бюро «Онега» (АО «НИПТБ «Онега») (RU) - № 2020139922, заявл. 04.12.2020, опубл. 03.11.2021, Бюл. № 31), которая включает в себя контейнер-сборник, включающий в себя корпус, фильтрующий элемент, трубу для подачи шихты ионообменных смол, трубу для подачи регенерирующего раствора, съемное днище, одноразовое удаляемое днище, патрубок для подачи сжатого воздуха и узел дренажа свободной воды, контур рециркуляции регенерирующего раствора, смонтированный к трубам для подачи шихты ионообменных смол, для отвода дренированной воды и для подачи регенерирующего раствора и включающего емкость приготовления регенерирующего раствора, блок микрофильтров, соединенных трубами, и бункера, в который после удаления всего объема регенерирующего раствора высыпаются отработавшие ионообменные смолы, бункер оборудован устройством для улавливания удаляемого днища контейнера-сборника, к нему смонтирован узел дозированной выдачи ионообменных смол.A known installation for implementing a method for handling radioactive spent ion-exchange resins (Patent for invention No. 2758913 Method for handling radioactive spent ion-exchange resins / Bogdanov G.A., Sosnina Yu.N., Pospelova A.V., Amosov A.G.; Applicant and patent holder Joint Stock Company "Scientific Research Design Bureau "Onega" (JSC "NIPTB" Onega ") (RU) - No. 2020139922, filed 04.12.2020, publ. 03.11.2021, Bull. No. 31), which includes in a collection container, including a housing, a filter element, a pipe for supplying a mixture of ion-exchange resins, a pipe for supplying a regenerating solution, a removable bottom, a disposable removable bottom, a nozzle for supplying compressed air and a free water drainage unit, a recirculating solution recirculation circuit, mounted to the pipes for supplying the charge of ion-exchange resins, for draining drained water and for supplying the regenerating solution, and including a container for preparing the regenerating solution, a block of microfilters connected by pipes, and a hopper into which, after removing the entire volume of the regenerating solution, the spent ion-exchange resins are poured, the hopper is equipped with a device for capturing the removed bottom of the collection container, a unit for the dosed issuance of ion-exchange resins is mounted to it.

Эта конструкция наиболее близка к заявляемому техническому решению, поэтому принята в качестве прототипа.This design is the closest to the claimed technical solution, therefore adopted as a prototype.

Недостатком прототипа является недостаточная защита персонала от ионизирующего излучения от контейнера-сборника при проведении работ по обращению с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами.The disadvantage of the prototype is the insufficient protection of personnel from ionizing radiation from the collection container during work on the handling of radioactive spent ion-exchange resins.

Суть заявляемого технического решения заключается в том, что в установке для осуществления способа обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами, включающей в себя контейнеры-сборники, каждый из которых включает в себя корпус, фильтрующий элемент, трубу для подачи шихты ионообменных смол, трубу для подачи регенерирующего раствора, съемное днище, одноразовое удаляемое днище, патрубок для подачи сжатого воздуха и узел дренажа свободной воды, и бункер, оборудованный устройством для улавливания удаляемого днища, при этом не менее двух контейнеров-сборников размещены внутри бункера, а бункер дополнительно оборудован запорным устройством для выгрузки радиоактивных отработавших ионообменных смол, на стенках и крышке бункера установлена биологическая защита с проемами, оборудованными откидными створками, на крышке бункера расположен узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и отвода сжатого воздуха.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that in the installation for implementing the method of handling spent radioactive ion-exchange resins, which includes containers-collectors, each of which includes a housing, a filter element, a pipe for supplying a charge of ion-exchange resins, a pipe for supplying regenerating solution, a removable bottom, a disposable removable bottom, a compressed air supply pipe and a free water drainage unit, and a hopper equipped with a device for catching a removable bottom, while at least two collection containers are placed inside the hopper, and the hopper is additionally equipped with a locking device for unloading radioactive spent ion-exchange resins, biological protection with openings equipped with flaps is installed on the walls and lid of the bunker, a connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air is located on the lid of the bunker.

Таким образом, заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, не менее двух контейнеров-сборников размещены внутри бункера, а бункер дополнительно оборудован запорным устройством для выгрузки радиоактивных отработавших ионообменных смол, на стенках и крышке бункера установлена биологическая защита с проемами, оборудованными откидными створками, на крышке бункера расположен узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и отвода сжатого воздуха.Thus, the claimed technical solution differs from the prototype in that at least two collection containers are placed inside the bunker, and the bunker is additionally equipped with a locking device for unloading radioactive spent ion-exchange resins, biological protection is installed on the walls and lid of the bunker with openings equipped with flaps on On the cover of the bunker there is a connection unit to the circuit for supplying and discharging the regenerating solution and discharging compressed air.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с другими показал, что совокупность признаков заявляемого технического решения обеспечит защиту персонала от ионизирующего излучения при проведении работ по снижению удельной активности радиоактивных отработавших ионообменных смол.A comparative analysis of the proposed technical solution with others showed that the totality of the features of the proposed technical solution will ensure the protection of personnel from ionizing radiation during work to reduce the specific activity of spent radioactive ion-exchange resins.

Биологическая защита на стенках и крышке бункера снижает негативное воздействие ионизирующего излучения на персонал.Biological protection on the walls and lid of the bunker reduces the negative impact of ionizing radiation on personnel.

Наличие в биологической защите проемов с откидными створками позволяет выполнять необходимые технологические операции в процессе использования заявляемой установки.The presence of openings with flaps in the biological protection allows you to perform the necessary technological operations in the process of using the proposed installation.

Размещение в бункере не менее двух контейнеров-сборников позволяет сократить время воздействия ионизирующего излучения от контейнеров-сборников на персонал при выполнении подготовительных работ перед проведением работ по снижению удельной активности радиоактивных отработавших ионообменных смол.Placement in the bunker of at least two containers-collectors allows to reduce the time of exposure to ionizing radiation from containers-collectors on personnel when performing preparatory work before carrying out work to reduce the specific activity of spent radioactive ion-exchange resins.

Узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и отвода сжатого воздуха на крышке бункера позволяет подавать регенерирующий раствор для снижения удельной активности отработавших ионообменных смол.The node for connection to the circuit for supply and discharge of the regenerating solution and the removal of compressed air on the cover of the bunker allows you to supply the regenerating solution to reduce the specific activity of spent ion-exchange resins.

Запорное устройство для выгрузки радиоактивных отработавших ионообменных смол позволяет выгружать осушенные радиоактивные отработавшие ионообменные смолы в емкости, предназначенные для транспортирования и временного хранения радиоактивных отходов, например типа БЗ1А2-216,5.A locking device for unloading radioactive spent ion-exchange resins allows you to unload dried radioactive spent ion-exchange resins into containers intended for transportation and temporary storage of radioactive waste, for example, type BZ1A2-216.5.

На фиг. 1 показан вариант схемы заявляемой установки для обращения с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами с двумя контейнерами-сборниками.In FIG. 1 shows a variant of the scheme of the proposed installation for handling radioactive spent ion-exchange resins with two containers-collectors.

Установка включает в себя бункер 1, на стенках и крышке которого установлена биологическая защита 2, в которой выполнены проемы с откидными створками 3. Бункер 1 оборудован устройством для улавливания удаляемого днища 4, запорным устройством 5, штуцером для отвода сжатого воздуха 6. В бункере 1 установлены два контейнера-сборника для ионообменных смол 7. Каждый контейнер-сборник для ионообменных смол 7 включает в себя одноразовое удаляемое днище 8 и съемное днище 9. На крышке бункера 1 расположен узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10.The installation includes a hopper 1, on the walls and the lid of which a biological protection 2 is installed, in which openings with folding doors 3 are made. The hopper 1 is equipped with a device for catching the removed bottom 4, a locking device 5, a fitting for removing compressed air 6. In the hopper 1 two collection containers for ion-exchange resins 7 are installed. Each collection container for ion-exchange resins 7 includes a disposable removable bottom 8 and a removable bottom 9. On the cover of the hopper 1 there is a connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air 10.

Заявляемая установка работает следующим образом.The proposed installation works as follows.

В бункере 1 размещены два контейнера-сборника для ионообменных смол 7, загруженные радиоактивными отработавшими ионообменными смолами. Выполняют подключение одного контейнера-сборника 7 к узлу подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10. В подключенный контейнер-сборник 7 через узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10 подается регенерирующий раствор для снижения удельной активности отработавших ионообменных смол, проходит через него, после чего выводится через указанный узел.Hopper 1 houses two ion-exchange resin collection containers 7 loaded with radioactive spent ion-exchange resins. One collection container 7 is connected to the connection unit to the regenerating solution and compressed air supply and discharge circuit 10. The regenerating solution is supplied to the connected collection container 7 through the connection unit to the regenerating solution and compressed air supply and discharge circuit 10 to reduce the specific activity of spent ion-exchange resins, passes through it, after which it is removed through the specified node.

Затем открывают проем с откидными створками 3, выполняют измерение мощности амбиентного эквивалента дозы гамма излучения на поверхности контейнера-сборника 7 с помощью соответствующего измерителя (не показан), после чего проем закрывают. Если результат измерений выше допустимого значения, регенерирующий раствор снова подается в контейнер-сборник 7. Если результат измерений соответствует допустимому значению, промывку завершают, остатки регенерирующего раствора удаляют с помощью подводимого в контейнер-сборник 7 сжатого воздуха. Затем в контейнер-сборник 7 через узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10 подают сжатый воздух, температура которого соответствует температуре, требуемой для сушки радиоактивных ионообменных смол (около +60 °С), в результате чего производится сушка отработавших ионообменных смол, находящихся в контейнере-сборнике 7, отвод сжатого воздуха при этом осуществляется также через узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10.Then, an opening with flaps 3 is opened, the ambient dose equivalent rate of gamma radiation is measured on the surface of the collection container 7 using an appropriate meter (not shown), after which the opening is closed. If the measurement result is higher than the permissible value, the regenerating solution is again fed into the collection container 7. If the measurement result corresponds to the permissible value, the flushing is completed, the remaining regenerating solution is removed using compressed air supplied to the collection container 7. Then, compressed air is supplied to the collection container 7 through the connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air 10, the temperature of which corresponds to the temperature required for drying radioactive ion-exchange resins (about +60 °C), as a result of which the spent ion-exchange resins are dried. resins in the collection container 7, the compressed air is also removed through the connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air 10.

После сушки радиоактивных отработавших ионообменных смол открывают проем с откидными створками 3 и демонтируют съемное днище 9 контейнера-сборника для ионообменных смол 7, после чего проем закрывают. Затем через узел подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10 подают сжатый воздух в контейнер-сборник для ионообменных смол 7, выбивают одноразовое удаляемое днище 8 контейнера-сборника для ионообменных смол 7, которое остается в устройстве для улавливания удаляемых днищ 4, при этом сжатый воздух отводится через штуцер для отвода сжатого воздуха 6. Отработавшие осушенные низкоактивные ионообменные смолы выгружаются из контейнера-сборника для ионообменных смол 7 с помощью запорного устройства 5 в емкости, предназначенные для транспортирования и временного хранения радиоактивных отходов, например типа БЗ1А2-216,5.After drying the radioactive spent ion-exchange resins, an opening with flaps 3 is opened and the removable bottom 9 of the collection container for ion-exchange resins 7 is dismantled, after which the opening is closed. Then, through the connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air 10, compressed air is supplied to the collection container for ion-exchange resins 7, the disposable removable bottom 8 of the collection container for ion-exchange resins 7 is knocked out, which remains in the device for catching the removed bottoms 4, in this case, compressed air is discharged through the compressed air outlet 6. The spent dried low-level ion-exchange resins are unloaded from the collection container for ion-exchange resins 7 using a locking device 5 into containers intended for transportation and temporary storage of radioactive waste, for example, type BZ1A2-216, 5.

После завершения работ по обращению с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами, подключенный контейнер-сборник 7 отключают от узла подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10. К узлу подключения к контуру подачи и отвода регенерирующего раствора и сжатого воздуха 10 подключают второй контейнер-сборник 7 и аналогичным образом выполняют работы по обращению с радиоактивными отработавшими ионообменными смолами, содержащимися в нем.After completion of work on handling radioactive spent ion-exchange resins, the connected container-collector 7 is disconnected from the connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air 10. The second container is connected to the connection unit to the supply and discharge circuit of the regenerating solution and compressed air 10. collector 7 and similarly perform work on the handling of radioactive spent ion-exchange resins contained therein.

Заявляемое техническое решение обеспечит защиту персонала от ионизирующего излучения при проведении работ обращению с отработавшими радиоактивными ионообменными смолами.The proposed technical solution will ensure the protection of personnel from ionizing radiation during work on the handling of spent radioactive ion-exchange resins.

Claims

A facility for handling radioactive spent ion exchange resins, including containers-collectors, each of which includes a housing, a filter element, a pipe for supplying an ion exchange resin charge, a pipe for supplying a regenerating solution, a removable bottom, a disposable removable bottom, a pipe for supplying compressed air and a free water drainage unit, and a bunker equipped with a device for catching the removed bottom, characterized in that at least two collection containers are placed inside the bunker, and the bunker is additionally equipped with a locking device for unloading radioactive spent ion-exchange resins on the walls and lid of the bunker biological protection with openings equipped with flaps is installed, on the cover of the bunker there is a connection unit to the circuit for supplying and discharging the regenerating solution and discharging compressed air.